$\text{program} \rightarrow \text{declaration-list}$ $\text{declaration-list} \rightarrow \text{declaration-list}\ \text{declaration}\ |\ \text{declaration}$ $\text{declaration} \rightarrow \text{var-declaration}\ |\ \text{fun-declaration}$ $\text{var-declaration}\ \rightarrow \text{type-specifier}\ \textbf{ID}\ \textbf{;}\ |\ \text{type-specifier}\ \textbf{ID}\ \textbf{[}\ \textbf{INTEGER}\ \textbf{]}\ \textbf{;}$ $\text{type-specifier} \rightarrow \textbf{int}\ |\ \textbf{float}\ |\ \textbf{void}$ $\text{fun-declaration} \rightarrow \text{type-specifier}\ \textbf{ID}\ \textbf{(}\ \text{params}\ \textbf{)}\ \text{compound-stmt}$ $\text{params} \rightarrow \text{param-list}\ |\ \textbf{void}$ $\text{param-list} \rightarrow \text{param-list}\ ,\ \text{param}\ |\ \text{param}$ $\text{param} \rightarrow \text{type-specifier}\ \textbf{ID}\ |\ \text{type-specifier}\ \textbf{ID}\ \textbf{[]}$ $\text{compound-stmt} \rightarrow \textbf{\{}\ \text{local-declarations}\ \text{statement-list} \textbf{\}}$ $\text{local-declarations} \rightarrow \text{local-declarations var-declaration}\ |\ \text{empty}$ $\text{statement-list} \rightarrow \text{statement-list}\ \text{statement}\ |\ \text{empty}$ $\begin{aligned}\text{statement} \rightarrow\ &\text{expression-stmt}\\ &|\ \text{compound-stmt}\\ &|\ \text{selection-stmt}\\ &|\ \text{iteration-stmt}\\ &|\ \text{return-stmt}\end{aligned}$ $\text{expression-stmt} \rightarrow \text{expression}\ \textbf{;}\ |\ \textbf{;}$ $\begin{aligned}\text{selection-stmt} \rightarrow\ &\textbf{if}\ \textbf{(}\ \text{expression}\ \textbf{)}\ \text{statement}\\ &|\ \textbf{if}\ \textbf{(}\ \text{expression}\ \textbf{)}\ \text{statement}\ \textbf{else}\ \text{statement}\end{aligned}$ $\text{iteration-stmt} \rightarrow \textbf{while}\ \textbf{(}\ \text{expression}\ \textbf{)}\ \text{statement}$ $\text{return-stmt} \rightarrow \textbf{return}\ \textbf{;}\ |\ \textbf{return}\ \text{expression}\ \textbf{;}$ $\text{expression} \rightarrow \text{var}\ \textbf{=}\ \text{expression}\ |\ \text{simple-expression}$ $\text{var} \rightarrow \textbf{ID}\ |\ \textbf{ID}\ \textbf{[}\ \text{expression} \textbf{]}$ $\text{simple-expression} \rightarrow \text{additive-expression}\ \text{relop}\ \text{additive-expression}\ |\ \text{additive-expression}$ $\text{relop}\ \rightarrow \textbf{<=}\ |\ \textbf{<}\ |\ \textbf{>}\ |\ \textbf{>=}\ |\ \textbf{==}\ |\ \textbf{!=}$ $\text{additive-expression} \rightarrow \text{additive-expression}\ \text{addop}\ \text{term}\ |\ \text{term}$ $\text{addop} \rightarrow \textbf{+}\ |\ \textbf{-}$ $\text{term} \rightarrow \text{term}\ \text{mulop}\ \text{factor}\ |\ \text{factor}$ $\text{mulop} \rightarrow \textbf{*}\ |\ \textbf{/}$ $\text{factor} \rightarrow \textbf{(}\ \text{expression}\ \textbf{)}\ |\ \text{var}\ |\ \text{call}\ |\ \text{integer}\ |\ \text{float}$ $\text{integer} \rightarrow \textbf{INTEGER}$ $\text{float} \rightarrow \textbf{FLOATPOINT}$ $\text{call} \rightarrow \textbf{ID}\ \textbf{(}\ \text{args} \textbf{)}$ $\text{args} \rightarrow \text{arg-list}\ |\ \text{empty}$ $\text{arg-list} \rightarrow \text{arg-list}\ \textbf{,}\ \text{expression}\ |\ \text{expression}$
