C++实现符号表

什么是符号表

符号表是编译器中重要的数据结构，用于存储程序中的变量、函数和其他标识符的信息。每次编译器遇到一个新的标识符时，会在符号表中查找它是否已经被定义，并记录下它的类型、作用域等信息。当程序需要使用这些标识符时，编译器会从符号表中提取相应的信息，以便正确生成代码。

如何实现符号表

符号表通常是以哈希表的形式实现的，其中每个条目表示一个标识符及其相关信息。在C++中，我们可以使用结构体或类来表示符号表的条目。

以下是一个基本的符号表类的实现：

class SymbolTableEntry {
public:
    std::string name; // 标识符名称
    std::string type; // 标识符类型
    int scope; // 标识符所在的作用域

    SymbolTableEntry(std::string name, std::string type, int scope) :
        name(name), type(type), scope(scope) {}
};

class SymbolTable {
public:
    std::unordered_map<std::string, std::vector<SymbolTableEntry>> table; // 哈希表

    void insert(std::string name, std::string type, int scope) {
        table[name].push_back(SymbolTableEntry(name, type, scope));
    }

    std::vector<SymbolTableEntry> lookup(std::string name) {
        if (table.find(name) != table.end())
            return table[name];
        else
            return std::vector<SymbolTableEntry>();
    }

    void clear(int scope) {
        for (auto it = table.begin(); it != table.end(); ) {
            auto& entries = it->second;
            entries.erase(
                std::remove_if(entries.begin(), entries.end(),
                    [scope](SymbolTableEntry& entry) -> bool {
                        return entry.scope == scope;
                    }
                ),
                entries.end()
            );

            if (entries.empty())
                it = table.erase(it);
            else
                ++it;
        }
    }
};

这个类中有三个主要的方法：insert、lookup和clear。insert方法用于向符号表中添加一个新的条目，lookup方法用于查找符号表中指定的标识符，而clear方法则会删除指定作用域中的所有条目。这个类使用C++标准库中的unordered_map作为哈希表的实现方式。

总结

在本文中，我们介绍了符号表这一编译器中重要的概念，并展示了如何使用C++实现一个基本的符号表类。然而，编译器中关于符号表的实现还有许多细节，比如如何处理作用域嵌套、如何区分全局变量和局部变量、如何处理重名标识符等等。对于在编写编译器时遇到的这些问题，我们需要有更深入的了解和掌握。