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这个 `IR.cpp` 文件实现了 `IR.h` 中定义的中间表示（IR）数据结构的功能。它包含了类型系统、值、指令、基本块、函数和模块的具体实现，以及一些辅助函数用于打印 IR 的内容。以下是对文件中主要内容的整理和解释：
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### **1. 辅助函数**
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#### **1.1 `interleave` 函数**
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- **作用**：用于在输出流中插入分隔符（如逗号）来打印容器中的元素。
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- **示例**：
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```cpp
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interleave(os, container, ", ");
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```
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#### **1.2 打印函数**
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- **`printVarName`**：打印变量名，全局变量以 `@` 开头，局部变量以 `%` 开头。
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- **`printBlockName`**：打印基本块名，以 `^` 开头。
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- **`printFunctionName`**：打印函数名，以 `@` 开头。
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- **`printOperand`**：打印操作数，如果是常量则直接打印值，否则打印变量名。
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### **2. 类型系统**
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#### **2.1 `Type` 类的实现**
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- **静态方法**：
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- `getIntType()`、`getFloatType()`、`getVoidType()`、`getLabelType()`：返回对应类型的单例对象。
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- `getPointerType(Type *baseType)`：返回指向 `baseType` 的指针类型。
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- `getFunctionType(Type *returnType, const vector<Type *> ¶mTypes)`：返回函数类型。
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- **`getSize()`**：返回类型的大小（如 `int` 和 `float` 为 4 字节，指针为 8 字节）。
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- **`print()`**：打印类型的表示。
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#### **2.2 `PointerType` 类的实现**
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- **静态方法**：
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- `get(Type *baseType)`：返回指向 `baseType` 的指针类型，使用 `std::map` 缓存已创建的指针类型。
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- **`getBaseType()`**：返回指针指向的基础类型。
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#### **2.3 `FunctionType` 类的实现**
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- **静态方法**：
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- `get(Type *returnType, const vector<Type *> ¶mTypes)`：返回函数类型，使用 `std::set` 缓存已创建的函数类型。
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- **`getReturnType()`** 和 `getParamTypes()`：分别返回函数的返回类型和参数类型列表。
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### **3. 值（Value）**
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#### **3.1 `Value` 类的实现**
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- **`replaceAllUsesWith(Value *value)`**：将该值的所有用途替换为另一个值。
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- **`isConstant()`**：判断值是否为常量（包括常量值、全局值和函数）。
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#### **3.2 `ConstantValue` 类的实现**
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- **静态方法**：
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- `get(int value)` 和 `get(float value)`：返回整数或浮点数常量，使用 `std::map` 缓存已创建的常量。
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- **`getInt()` 和 `getFloat()`**：返回常量的值。
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- **`print()`**：打印常量的值。
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#### **3.3 `Argument` 类的实现**
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- **构造函数**：初始化参数的类型、所属基本块和索引。
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- **`print()`**：打印参数的表示。
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### **4. 基本块（BasicBlock）**
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#### **4.1 `BasicBlock` 类的实现**
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- **构造函数**：初始化基本块的名称和所属函数。
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- **`print()`**：打印基本块的表示，包括参数和指令。
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### **5. 指令（Instruction）**
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#### **5.1 `Instruction` 类的实现**
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- **构造函数**：初始化指令的类型、所属基本块和名称。
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- **`print()`**：由具体指令类实现。
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#### **5.2 具体指令类的实现**
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- **`CallInst`**：表示函数调用指令。
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- **`print()`**：打印函数调用的表示。
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- **`UnaryInst`**：表示一元操作指令（如取反、类型转换）。
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- **`print()`**：打印一元操作的表示。
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- **`BinaryInst`**：表示二元操作指令（如加法、减法）。
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- **`print()`**：打印二元操作的表示。
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- **`ReturnInst`**：表示返回指令。
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- **`print()`**：打印返回指令的表示。
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- **`UncondBrInst`**：表示无条件跳转指令。
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- **`print()`**：打印无条件跳转的表示。
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- **`CondBrInst`**：表示条件跳转指令。
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- **`print()`**：打印条件跳转的表示。
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- **`AllocaInst`**：表示栈内存分配指令。
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- **`print()`**：打印内存分配的表示。
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- **`LoadInst`**：表示从内存加载值的指令。
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- **`print()`**：打印加载指令的表示。
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- **`StoreInst`**：表示将值存储到内存的指令。
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- **`print()`**：打印存储指令的表示。
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### **6. 函数（Function）**
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#### **6.1 `Function` 类的实现**
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- **构造函数**：初始化函数的名称、返回类型和参数类型。
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- **`print()`**：打印函数的表示，包括基本块和指令。
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### **7. 模块（Module）**
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#### **7.1 `Module` 类的实现**
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- **`print()`**：打印模块的表示，包括所有函数和全局变量。
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### **8. 用户（User）**
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#### **8.1 `User` 类的实现**
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- **`setOperand(int index, Value *value)`**：设置指定索引的操作数。
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- **`replaceOperand(int index, Value *value)`**：替换指定索引的操作数，并更新用途列表。
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### **9. 总结**
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- **类型系统**：实现了 `Type`、`PointerType` 和 `FunctionType`，用于表示 IR 中的类型。
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- **值**：实现了 `Value`、`ConstantValue` 和 `Argument`，用于表示 IR 中的值和参数。
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- **基本块**：实现了 `BasicBlock`，用于组织指令。
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- **指令**：实现了多种具体指令类（如 `CallInst`、`BinaryInst` 等），用于表示 IR 中的操作。
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- **函数和模块**：实现了 `Function` 和 `Module`，用于组织 IR 的结构。
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- **打印功能**：通过 `print()` 方法，可以将 IR 的内容输出为可读的文本格式。
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这个文件是编译器中间表示的核心实现，能够将抽象语法树（AST）转换为中间代码，并支持后续的优化和目标代码生成。 |