在上述语法规则中，我们定义了 cminus-f 语言的语法，接着，我们对照语法规则，给出相关的语义和解释。
在阅读前，需要理解 cminus-f 主要源自于 C 语言，因此它的行为都会接近 C 语言。
$\text{program} \rightarrow \text{declaration-list}$ $\text{declaration-list} \rightarrow \text{declaration-list}\ \text{declaration}\ |\ \text{declaration}$ $\text{declaration} \rightarrow \text{var-declaration}\ |\ \text{fun-declaration}$
一个程序由一系列声明组成，声明包括了函数声明与变量声明，它们可以以任意顺序排列。
全局变量需要初始化为全 0
所有的变量必须在使用前先进行声明，所有的函数必须在使用前先进行定义
一个程序中至少要有一个main函数的声明
因为没有原型这个概念， cminus-f 不区分函数的声明和定义。
$\text{var-declaration}\ \rightarrow \text{type-specifier}\ \textbf{ID}\ \textbf{;}\ |\ \text{type-specifier}\ \textbf{ID}\ \textbf{[}\ \textbf{INTEGER}\ \textbf{]}\ \textbf{;}$ $\text{type-specifier} \rightarrow \textbf{int}\ |\ \textbf{float}\ |\ \textbf{void}$
cminus-f 的基础类型只有整型(int)、浮点型(float)和 void。而在变量声明中，只有整型和浮点型可以使用，void 仅用于函数声明。
一个变量声明定义一个整型或者浮点型的变量，或者一个整型或浮点型的数组变量（这里整型指的是32位有符号整型，浮点数是指32位浮点数）。
数组变量在声明时，
一次只能声明一个变量。
$\text{fun-declaration} \rightarrow \text{type-specifier}\ \textbf{ID}\ \textbf{(}\ \text{params}\ \textbf{)}\ \text{compound-stmt}$ $\text{params} \rightarrow \text{param-list}\ |\ \textbf{void}$ $\text{param-list} \rightarrow \text{param-list}\ ,\ \text{param}\ |\ \text{param}$ $\text{param} \rightarrow \text{type-specifier}\ \textbf{ID}\ |\ \text{type-specifier}\ \textbf{ID}\ \textbf{[]}$
函数声明包含了返回类型，标识符，由逗号分隔的形参列表，还有一个复合语句。
当函数的返回类型是 void 时，函数不返回任何值。
函数的参数可以是 void ，也可以是一个列表。当函数的形参是void时，调用该函数时不用传入任何参数。
形参中跟着中括号代表数组参数，它们可以有不同长度。
整型参数通过值来传入函数（pass by value），而数组参数通过引用来传入函数（pass by reference，即指针）。
函数的形参拥有和函数声明的复合语句相同的作用域，并且每次函数调用都会产生一组独立内存的参数。（和C语言一致）
函数可以递归调用。
$\text{compound-stmt} \rightarrow \textbf{{}\ \text{local-declarations}\ \text{statement-list} \textbf{}}$
一个复合语句由一对大括号和其中的局部声明与语句列表组成
复合语句的执行时，对包含着的语句按照语句列表中的顺序执行
局部声明拥有和复合语句中的语句列表一样的作用域，且其优先级高于任何同名的全局声明（常见的静态作用域）
$\text{local-declarations} \rightarrow \text{local-declarations var-declaration}\ |\ \text{empty}$ $\text{statement-list} \rightarrow \text{statement-list}\ \text{statement}\ |\ \text{empty}$
局部声明和语句列表都可以为空（empty表示空字符串，即
- $\begin{aligned}\text{statement} \rightarrow\ &\text{expression-stmt}\ &|\ \text{compound-stmt}\ &|\ \text{selection-stmt}\ &|\ \text{iteration-stmt}\ &|\ \text{return-stmt}\end{aligned}$
$\text{expression-stmt} \rightarrow \text{expression}\ \textbf{;}\ |\ \textbf{;}$
表达式语句由一个可选的表达式（即可以没有表达式）和一个分号组成
我们通常使用表达式语句中的表达式计算时产生的副作用，所以这种语句用于赋值和函数调用
- $\begin{aligned}\text{selection-stmt} \rightarrow\ &\textbf{if}\ \textbf{(}\ \text{expression}\ \textbf{)}\ \text{statement}\ &|\ \textbf{if}\ \textbf{(}\ \text{expression}\ \textbf{)}\ \text{statement}\ \textbf{else}\ \text{statement}\end{aligned}$
if语句中的表达式将被求值，若结果的值等于0，则第二个语句执行（如果存在的话），否则第一个语句会执行。
为了避免歧义，$\textbf{else}$将会匹配最近的$\textbf{if}$
$\text{iteration-stmt} \rightarrow \textbf{while}\ \textbf{(}\ \text{expression}\ \textbf{)}\ \text{statement}$
