编译原理nfa-dfa
基本定义
NFA，也称不确定的有穷自动机，是由一个五元式定义的数学模型，特点是它的不确定性，即在当前状态下，读入同一个字符，可能有多个下一状态。
DFA，也称确定的有穷自动机，也是由一个五元式定义的数学模型，相对的特点是它的确定性，即在当前状态下，读入同一个字符，最多有一个后继状态。NFA与DFA的矩阵表示
一个NFA或者DFA还可以用一个矩阵[5]表示，矩阵也可以说是状态转换表，它的优点是可以快速访问给定的状态在给定的输入字符时能转换到的状态集。矩阵，每个状态一行，每个输入符号和ε（如果有需要的）各占一列，表的第i行中与输入符号a对应的表项是一个状态集合，表示NFA或者DFA在状态i输入a时所能到达的状态集合（DFA的集合唯一），即δ（i，a）[6]。（7）
如图可用表表示：
NFA状态转换表
DFA状态转换表
NFA向DFA的转换的思路
从NFA的矩阵表示中可以看出，表项通常是一状态的集合，而在DFA的矩阵
表示中，表项是一个状态，NFA到相应的DFA的构造的基本思路是：DFA的每一个状态对应NFA的一组状态DFA使用它的状态记录在NFA读入一个输入符号后可能达到的所有状态[4]。
NFA和DFA之间的联系
在非确定的有限自动机NFA中,由于某些状态的转移需从若干个可能的后续状态中进行选择，故一个NFA对符号串的识别就必然是一个试探的过程。这种不确定性给识别过程带来的反复，无疑会影响到FA的工作效率。而DFA则是确定的,将NFA转化为DFA将大大提高工作效率,因此将NFA转化为DFA是有其一定必要的。
子集构造法
已证明：非确定的有限自动机与确定的有限自动机从功能上来说是等价的，也就是说，我们能够从：
NFA M
使得L(M)=L(M’)
为了使得NFA确定化，我们首先给出两个定义：
定义1:集合I的ε-闭包：
令I是一个状态集的子集，定义ε-closure（I）为：
1）若s∈I，则s∈ε-closure（I）；
2）若s∈I，则从s出发经过任意条ε弧能够到达的任何
状态都属于ε-closure（I）。
状态集ε-closure（I）称为I的ε-闭包
定义2:令I是NFA M’的状态集的一个子集, a∈Σ
定义: Ia=ε-closure(J)
其中J = ∪δ(s,a)
——J是从状态子集I中的每个状态出发,经过标记为a的弧而达到的状态集合。——Ia是状态子集,其元素为J中的状态,加上从J中每一个状态出发通过ε弧到达的状态。
具体的转换过程
为了说明跟清晰，我们使用实例说明，构造正规式101（0|1）*011的DFA？解：首先构造相应的NFA，如图4.2.1所示：
将其写成M五元式则为：
M=({0，1，2，3，4，5，6，7，8}，{0，1},δ，0，{8})
其中δ为：
δ（0，1）＝1
δ（1，0）＝2
δ（2，1）＝3
δ（3，ε）＝4
δ（4，ε）＝5 δ（4，0）＝4 δ（4，1）＝4
δ（5，0）＝6
δ（6，1）＝7
δ（7，1）＝8
它所对应的状态转换矩阵如表1：
表1
根据NFA转化为DFA的子集法转换法进行转换，对应的状态转换矩阵见表2：
表2
对上表重新命名后的状态转换矩阵见表3：
表3
将其写成M五元式则为：
M=({0，1，2，3，4，5，6，7}，{0，1}，δ，0，{5}) 其中δ为：
δ（0，1）＝1
δ（1，0）＝2
δ（2，1）＝3
δ（3，0）＝4 δ（3，1）＝5
δ（4，0）＝4 δ（4，1）＝6
δ（5，0）＝4 δ（5，1）＝5
δ（6，0）＝4 δ（6，1）＝7
δ（7，0）＝4 δ（7，1）＝5
与表3对应的状态转换图如图4.2.2所示：
这样就完成了从正规表达式101（0|1）*011到DFA的转化。
编译原理实验指导
编译原理实验指导 实验安排： 上机实践按小组完成实验任务。每小组三人，分别完成TEST语言的词法分析、语法分析、语义分析和中间代码生成三个题目,语法分析部分可任意选择一种语法分析方法。先各自调试运行，然后每小组将程序连接在一起调试，构成一个相对完整的编译器。 实验报告： 上机结束后提交实验报告，报告内容： 1．小组成员； 2．个人完成的任务； 3．分析及设计的过程； 4．程序的连接； 5．设计中遇到的问题及解决方案； 6．总结。
实验一词法分析 一、实验目的 通过设计编制调试TEST语言的词法分析程序，加深对词法分析原理的理解。并掌握在对程序设计语言源程序进行扫描过程中将其分解为各类单词的词法分析方法。 编制一个读单词过程，从输入的源程序中，识别出各个具有独立意义的单词，即基本字、标识符、常数、运算符、分隔符五大类。并依次输出各个单词的内部编码及单词符号自身值。 二、实验预习提示 1．词法分析器的功能和输出格式 词法分析器的功能是输入源程序，输出单词符号。词法分析器的单词符号常常表示 成以下的二元式(单词种别码，单词符号的属性值)。 2．TEST语言的词法规则
四川大学编译原理期末复习总结
