《编译原理》第二章 文法和语言

编译原理

致谢： 2005级周朝丽、丛志环、张云华、周娇、陈亮、陶锌、张世强等同学不仅对讲义的进一步完善提出了宝贵的意见和建议，而且提出的许多富有探讨性的问题，不仅令我进一步思考，同时也令讲义的许多内容进一步丰富，在此，本人、现在已经看到、未来将会看到该讲义的人对各位的“答疑解惑”表示由衷的谢意！ 参考书目： 1.编译原理，Alfred V. Aho, Ravi Sethi, Jeffrey D. Ullman著，李建中，姜守旭译。机械工 业出版社，2003 Compilers Principles, Techniques, and Tools（英文版名字） 2.编译原理及实践，（美）Kenneth C. Louden著，冯博琴等译。机械工业出版社，2000 Compiler Construction: Principles and Practice （英文版名字） 3.编译原理习题与解析(第2版)/伍春香编著-.--北京:清华大学出版社,2006 4.编译原理=Compiling Principle/周经野，张继福主编-.--武汉:武汉理工大学出版社,2003 5.程序设计语言编译方法. 肖军模编著. 大连理工大学出版社，2000。 6.程序设计语言编译原理/陈火旺等编.--北京:国防工业出版社,1984 7.编译方法/金成植编.--北京:高等教育出版社,1984 8.编译原理/蒋立源主编.--西安:西北工业大学出版社,1993.8 9.编译原理和技术/陈意云, 马万里编译.--安徽:中国科学技术大学出版社,1989.12 10.编译原理及其习题解答/何炎祥...[等]编著-.--武汉:武汉大学出版社,2004。 11.形式语言与自动机理论 12.FORTRAN语言程序设计，谭浩强、田淑清编著，高等教育出版社，1987年5月。 13.PASCAL程序设计，郗曼丽编著，陕西科学技术出版社。 14.讲义的一些部分来源于互联网上的多种资源，其链接难以一一提供，在此，谨向大家 致以真诚地敬意和诚挚的谢意，感谢大家通过互联网提供的极为有益的帮助和指导。 1

编译原理知识点汇总

编译原理的复习提纲 1.编译原理=形式语言+编译技术 2.汇编程序： 把汇编语言程序翻译成等价的机器语言程序 3.编译程序： 把高级语言程序翻译成等价的低级语言程序 4.解释执行方式： 解释程序，逐个语句地模拟执行 翻译执行方式： 翻译程序，把程序设计语言程序翻译成等价的目标程序 5.计算机程序的编译过程类似，一般分为五个阶段： 词法分析、语法分析、语义分析及中间代码生成、代码优化、目标代码生成 词法分析的任务： 扫描源程序的字符串，识别出的最小的语法单位（标识符或无正负号数等） 语法分析是： 在词法分析的基础上的，语法分析不考虑语义。语法分析读入词法分析程序识别出的符号，根据给定的语法规则，识别出各个语法结构。 语义分析的任务是检查程序语义的正确性，解释程序结构的含义，语义分析包括检查变量是否有定义，变量在使用前是否具有值，数值是否溢出等。

语法分析完成之后，编译程序通常就依据语言的语义规则，利用语法制导技术把源程序翻译成某种中间代码。所谓中间代码是一种定义明确、便于处理、独立于计算机硬件的记号系统，可以认为是一种抽象机的程序 代码优化的主要任务是对前一阶段产生的中间代码进行等价变换，以便产生速度快、空间小的目标代码 编译的最后一个阶段是目标代码生成，其主要任务是把中间代码翻译成特定的机器指令或汇编程序 编译程序结构包括五个基本功能模块和两个辅助模块 6.编译划分成前端和后端。 编译前端的工作包括词法分析、语法分析、语义分析。编译前端只依赖于源程序，独立于目标计算机。前端进行分析 编译后端的工作主要是目标代码的生成和优化后端进行综合。独立于源程序，完全依赖于目标机器和中间代码。 把编译程序分为前端和后端的优点是： 可以优化配置不同的编译程序组合，实现编译重用，保持语言与机器的独立性。 7.汇编器把汇编语言代码翻译成一个特定的机器指令序列 第二章 1.符号，字母表，符号串，符号串的长度计算P18，子符号串的含义，符号串的简单运算XY，Xn， 2.符号串集合的概念，符号串集合的乘积运算，方幂运算，闭包与正闭包的概念P19，P20A0 ={ε} 3.重写规则，简称规则。非xx（V