while语句是 cminus-f 中唯一的迭代语句。它执行时，会不断对表达式进行求值，并且在对表达式的求值结果等于 0 前，循环执行执下面的语句
$\text{return-stmt} \rightarrow \textbf{return}\ \textbf{;}\ |\ \textbf{return}\ \text{expression}\ \textbf{;}$
return语句可以返回值，也可以不返回值。
未声明为$\textbf{void}$类型的函数必须返回和函数返回类型相同的值
return会将程序的控制转移给当前函数的调用者，而return会使得程序终止
$\text{expression} \rightarrow \text{var}\ \textbf{=}\ \text{expression}\ |\ \text{simple-expression}$ $\text{var} \rightarrow \textbf{ID}\ |\ \textbf{ID}\ \textbf{[}\ \text{expression} \textbf{]}$
一个表达式可以是一个变量引用（即var）接着一个赋值符号（=）以及一个表达式，也可以是一个简单表达式。
var 可以是一个整型变量、浮点变量，或者一个取了下标的数组变量。
数组的下标值为整型，作为数组下标值的表达式计算结果可能需要类型转换变成整型值
一个负的下标会导致程序终止，需要调用框架中的内置函数neg_idx_except （该内部函数会主动退出程序，只需要调用该函数即可），但是对于上界并不做检查。
赋值语义为：先找到 var 代表的变量地址（如果是数组，需要先对下标表达式求值），然后对右侧的表达式进行求值，求值结果将在转换成变量类型后存储在先前找到的地址中。同时，存储在 var 中的值将作为赋值表达式的求值结果。
在 C 中，赋值对象（即 var ）必须是左值，而左值可以通过多种方式获得。cminus-f中，唯一的左值就是通过 var 的语法得到的，因此 cminus-f 通过语法限制了 var 为左值，而不是像 C 中一样通过类型检查，这也是为什么 cminus-f 中不允许进行指针算数。
$\text{simple-expression} \rightarrow \text{additive-expression}\ \text{relop}\ \text{additive-expression}\ |\ \text{additive-expression}$ $\text{relop}\ \rightarrow \textbf{<=}\ |\ \textbf{<}\ |\ \textbf{>}\ |\ \textbf{>=}\ |\ \textbf{==}\ |\ \textbf{!=}$ $\text{additive-expression} \rightarrow \text{additive-expression}\ \text{addop}\ \text{term}\ |\ \text{term}$ $\text{addop} \rightarrow \textbf{+}\ |\ \textbf{-}$ $\text{term} \rightarrow \text{term}\ \text{mulop}\ \text{factor}\ |\ \text{factor}$ $\text{mulop} \rightarrow \textbf{*}\ |\ \textbf{/}$
一个简单表达式是一个加法表达式或者两个加法表达式的关系运算。当它是加法表达式时，它的值就是加法表达式的值。而当它是关系运算时，如果关系运算结果为真则值为整型值 1，反之则值为整型值 0。
加法表达式表现出了四则运算的结合性质与优先级顺序，四则运算的含义和C中的整型运算一致。
浮点数和整型一起运算时，整型值需要进行类型提升，转换成浮点数类型，且运算结果也是浮点数类型
$\text{factor} \rightarrow \textbf{(}\ \text{expression}\ \textbf{)}\ |\ \text{var}\ |\ \text{call}\ |\ \text{integer}\ |\ \text{float}$
因数可以是一个括号包围的表达式（此时它的值是表达式的值），或者是一个变量（此时它的值是变量的值），或者是一个函数调用（此时它的值是函数调用的返回值），或者是一个数字字面量（此时它的值为该字面量的值）。当因数是数组变量时，除非此时它被用作一个函数调用中的数组参数，否则它必须要带有下标。
$\text{integer} \rightarrow \textbf{INTEGER}$ $\text{float} \rightarrow \textbf{FLOATPOINT}$ $\text{call} \rightarrow \textbf{ID}\ \textbf{(}\ \text{args} \textbf{)}$ $\text{args} \rightarrow \text{arg-list}\ |\ \text{empty}$ $\text{arg-list} \rightarrow \text{arg-list}\ \textbf{,}\ \text{expression}\ |\ \text{expression}$
函数调用由一个函数的标识符与一组括号包围的实参组成。实参可以为空，也可以是由逗号分隔的的表达式组成的列表，这些表达式代表着函数调用时，传给形参的值。函数调用时的实参数量和类型必须与函数声明中的形参一致，必要时需要进行类型转换。
cminus-f中包含四个预定义的函数 input 、 output、 outputFloat 和 neg_idx_except，它们的声明为:
int input(void) {...}
void output(int x) {...}
void outputFloat(float x) {...}
void neg_idx_except(void) {...}input函数没有形参，且返回一个从标准输入中读到的整型值。output函数接受一个整型参数，然后将它的值打印到标准输出，并输出换行符。outputFloat函数接受一个浮点参数，然后将它的值打印到标准输出，并输出换行符。neg_idx_except函数没有形参，执行后报错并退出
除此之外，其它规则和 C 中类似，比如同一个作用域下不允许定义重名变量或函数（本次实验中不做要求）
- 本次实验存在五种情况下的类型转换
- 赋值时
- 返回值类型和函数签名中的返回类型不一致时
- 函数调用时实参和函数签名中的形参类型不一致时
- 二元运算的两个参数类型不一致时
- 下标计算时
- 如果对上述的语义有疑问可以通过发issue的方式进行交流（当然，我们推荐组内先进行讨论）。