一、简答题 1.什么是编译程序 答：编译程序是一种将高级语言程序(源程序)翻译成低级语言(目标程序)的程序。 将高级程序设计语言程序翻译成逻辑上等价的低级语言(汇编语言,机器语言)程序的翻译程序。 2.请写出文法的形式定义 答：一个文法G抽象地表示为四元组 G=（Vn,Vt,P,S） –其中Vn表示非终结符号 –Vt表示终结符号，Vn∪Vt=Ｖ(字母表)，Vn∩Vt=φ –S是开始符号， –P是产生式，形如：α→β(α∈V+且至少含有一个非终结符号，β∈V*) 3.语法分析阶段的功能是什么 答：在词法分析的基础上，根据语言的语法规则，将单词符号串分解成各类语法短语(例：程序、语句、表达式)。确定整个输入串是否构成语法上正确的程序。 4.局部优化有哪些常用的技术 答：优化技术1—删除公共子表达式 优化技术2—复写传播 优化技术3—删除无用代码 优化技术4—对程序进行代数恒等变换（降低运算强度） 优化技术5—代码外提 优化技术6—强度削弱 优化技术7—删除归纳变量 优化技术简介——对程序进行代数恒等变换（代数简化） 优化技术简介——对程序进行代数恒等变换（合并已知量） 5．编译过程分哪几个阶段 答：逻辑上分五个阶段：词法分析、语法分析、语义分析与中间代码生成、代码优化、目标代码生成。每个阶段把源程序从一种表示变换成另一种表示。 6. 什么是文法 答：文法是描述语言的语法结构的形式规则。是一种工具，它可用于严格定义句子的结构； 用有穷的规则刻划无穷的集合；文法是被用来精确而无歧义地描述语言的句子的构成方式；文法描述语言的时候不考虑语言的含义。 7. 语义分析阶段的功能是什么 答：对语法分析所识别出的各类语法范畴分析其含义，进行初步的翻译(翻译成中间代码)； 并对静态语义进行审查。 8.代码优化须遵循哪些原则 答：等价原则：不改变运行结果 有效原则：优化后时间更短，占用空间更少 合算原则：应用较低的代价取得较好的优化效果 9.词法分析阶段的功能是什么 答：
编译原理实验 中间代码生成
实验四中间代码生成 一．实验目的： 掌握中间代码的四种形式（逆波兰式、语法树、三元式、四元式）。 二．实验内容： 1、逆波兰式定义:将运算对象写在前面，而把运算符号写在后面。用这种表示法表示的表 达式也称做后缀式。 2、抽象（语法）树：运算对象作为叶子结点，运算符作为内部结点。 3、三元式：形式序号：（op,arg1,arg2） 4、四元式：形式（op,arg1,arg2,result） 三、以逆波兰式为例的实验设计思想及算法 (1)首先构造一个运算符栈，此运算符在栈内遵循越往栈顶优先级越高的原则。 (2)读入一个用中缀表示的简单算术表达式，为方便起见,设该简单算术表达式的右端多加上了优先级最低的特殊符号“#”。 (3)从左至右扫描该算术表达式，从第一个字符开始判断，如果该字符是数字，则分析到该数字串的结束并将该数字串直接输出。 (4)如果不是数字，该字符则是运算符，此时需比较优先关系。 做法如下：将该字符与运算符栈顶的运算符的优先关系相比较。如果，该字符优先关系高于此运算符栈顶的运算符，则将该运算符入栈。倘若不是的话，则将此运算符栈顶的运算符从栈中弹出，将该字符入栈。 (5)重复上述操作(1)-(2)直至扫描完整个简单算术表达式，确定所有字符都得到正确处理，我们便可以将中缀式表示的简单算术表达式转化为逆波兰表示的简单算术表达式。 四、程序代码： //这是一个由中缀式生成后缀式的程序 #include<> #include<> #include<> #include<> #define maxbuffer 64 void main() { char display_out(char out_ch[maxbuffer], char ch[32]); //int caculate_array(char out_ch[32]); static int i=0; static int j=0; char ch[maxbuffer],s[maxbuffer],out[maxbuffer]; cout<<"请输入中缀表达式: ";
编译原理实验报告实验一编写词法分析程序
编译原理实验报告实验名称：实验一编写词法分析程序 实验类型：验证型实验 指导教师：何中胜 专业班级：13软件四 姓名：丁越 学号： 电子邮箱： 实验地点：秋白楼B720 实验成绩： 日期：2016年3 月18 日
一、实验目的 通过设计、调试词法分析程序，实现从源程序中分出各种单词的方法；熟悉词法分析 程序所用的工具自动机，进一步理解自动机理论。掌握文法转换成自动机的技术及有穷自动机实现的方法。确定词法分析器的输出形式及标识符与关键字的区分方法。加深对课堂教学的理解；提高词法分析方法的实践能力。通过本实验，应达到以下目标： 1、掌握从源程序文件中读取有效字符的方法和产生源程序的内部表示文件的方法。 2、掌握词法分析的实现方法。 3、上机调试编出的词法分析程序。 二、实验过程 以编写PASCAL子集的词法分析程序为例 1.理论部分 （1）主程序设计考虑 主程序的说明部分为各种表格和变量安排空间。 数组 k为关键字表，每个数组元素存放一个关键字。采用定长的方式，较短的关键字 后面补空格。 P数组存放分界符。为了简单起见，分界符、算术运算符和关系运算符都放在 p表中 （编程时，还应建立算术运算符表和关系运算符表，并且各有类号），合并成一类。 id和ci数组分别存放标识符和常数。 instring数组为输入源程序的单词缓存。 outtoken记录为输出内部表示缓存。 还有一些为造表填表设置的变量。 主程序开始后，先以人工方式输入关键字，造 k表；再输入分界符等造p表。 主程序的工作部分设计成便于调试的循环结构。每个循环处理一个单词；接收键盘上 送来的一个单词；调用词法分析过程；输出每个单词的内部码。 ⑵词法分析过程考虑 将词法分析程序设计成独立一遍扫描源程序的结构。其流程图见图1-1。 图1-1 该过程取名为 lexical，它根据输入单词的第一个字符（有时还需读第二个字符），判断单词类，产生类号：以字符 k表示关键字；i表示标识符；c表示常数；p表示分界符；s表示运算符（编程时类号分别为 1，2，3，4，5）。 对于标识符和常数，需分别与标识符表和常数表中已登记的元素相比较，如表中已有 该元素，则记录其在表中的位置，如未出现过，将标识符按顺序填入数组id中，将常数 变为二进制形式存入数组中 ci中，并记录其在表中的位置。 lexical过程中嵌有两个小过程：一个名为getchar，其功能为从instring中按顺序取出一个字符，并将其指针pint加1；另一个名为error，当出现错误时，调用这个过程， 输出错误编号。 2.实践部分
