实验介绍¶
Task 3 · 中间代码生成 / Intermediate Representation
"All problems in computer science can be solved by another level of indirection."
（计算机科学中的所有问题，都可以通过增加一个间接层来解决。）
从最小测例出发，逐步扩展语言特性
task3-answer 是最有价值的参照物。先让最简单的 main、return、常量与表达式路径稳定，再一点点把变量、数组、控制流补齐。
任务描述¶
恭喜同学们完成了前面两个实验！在实验一中，我们实现了一个词法分析器，将源代码文件输入词法分析器后，将会产生 token 流。在实验二中，我们实现了一个语法分析器，读取词法分析器输出的 token 流，最终输出 JSON 格式的 AST。
在本次实验中，大家将要完成一个中间代码生成器。生成器会读入代表 AST 的 JSON 文件（也即实验二的输出），生成 ASG，然后再根据 ASG，调用 LLVM 库生成 LLVM
IR（本次实验中，IR 是可读的汇编文本格式，保存在 .ll 后缀文件中）：
优先打通最短路径
最推荐的做法是先让最简单的函数生成合法 LLVM IR，再逐类加入表达式、变量、数组和控制流。 一次性并行补很多分支，通常会让错误来源变得很难判断。
同学们在进行实验的过程中，可以构建目标
task3-answer，参考其生成的标准答案，逐步改进自己的代码。从实验三开始，大家将逐渐体会到 LLVM 库的强大。
不要一上来同时补齐所有节点类型
IR 生成最怕的是路径一多，错误来源就混在一起。建议始终围绕“一个测例、一类节点、一段输出”地推进。 每补完一类结构，就先用 task3-answer 对比一次，再继续扩展。
task3 的目录结构如下：
task3/
├─ Obj.hpp
├─ Obj.cpp
├─ asg.hpp
├─ asg.cpp
├─ Json2Asg.hpp
├─ Json2Asg.cpp
├─ EmitIR.hpp
├─ EmitIR.cpp
└─ main.cpp
-
Obj.hpp/cpp，asg.hpp/cpp：这四个文件已经在实验二的 公用代码介绍 中详细说明过了，这里不再赘述。 -
Json2Asg.hpp/cpp：这两个文件实现了Json2Asg类。这个类的功能是读取 JSON 文件（llvm::json::Value），输出 ASG（asg::TranslationUnit）。助教们已经实现了这个类，同学们无需修改。 -
EmitIR.hpp/cpp：这两个文件用于实现EmitIR类。这个类的的功能是读取抽象语义图，即Json2Asg输出的asg::TranslationUnit，然后根据其来生成 LLVM IR。助教们已经实现了这个类的基本功能，使目前的实验三代码仅仅能够通过functional-0/000_main.sysu.c这个测例。 -
main.cpp：这个文件是实验三中间代码生成器的程序入口，负责创建Json2Asg实例读取 JSON 文件并生成asg::TranslationUnit，然后传给EmitIR实例生成 LLVM IR，最后输出到指定文件中。这个文件也无需修改。
总结一下，在实验三中，同学们需要仔细阅读实验文档，并完善 EmitIR
类（主要是修改补充 EmitIR.hpp 和
EmitIR.cpp），以确保能够通过所有测试用例，实现一个完整的中间代码生成器。在此过程中，同学们将会使用到很多 LLVM
API，可以查阅
实验文档，必要时借助大模型等工具，深入了解相关 API 的使用方法。
把输出 IR 当成第一调试现场
很多 task3 问题不是运行时报出来的，而是在生成的 .ll 文件里就已经能看见端倪。
优先检查函数签名、基本块结构、返回值和类型是否符合预期，通常比盲目单步更快。
评分标准¶
LLVM IR 是可以通过 LLVM 的工具 lli 被直接执行的，如 lli output.ll。
实验三的评分只考虑同学们生成的 LLVM IR 的正确性，对于一个编译器而言，程序的正确性是必然的。对于每个测例，同学们生成的 LLVM IR 不必与 task3-answer 生成的标准答案（也即 clang 输出的 LLVM IR）完全相同，只要你生成的 LLVM IR 执行后，程序的返回值和输出与 clang 生成的 LLVM IR 执行后的返回值和输出相同，就算通过了该测例。
所有样例通过后，就拿到了满分！
注意事项¶
（可能过时，仅供参考）
如果测评机与本地结果不一样，可能是局部变量没有初始化。例如 EmitIR 类的成员变量
mCurFunc 没有在构造函数中设置为 nullptr，导致其在被赋值前为野指针。
成员状态没有初始化时，问题会非常隐蔽
Task3 开始对象状态显著变多，未初始化成员、悬空引用和类型不一致都会表现成很绕的后果。 如果出现“本地偶现”“测评机不稳定”这类症状，先回头检查对象生命周期和默认值。
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