编译原理习题及答案(整理后)

第一章 1、将编译程序分成若干个“遍”是为了。 b．使程序的结构更加清晰 2、构造编译程序应掌握。 a．源程序b．目标语言 c．编译方法 3、变量应当。 c．既持有左值又持有右值 4、编译程序绝大多数时间花在上。 d．管理表格 5、不可能是目标代码。 d．中间代码 6、使用可以定义一个程序的意义。 a．语义规则 7、词法分析器的输入是。 b．源程序 8、中间代码生成时所遵循的是- 。 c．语义规则 9、编译程序是对。 d．高级语言的翻译 10、语法分析应遵循。 c．构词规则 二、多项选择题 1、编译程序各阶段的工作都涉及到。 b．表格管理c．出错处理 2、编译程序工作时，通常有阶段。 a．词法分析b．语法分析c．中间代码生成e．目标代码生成 三、填空题 1、解释程序和编译程序的区别在于是否生成目标程序。 2、编译过程通常可分为5个阶段，分别是词法分析、语法分析中间代码生成、代码优化和目标代码生成。 3、编译程序工作过程中，第一段输入是源程序，最后阶段的输出为标代码生成程序。 4、编译程序是指将源程序程序翻译成目标语言程序的程序。

一、单项选择题 1、文法G：S→xSx|y所识别的语言是。 a. xyx b. (xyx)* c. x n yx n(n≥0) d. x*yx* 2、文法G描述的语言L(G)是指。 a. L(G)={α|S+?α , α∈V T*} b. L(G)={α|S*?α, α∈V T*} c. L(G)={α|S*?α,α∈(V T∪V N*)} d. L(G)={α|S+?α, α∈(V T∪V N*)} 3、有限状态自动机能识别。 a. 上下文无关文法 b. 上下文有关文法 c.正规文法 d. 短语文法 4、设G为算符优先文法，G的任意终结符对a、b有以下关系成立。 a. 若f(a)>g(b)，则a>b b.若f(a)

编译原理论文

《编译原理》课程论文 编译程序是现代计算机系统的基本组成部分之一，而且多数计算机系统都配有不止一个高级语言的编译程序，对有些高级语言甚至配置了几个不同性能的编译程序。从功能上讲，一个编译程序就是一个语言翻译程序。语言翻译程序把一种源语言书写的程序翻译成另一种目标语言的等价程序，所以总的说编译程序是一种翻译程序，其源程序是高级语言，目标语言程序是低级语言。 编译程序完成从源程序到目标程序的翻译工作，是一个复杂的整体的过程。从概念上来讲，一个编译程序的整个工作过程是划分成几个阶段进行的，每个阶段将源程序的一种表示形式转换成另一种表示形式，各个阶段进行的操作在逻辑上是紧密连接在一起的。一般一个编译过程是词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成、代码优化和目标代码生成。 编写编译器的原理和技术具有十分普遍的意义，以至于在每个计算机工作者的职业生涯中，本书中的原理和技术都会反复用到。在这本书中，向我们介绍了文法的概念，在讲词法分析的章节中讲述了构造一个有穷自动机的方法，以及如何将一个不确定的有穷自动机转化成确定的有穷自动机和有穷自动机的最小化等方法。 词法分析相对来说比较简单。可能是词法分析程序本身实现起来很简单吧，很多没有学过编译原理的人也同样可以写出各种各样的词法分析程序。不过编译原理在讲解词法分析的时候，重点把正则表达式和自动机原理加了进来，然后以一种十分标准的方式来讲解词法分析程序的产生。这样的做法道理很明显，就是要让词法分析从程序上升到理论的地步。 词法分析中的重点是有穷自动机DFA的生成以及DFA和正规式与正规文法的关系。还要熟练掌握NFA转换为DFA的方法及DFA的化简。 词法分析的核心应该是构建DFA，最后维护一个状态转移表。通过转态转移的结果来识别词性。DFA的思想和字典树很像。NFA通过求每个状态的闭包后构造出的自动机与DFA等价。正则表达式闭包，连接，或三种操作都有相应的NFA与其等价。所以正则表达式==NFA==DFA。DFA状态最小化算法化简DFA。LL(1)文法主要就是根据FIRST集判断向哪条路径走，来避免回溯；LR(0)文法构造项