编译原理综合实验题
编译原理综合实验指导书 一、实验任务 设计、编制并调试一个中缀表达转换为后缀表达的实验程序，加深对词法分析、语法分析、语义分析及代码生成的理解。 二、实验内容 1、词法 输入：扩展ASCII码字符集字符。除大小写26英文字母（letter）和数字0-9（digit）以及+ - * / ^ = ; , ( )以外，所有其他字符一律按等同于空格处理，一般用来分隔单词。 输出：识别单词，单词包括关键字、运算符、界符、标识符和整型常数。 （1）关键字：var （2）运算符和界符：+ - * / ^ = ; , ( ) 其中：乘除运算符（*， /）返回具有不同属性值的单词mulop， 加减运算符（+， -）返回具有不同属性值的单词addop。 （3）标识符（id）和整型常数（num）： 标识符（id）和整型常数（num）最大长度为8个字符，定义如下。 id = letter (letter | digit)* num = digit digit* 2、语法 根据输入的单词序列，分析是否符合语法规则，如果不符合，应指明位置与理由；如果符合，则执行相应的语义子程序完成语义分析及中缀表达转换为后缀表达的过程。需注意的是，这里给出的是二义文法，从语义上考虑，表达式的计算按先幂次运算（^），再乘除运算（*， /）的最后加减运算（+， - ）的优先顺序；括号（(， )）用于调整运算先后顺序，既括号内部分先计算；赋值运算（=）最后进行。本实验系统的语法规则是： program → compound compound → declaration assignstatement compound | ε declaration → var identifier_list ; | ε dentifier_list →id, dentifier_list | id assignstatement →id= expression ; | ε expression → expression addop expression | expression mulop expression | expression ^ expression | ( expression ) | id | num 3、语义分析及代码生成 语义分析的主要任务是判断变量是否先定义后使用。代码生成的的主要任务是将赋值语句从中缀表达转换为后缀表达。
编译原理实验报告
院系：计算机科学学院 专业、年级： 07计科2大班 课程名称：编译原理 学号姓名： 指导教师： 2010 年11月17 日 组员学号姓名
实验 名称 实验一：词法分析实验室9205 实验目的或要求 通过设计一个具体的词法分析程序，加深对词法分析原理的理解。并掌握在对程序设计语言源程序进行扫描过程中将其分解为各类单词的词法分析方法。 编制一个读单词过程，从输入的源程序中，识别出各个具有独立意义的单词，即基本保留字、标识符、常数、运算符、分隔符五大类。并依次输出各个单词的内部编码及单词符号自身值。 具体要求：输入为某语言源代码，达到以下功能： 程序输入/输出示例：如源程序为C语言。输入如下一段： main() { int a,b; a=10; b=a+20; } 要求输出如下（并以文件形式输出或以界面的形式输出以下结果）。 （2，”main”） （5，”（“） （5，”）“） （5，”{“} （1，”int”） （2，”a”） （5，”,”） （2，”b”） （5，”;”） （2，”a”） （4，”=”） （3，”10”） （5，”;”） （2，”b”） （4，”=”） （2，”a”） （4，”+”） （3，”20”） （5，”;”） （5，”}“） 要求： 识别保留字：if、int、for、while、do、return、break、continue等等，单词种别码为1。 其他的标识符，单词种别码为2。常数为无符号数，单词种别码为3。 运算符包括：+、-、*、/、=、>、<等；可以考虑更复杂情况>=、<=、!= ；单词种别码为4。分隔符包括：“，”“；”“（”“）”“{”“}”等等，单词种别码为5。
编译原理实验题目及报告要求
编译原理上机实验试题 一、实验目的 通过本实验使学生进一步熟悉和掌握程序设计语言的词法分析程序的设计原理及相关的设计技术， 如何针对确定的有限状态自动机进行编程序；熟悉和 掌握程序设计语言的语法分析程序的设计原理、熟悉 和掌握算符优先分析方法。 二、实验要求 本实验要求：①要求能熟练使用程序设计语言编程；②在上机之前要有详细的设计报告（预习报告）； ③要编写出完成相应任务的程序并在计算机上准确 地运行；④实验结束后要写出上机实验报告。 三、实验题目 针对下面文法G(S)： S→v = E E→E+E│E-E│E*E│E/E│（E）│v │i 其中，v为标识符，i为整型或实型数。要求完成 ①使用自动机技术实现一个词法分析程序； ②使用算符优先分析方法实现其语法分析程序，在 语法分析过程中同时完成常量表达式的计算。
1、题目（见“编译原理---实验题目.doc，“实验题目”中的第一项） 2、目的与要求（见“编译原理---实验题目.doc”） 3、设计原理： (1)单词分类：标识符，保留字，常数，运算符，分隔符等等 (2)单词类型编码 (3)自动机 4、程序流程框图 5、函数原型（参数，返回值） 6、关键代码（可打印，只打印关键代码） 7、调试： （1）调试过程中遇到的错误，如何改进的； （2）需要准备测试用例（至少3个，包含输入和输出）——（可打印） 8、思考： (1)你编写的程序有哪些要求是没有完成的，你觉得该采用什么方法去完成； (2)或者是你觉得程序有哪些地方可以进一步完善，简述你的完善方案。
1、题目（见“编译原理---实验题目.doc，“实验题目”中的第二项） 2、目的与要求（见“编译原理---实验题目.doc”） 3、设计原理：构造出算法优先关系表 4、程序流程框图 5、函数原型（参数，返回值） 6、关键代码（可打印，只打印关键代码） 7、调试： （1）调试过程中遇到的错误，如何改进的； （2）需要准备测试用例（至少3个，包含输入和输出）——（可打印） 8、思考： (1)你编写的程序有哪些要求是没有完成的，你觉得该采用什么方法去完成； (2)或者是你觉得程序有哪些地方可以进一步完善，简述你的完善方案。
编译原理结课论文
目录
1.绪论 概述 “编译原理”是一门研究设计和构造编译程序原理课程，是计算机各专业的一门重要的专业课。编译原理这门课程蕴含着计算机学科中解决问题的思路和解决问题的方法，对应用软件和系统软件的设计与开发有一定的启发和指导作用。“编译原理”是一门实践性很强的课程，要掌握这门课程中的思想，就必须要把所学到的知识应用于实践当中。而课程设计是将理论与实践相互联系的一种重要方式。 设计目的 课程设计是对学生的一种全面综合素质训练，是与课堂听讲、自学和练习相辅相成的必不可少的一个教学环节。通常，设计题中的问题比平时的练习题要复杂很多，但也更接近实际。编译原理这门课程安排的课程设计的目的是旨在要求学生进一步巩固课堂上所学的理论知识，深化理解和灵活掌握教学内容，选择合适的数据逻辑结构解决问题，然后编制算法和程序完成设计要求，从而进一步培养学生独立思考问题、分析问题、解决实际问题的能力。 设计题目及要求 基于这个学期所学习的内容以及自己所掌握到的知识，本次我所要设计的题目是赋值语句的四元式生成。
要求： （1）设计语法制导生成赋值语句的四元式的算法； （2）编写代码并上机调试运行通过； （3）输入一赋值语句； （4）输出相应的表达式的四元式； 2.背景知识 语法制导翻译方法 语法制导翻译的方法就是为每个产生式配上一个翻译子程序（称语义动作或语义子程序），并在语法分析的同时执行这些子程序。语义动作是为产生式赋予具体意义的手段，它一方面指出了一个产生式所产生的符号串的意义，另一方面又按照这种意义规定了生成某种中间代码应做哪些基本动作。在语法分析的过程中，当一个产生式获得匹配（对于自顶向下分析）或用于规约（对于自底向上分析）时，此产生式相应的语义子程序就进入工作，完成既定的翻译任务。语法制导翻译分为自底向上语法制导翻译和自顶向下语法制导翻译。 属性文法 属性文法是编译技术中用来说明程序语言语义的工具，也是当前实际应用中比较流行的一种语义描述方法。属性是指与文法符号的类型和值等有关的一些信息，在编译中用属性描述处理对象的特征。属性文法是一种
编译原理实验报告一
实验一词法分析程序实现 一、实验目得与要求 通过编写与调试一个词法分析程序,掌握在对程序设计语言得源程序进行扫描得过程中,将字符流形式得源程序转化为一个由各类单词符号组成得流得词法分析方法 二、实验内容 基本实验题目：若某一程序设计语言中得单词包括五个关键字begｉｎ、end、if、then、elsｅ；标识符；无符号常数；六种关系运算符；一个赋值符与四个算术运算符，试构造能识别这些单词得词法分析程序（各类单词得分类码参见表Ｉ）。 表Ｉ语言中得各类单词符号及其分类码表 输入:由符合与不符合所规定得单词类别结构得各类单词组成得源程序文件。 输出：把所识别出得每一单词均按形如(CLASS，VＡLUE）得二元式形式输出,并将结果放到某个文件中。对于标识符与无符号常数，CＬASS字段为相应得类别码得助记符;V AL ＵＥ字段则就是该标识符、常数得具体值；对于关键字与运算符,采用一词一类得编码形式，仅需在二元式得CLASS字段上放置相应单词得类别码得助记符，V ALUE字段则为“空". 三、实现方法与环境 词法分析就是编译程序得第一个处理阶段，可以通过两种途径来构造词法分析程序.其一就是根据对语言中各类单词得某种描述或定义(如BＮF)，用手工得方式（例如可用Ｃ语言)构造词法分析程序。一般地,可以根据文法或状态转换图构造相应得状态矩阵,该状态矩阵连同控制程序一起便组成了编译器得词法分析程序;也可以根据文法或状态转换图直接编写词法分析程序。构造词法分析程序得另外一种途径就是所谓得词法分析程序得自动生成，即首先用正规式对语言中得各类单词符号进行词型描述,并分别指出在识别单词时,词法分析程
《编译原理》实验指导书
《编译原理》实验指导书 实验目的和内容 编译原理实验的目的是使学生将编译理论运用到实际当中，实现一个简单语言集的词法、语法和语义分析程序，验证实际编译系统的实现方法，并加深对编译技术的认识。 实验内容共需实现编译器的词法、语法和语义分析程序三个组成部分。要求学生必须完成每个实验的基本题目要求，有余力的同学可尝试实验的扩展要求部分。 实验报告 要求每人针对所完成的实验内容上交一份实验报告，其中主要包括三方面内容：1、实验设计：实验采用的实现方法和依据（如描述语言的文法及其机内表示，词分析 的单词分类码表、状态转换图或状态矩阵等，语法分析中用到的分析表或优先矩阵等，语法制导翻译中文法的拆分和语义动作的设计编写等）；具体的设计结果（应包括整体设计思想和实现算法，程序结构的描述，各部分主要功能的说明，法以及所用数据结构的介绍等）。 2、程序代码：实验实现的源程序清单，要求符合一般的程序书写风格，有详细的注释。 3、实验结果分析：自行编写若干源程序作为测试用例，对所生成的编译程序进行测试 （编译程序的输入与输出以文件的形式给出）；运行结果分析（至少包括一个正确和一个错误单词或语句的运行结果）；以及改进设想等。 注意事项 1、电子版实验报告和源程序在最后一次机时后的一周内上交。（每个同学上交一个压 缩文件，其命名格式为“学号_姓名.rar”，内含实验报告和一个命名为“源程序” 的文件夹。注意提交的源程序应是经过调试、测试成功的较为通用的程序，并应有相应的注释、运行环境和使用方法简介。） 2、不接受不完整的实验报告和没有说明注释的源程序，或者说明与程序、运行结果不 符合的作业。 特别鼓励：扩展题目 1、为亲身经历一个小型编译器的开发全过程，触摸一下与实际编译器开发相关的工作， 大家可以自由组成3人左右的小组，推举组长，模拟一个团队分工协作开发大型软件的实战环境，融入软件工程的思想规范和一般理论方法，初步体验从系统分析设计、编码测试到交付维护的一个完整编译器软件的开发过程。要求组长为每个小组成员分配主要负责的任务，完成相应的分析设计员、程序员和测试员等角色的工作，并以小组为单位提交一份实验报告和源程序，在报告封面上写明每个同学主要完成和负责的部分。 2、以组为单位完成的实验内容至少必须整合词法、语法和语义三个部分的实验，对于 选定的适当规模的文法（如C语言的一个大小适宜的子集），进行系统的总体设计、功能分析、编码测试等工作。完成一个从对源程序的词法分析开始，到中间代码生成的完整的编译器前端的开发，使所涉及到的编译系统的各个组成模块有机地衔接在一起，提交一份完整的实验报告和源程序，并将以下几个方面描述清楚：
编译原理实验报告
编译原理实验报告 班级 姓名： 学号： 自我评定：
实验一词法分析程序实现 一、实验目的与要求 通过编写和调试一个词法分析程序，掌握在对程序设计语言的源程序进行扫描的过程中，将字符形式的源程序流转化为一个由各类单词符号组成的流的词法分析方法。 二、实验内容 根据教学要求并结合学生自己的兴趣和具体情况，从具有代表性的高级程序设计语言的各类典型单词中，选取一个适当大小的子集。例如，可以完成无符号常数这一类典型单词的识别后，再完成一个尽可能兼顾到各种常数、关键字、标识符和各种运算符的扫描器的设计和实现。 输入：由符合或不符合所规定的单词类别结构的各类单词组成的源程序。 输出：把单词的字符形式的表示翻译成编译器的内部表示，即确定单词串的输出形式。例如，所输出的每一单词均按形如（CLASS，VALUE）的二元式编码。对于变量和常数，CLASS字段为相应的类别码；VALUE字段则是该标识符、常数的具体值或在其符号表中登记项的序号（要求在变量名表登记项中存放该标识符的字符串；常数表登记项中则存放该常数的二进制形式）。对于关键字和运算符，采用一词一类的编码形式；由于采用一词一类的编码方式，所以仅需在二元式的CLASS字段上放置相应的单词的类别码，VALUE字段则为“空”。另外，为便于查看由词法分析程序所输出的单词串，要求在CLASS字段上放置单词类别的助记符。 三、实现方法与环境 词法分析是编译程序的第一个处理阶段，可以通过两种途径来构造词法分析程序。其一是根据对语言中各类单词的某种描述或定义（如BNF），用手工的方式（例如可用C语言）构造词法分析程序。一般地，可以根据文法或状态转换图构造相应的状态矩阵，该状态矩阵同控制程序便组成了编译器的词法分析程序；也可以根据文法或状态转换图直接编写词法分析程序。构造词法分析程序的另外一种途径是所谓的词法分析程序的自动生成，即首先用正规式对语言中的各类单词符号进行词型描述，并分别指出在识别单词时，词法分析程序所应进行的语义处理工作，然后由一个所谓词法分析程序的构造程序对上述信息进行加工。如美国BELL实验室研制的LEX就是一个被广泛使用的词法分析程序的自动生成工具。 总的来说，开发一种新语言时，由于它的单词符号在不停地修改，采用LEX等工具生成的词法分析程序比较易于修改和维护。一旦一种语言确定了，则采用手工编写词法分析程序效率更高。 四、实验设计 1）题目1：试用手工编码方式构造识别以下给定单词的某一语言的词法分析程序。 语言中具有的单词包括五个有代表性的关键字begin、end、if、then、else；标识符；整型常数；六种关系运算符；一个赋值符和四个算术运算符。参考实现方法简述如下。 单词的分类：构造上述语言中的各类单词符号及其分类码表。 表I 语言中的各类单词符号及其分类码表 单词符号类别编码类别码的助记符单词值
编译原理学习心得
编译原理学习心得 编译原理学习心得1 编译程序在计算机科学与技术的发展历史中发挥了巨大作用，是计算机系统的核心支撑软件。而“编译原理”这门课程一直以来是国内外大学计算机相关专业的重要课程。因为它的知识结构贯穿程序设计语言、系统环境以及体系结构，能以相对的视角体现从软件到硬件以及软硬件协同的整机概念。其理论基础又涉及形式语言与自动机、数据结构与算法等计算机学科的许多重要方面，为联系计算机科学理论和计算机系统的典范。 虽然编译原理这门课程在大多数的人里认为枯燥无味，学起来就像看天书一样。然而学习这门课程还是有一定的好处的。比如可以更加容易的理解在一个语言种哪些写法是等价的，哪些是有差异的，可以更加客观的比较不同语言的差异，并且学习新的语言的效率也会更加高，语言转换也会更加游刃有余。 不学“编译原理”这门课程的话，自己的编程思想会很浅显。而且编程也只仅仅停留在编程上，无法深入理解其中的原理。 学习编译原理的话，从文法、正规式、NFA与DFA的定义，下手，要用心动脑去体会 编译原理学习心得2
从联系最紧密的操作系统来说吧，你写多线程/多进程的程序就得和操作系统的知识打交道。写多线程得加锁吧，临界区、死锁的四个条件之类的标准的操作系统的内容吧(不得不吐槽一下，某国内一线电商干了三年的程序猿，写多线程居然不知道加锁，也是醉了)。进程间通信的几种方式什么管道、socket、共享内存等，这也是操作系统的内容吧。文件系统，这也是经常要打交道的东西。还有内存什么的，你做Android 开发，这些里边有很多东西都在系统层面被封装好了，但是你要是不知道原理，一旦出了错根本无从调试，况且你该不会打算写一辈子写Android 就是填逻辑吧。 然后，是编译原理，普通的程序猿是接触不到编译器或者虚拟机的开发的。但是这并不意味着编译原理就用不到。说个最常见的读取配置文件，只要你的配置文件有自定义的语法，你就要用编译原理的东西。还有类似于自动生成代码啦、正则表达式啦这些都算是编译原理的内容。你既然是写Java 的不了解虚拟机怎么可以，最基本的字节码总是需要能看懂的吧，分析一些疑难杂症的时候字节码还是很有用的。 最后，是计算机原理，如果只是做应用开发的话计算机原理其实不必要掌握的多深入，但是一些基本的概念还是要清楚的。比如寄存器、缓存、中断什么的，关键的时候可以帮助你调试。在一些对性能要求非常高的场合，也是很有作用的。此外，学了
编译原理实验指导书2010
《编译原理》课程实验指导书 课程编号： 课程名称：编译原理/Compiler Principles 实验总学时数： 8 适用专业：计算机科学与技术、软件工程 承担实验室：计算机学院计算机科学系中心实验室、计算机技术系中心实验室 一、实验教学的目的与要求 上机实习是对学生的一种全面综合训练，是与课堂听讲、自学和练习相辅相成的必不可少的一个教学环节。通常，实习题中的问题比平时的练习题要复杂，也更接近实际。编译原理这门课程安排的2次上机实验都属于一种设计类型的实验，每个实验的训练重点在于基本的编译技术和方法，而不强调面面俱到；实验的目的是旨在使学生进一步巩固课堂上所学的理论知识，深化理解和灵活掌握教学内容；培养学生编制算法的能力和编程解决实际问题的动手能力。 要求学生在上机前应认真做好各种准备工作，熟悉机器的操作系统和语言的集成环境，独立完成算法设计和程序代码的编写；上机时应随带有关的编译原理教材或参考书；要学会程序调试与纠错。 每次实验后要交实验报告，实验报告的内容应包括： （1）实验题目、班级、学号、姓名、完成日期； （2）简要的需求分析与概要设计； （3）详细的算法描述； （4）源程序清单； （5）给出软件的测试方法和测试结果； （6）实验的评价、收获与体会。 开发工具： （1）DOS环境下使用Turbo C； （2）Windows环境下使用Visual C++ 。 考核： 实验成绩占编译原理课程结业成绩的10%。 三、单项实验的内容和要求： 要求每个实验保证每个学生一台微机。 实验一（4学时）：单词的词法分析程序设计。 （一）目的与要求 1．目的 通过设计、编制、调试一个具体的词法分析程序，加深对词法分析原理的理解，并掌握在对程序设计语言源程序进行扫描过程中将其分解为各类单词的词法分析方法。
《编译原理》课程设计题目-2014
《编译原理》课程设计题目 设计题一：正规式r与正规文法G相互转换的程序设计 任意给定一个正规式，求出其对应的正规文法；任意给定一个正规文法，求出其对应的正规式。（参考教材P53～55） 设计题二：布尔表达式的递归下降翻译器 针对布尔表达式的文法： 〈布尔表达式〉∷＝〈布尔项〉{〈与运算符〉〈布尔项〉} 〈与运算符〉∷＝and 〈布尔项〉∷＝〈布尔因子〉{〈或运算符〉〈布尔因子〉} 〈或运算符〉∷＝or 〈布尔因子〉∷＝〈非运算符〉〈布尔因子〉｜〈布尔量〉 〈非运算符〉∷＝not 〈布尔量〉∷＝（〈布尔表达式〉）｜〈标识符〉〈关系运算符〉〈标识符〉｜ true｜false 〈关系运算符〉∷＝＞｜＜｜≥｜≤｜＝｜≠ 〈标识符〉∷＝〈字母〉{〈字母〉｜〈数字〉} 利用递归下降分析法编制、调试其语法及语义分析程序，生成的中间代码为逆波兰式。编制好分析程序后，设计若干用例，上机测试并通过所设计的分析程序。（参考教材P92～93） 设计题三：正规式r与有穷自动机FA相互转换的程序设计 任意给定一个正规式，求出其对应的有穷自动机；任意给定一个有穷自动机，求出其对应的正规式。（参考教材P61～64） 设计题四：赋值语句的LR翻译程序 对教材P180中的赋值语句文法，给出该文法的属性文法，同时实现赋值语句的翻译，生成的中间代码为逆波兰式。（参考教材P179～181） 设计题五：正规文法G与有穷自动机FA相互转换的程序设计 任意给定一个正规文法，求出其对应的有穷自动机；任意给定一个有穷自
动机，求出其对应的正规文法。（参考教材P65～66） 设计题六：条件语句的LR翻译程序 对教材P187中的条件语句文法，给出该文法的属性文法，同时实现条件语句的翻译，生成的中间代码为四元式。（参考教材P186～189） 设计题七：NFA确定化为DFA及化简的程序设计 任意给定一个NFA，将其确定化为DFA，然后化简为最小的DFA。（参考教材P57～61） 设计题八：布尔表达式的LR翻译器 针对布尔表达式的文法： B →B and T | T T→T or F | F F→not F|true｜false |（B）| i rop i 利用LR分析法编制、调试其语法及语义分析程序，生成的中间代码为四元式。编制好分析程序后，设计若干用例，上机测试并通过所设计的分析程序。（参考教材P181～182） 设计题九：生成预测分析表的算法实现 任意给定一个LL(1)文法，生成相应的LL(1)分析表。（参考教材P75第5章） 设计题十：while循环语句的LR翻译程序 对教材P187中的循环语句文法，给出该文法的属性文法，同时实现循环语句的翻译，生成的中间代码为四元式。（参考教材P186～189） 设计题十一：利用LEX自动生成词法分析程序 输入描述某种语言词法规则的正规式，利用LEX自动生成词法分析程序。（参考教材P66～68） 设计题十二：生成LR分析表的算法实现 任意给定一个LR文法，生成相应的LR分析表。（参考教材P123第7章） 设计题十三：布尔表达式翻译为逆波兰式的算法实现 针对布尔表达式的二义性文法： B → B and B | B or B | not B | ( B ) | true｜false| i rop i 将文法拓广为G’[B’]： (0) B’ → B
编译原理实验报告
《编译原理》实验报告软件131 陈万全132852
一、需求分析 通过对一个常用高级程序设计语言的简单语言子集编译系统中词法分析、语法分析、语义处理模块的设计、开发，掌握实际编译系统的核心结构、工作流程及其实现技术，获得分析、设计、实现编译程序等方面的实际操作能力，增强设计、编写和调试程序的能力。 通过开源编译器分析、编译过程可视化等扩展实验，促进学生增强复杂系统分析、设计和实现能力，鼓励学生创新意识和能力。 1、词法分析程序设计与实现 假定一种高级程序设计语言中的单词主要包括五个关键字begin、end、if、then、else；标识符；无符号常数；六种关系运算符；一个赋值符和四个算术运算符，试构造能识别这些单词的词法分析程序。 输入：由符合和不符合所规定的单词类别结构的各类单词组成的源程序文件。 输出：把所识别出的每一单词均按形如（CLASS，VALUE）的二元式形式输出，并将结果放到某个文件中。对于标识符和无符号常数，CLASS字段为相应的类别码的助记符；VALUE字段则是该标识符、常数的具体值；对于关键字和运算符，采用一词一类的编码形式，仅需在二元式的CLASS字段上放置相应单词的类别码的助记符，VALUE字段则为“空”。 2、语法分析程序设计与实现 选择对各种常见高级程序设计语言都较为通用的语法结构——算术表达式的
一个简化子集——作为分析对象，根据如下描述其语法结构的BNF定义G2[<算术表达式>]，任选一种学过的语法分析方法，针对运算对象为无符号常数和变量的四则运算，设计并实现一个语法分析程序。 G2[<算术表达式>]： <算术表达式>→<项> | <算术表达式>+<项> | <算术表达式>-<项> <项>→<因式>|<项>*<因式>|<项>/<因式> <因式>→<运算对象> | (<算术表达式>) 若将语法范畴<算术表达式>、<项>、<因式>和<运算对象>分别用E、T、F和i 代表，则G2可写成： G2[E]：E → T | E+T | E-T T → F | T*F | T/F F → i | (E) 输入：由实验一输出的单词串，例如：UCON，PL，UCON，MU，ID······输出：若输入源程序中的符号串是给定文法的句子，则输出“RIGHT”，并且给出每一步分析过程；若不是句子，即输入串有错误，则输出“ERROR”，并且显示分析至此所得的中间结果，如分析栈、符号栈中的信息等，以及必要的出错说明信息。 3、语义分析程序设计与实现 对文法G2[<算术表达式>]中的产生式添加语义处理子程序，完成运算对象是简单变量（标识符）和无符号数的四则运算的计值处理，将输入的四则运算转换为四元式形式的中间代码。 输入：包含测试用例（由标识符、无符号数和+、?、*、/、(、)构成的算术表达式）的源程序文件。 输出：将源程序转换为中间代码形式表示，并将中间代码序列输出到文件中。 若源程序中有错误，应指出错误信息 二、设计思路 1、词法分析程序设计与实现 1)单词分类 为了编程的实现。我们假定要编译的语言中，全部关键字都是保留字，程序员不得将它们作为源程序中的标识符；作了这些限制以后，就可以把关键字和标识符的识别统一进行处理。即每当开始识别一个单词时，若扫视到的第一个字符为字母，则把后续输入的字母或数字字符依次进行拼接，直至扫视到非字母、数字字符为止，以期获得一个尽可能长的字母数字字符串，然后以此字符串查所谓保留字表（此保留字表要事先造好），若查到此字符串，则取出相应的类别码；反之，则表明该字符串应为一标识符。
编译原理实验-词法分析器的设计说明
集美大学计算机工程学院实验报告 课程名称：编译原理班级： 指导教师：： 实验项目编号：实验一学号： 实验项目名称：词法分析器的设计实验成绩： 一、实验目的 通过设计编制调试一个具体的词法分析程序，加深对词法分析原理的理解。并掌握在对程序设计语言源程序进行扫描过程中将其分解为各类单词的词法分析方法。 二、实验容 编写一个词法分析器，从输入的源程序（编写的语言为C语言的一个子集）中，识别出各个具有独立意义的单词，即基本保留字、标识符、常数、运算符、分隔符五大类。并依次输出各个单词的部编码及单词符号自身值。（遇到错误时可显示“Error”，然后跳过错误部分继续显示） 三、实验要求 1、词法分析器的功能和输出格式 词法分析器的功能是输入源程序，输出单词符号。词法分析器的单词符 2 别单词的类型，将标识符和常量分别插入到相应的符号表中，增加错误处理等。 3、编程语言不限。
四、实验设计方案 1、数据字典 本实验用到的数据字典如下表所示：
3、实验程序 #include
编译原理期末考试题目及复习资料
一、填空题（每空2分，共20分） 1．编译程序首先要识别出源程序中每个单词，然后再分析每个句子并翻译其意义。 2．编译器常用的语法分析方法有自底向上和自顶向下两种。 3．通常把编译过程分为分析前端与综合后端两大阶段。词法、语法和语义分析是对源程序的分析，中间代码生成、代码优化与目标代码的生成则是对源程序的综合。 4．程序设计语言的发展带来了日渐多变的运行时存储管理方案，主要分为两大类，即静态存储分配方案和动态存储分配方案。 5．对编译程序而言，输入数据是源程序，输出结果是目标程序。 1．计算机执行用高级语言编写的程序主要有两种途径：解释和编译。 2．扫描器是词法分析器，它接受输入的源程序，对源程序进行词法分析并识别出一个个单词符号，其输出结果是单词符号，供语法分析器使用。 3．自下而上分析法采用移进、归约、错误处理、接受等四种操作。 4．一个LL（1）分析程序需要用到一张分析表和符号栈。 5．后缀式abc-/所代表的表达式是a/(b-c)。 二、单项选择题（每小题2分，共20分） 1．词法分析器的输出结果是__C。 A．单词的种别编码B．单词在符号表中的位置 C．单词的种别编码和自身值D．单词自身值 2．正规式M 1 和M 2 等价是指__C_。 A．M1和M2的状态数相等 B．M1和M2的有向边条数相等 C．M1和M2所识别的语言集相等D．M1和M2状态数和有向边条数相等 3．文法G：S→xSx|y所识别的语言是_C____。 A．xyx B．(xyx)* C．xnyxn(n≥0) D．x*yx* 4．如果文法G是无二义的，则它的任何句子α_A____。 A．最左推导和最右推导对应的语法树必定相同B．最左推导和最右推导对应的语法树可能不同 C．最左推导和最右推导必定相同D．可能存在两个不同的最左推导，但它们对应的语法树相同5．构造编译程序应掌握____D__。 A．源程序B．目标语言C．编译方法D．以上三项都是 6．四元式之间的联系是通过__B___实现的。 A．指示器B．临时变量C．符号表D．程序变量 7．表达式(┐A∨B)∧(C∨D)的逆波兰表示为__B___。 A．┐AB∨∧CD∨B．A┐B∨CD∨∧ C．AB∨┐CD∨∧D．A┐B∨∧CD∨ 8. 优化可生成__D___的目标代码。 A．运行时间较短 B．占用存储空间较小 C．运行时间短但占用内存空间大D．运行时间短且占用存储空间小 9．下列___C___优化方法不是针对循环优化进行的。 A. 强度削弱B．删除归纳变量C．删除多余运算D．代码外提 10．编译程序使用_B_区别标识符的作用域。 A. 说明标识符的过程或函数名B．说明标识符的过程或函数的静态层次 C．说明标识符的过程或函数的动态层次 D. 标识符的行号 三、判断题（对的打√，错的打×，每小题1分，共10分） 2．一个有限状态自动机中，有且仅有一个唯一的终态。x 3．一个算符优先文法的每个非终结符号间都也可能存在优先关系。X 4．语法分析时必须先消除文法中的左递归。X
编译原理实验1
大学学生实验报告 开课学院及实验室：年月日 实验目的 设计、编制并调试一个词法分析程序，加深对词法分析原理的理解。 针对表达各类词语的一组正规表达式，设计一个确定化的最简的有限自动机，对输入的符号串进行单词划分及词类识别。 实验容 将词法分析器分解为以下几个部分： 1.正规表达式的解析：将正规表达式中的符号分解为常量字符、正规表达 式标识符和正规表达式运算符，然后基于正规表达式运算将正规表达式 分解为更小的正规表达式（通过正规表达式运算符进行串接）。 2.正规表达式到NFA的转换：根据转换规则，基于正规表达式运算，将正 规表达式转换为非确定有限自动机，并确定各类词的终止状态。
3.NFA的确定化：通过计算各状态的传递闭包，将NFA确定化，并确定 各类词的终止状态。 4.最小化：通过子集法，求得最简的确定有限自动机，并确定各类词的终 止状态。 例如：分析C语言子集的词法 1）关键字 main if else int return void while （都是小写）2）专用符号 = + —* / < <= < >= = = != ；：，{ } [ ] ( ) 3）其他模式（正规表达式） STRING::=" [^"]* ID::=letter(letter|digit)* INT::=digit digit* letter::= a|…|z|A|…|Z digit::= 0|…|9 4）空格由空白、制表符和换行符组成 空格一般用来分隔ID、NUM、专用符号和关键字，词法分析阶段通常被忽略。 部分单词符号对应的种别码
词法分析程序的功能 输入：所给文法的源程序字符串 输出：二元组（syn, token或sum）构成的序列。其中syn 为单词种别码；token 为存放的单词自身字符串；sum为整型常量（作为常量的值）。实现时，可将单词的二元组用结构进行处理 代码： #include