编译原理词法分析和语法分析报告+代码(C语言版)

词法分析 一、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。 二、实验要求 2.1 待分析的简单的词法 （1）关键字： begin if then while do end 所有的关键字都是小写。 （2）运算符和界符 ： = + - * / < <= <> > >= = ; ( ) # （3）其他单词是标识符（ID）和整型常数（SUM），通过以下正规式定义： ID = letter (letter | digit)* NUM = digit digit* （4）空格有空白、制表符和换行符组成。空格一般用来分隔ID、SUM、运算符、界符和关键字，词法分析阶段通常被忽略。 2.2 各种单词符号对应的种别码： 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为整型常数。 例如：对源程序begin x:=9: if x>9 then x:=2*x+1/3; end #的源文件，经过词法分析后输出如下序列： (1,begin)(10,x)(18,:=)(11,9)(26,;)(2,if)…… 三、词法分析程序的算法思想： 算法的基本任务是从字符串表示的源程序中识别出具有独立意义的单词符号，其基本思想是根据扫描到单词符号的第一个字符的种类，拼出相应的单词符号。

3.1 主程序示意图： 主程序示意图如图3-1所示。其中初始包括以下两个方面： ⑴关键字表的初值。 关键字作为特殊标识符处理，把它们预先安排在一张表格中（称为关键字表），当扫描程序识别出标识符时，查关键字表。如能查到匹配的单词，则该单词为关键字，否则为一般标识符。关键字表为一个字符串数组，其描述如下： Char *rwtab[6] = {“begin”, “if”, “then”, “while”, “do”, “end”,}; 图3-1 （2）程序中需要用到的主要变量为syn,token和sum 3.2 扫描子程序的算法思想： 首先设置3个变量：①token用来存放构成单词符号的字符串；②sum用来整型单词；③syn用来存放单词符号的种别码。扫描子程序主要部分流程如图3-2所示。

编译原理第一章练习和答案

例1设有文法G[S]: S →a|（T ）| T →T,S|S （1） 试给出句子(a,a,a)的最左推导。 （2） 试给出句子(a,a,a)的分析树 （3） 试给出句子(a,a,a)的最右推导和最右推导的逆过程(即最左规约)的每一步的句柄。 【解】(1) (a,a,a)的最左推导 S=>(T) =>(T,S) =>( T,S,S) =>( S,S,S) =>(a,S,S) =>(a,a,S) =>(a,a,a) （2）(a,a,a)的分析树 S ( T ) T ， S S T ， S a a (3) (a,a,a)最右推导 最左规约每一步的句柄 S=>(T) 句柄为：(T) =>(T,S) 句柄为：T,S =>(T,a) 句柄为：a =>(T,S,a) 句柄为：T,S =>(T,a,a) 句柄为：第一个a =>(S,a,a) 句柄为：S =>(a,a,a) 句柄为：第一个a 例2已知文法G[Z]: Z →0U|1V U →1Z|1 V →0Z|0 （1） 请写出此文法描述的只含有４个符号的全部句子。 （2） G [Z]产生的语言是什么？ （3） 该文法在Chomsky 文法分类中属于几型文法？ 【解】（1）0101，0110，1010， 1001 （2）分析G[Z]所推导出的句子的特点：由Z 开始的推导不外乎图1所示的四种情形。 图 1文法G[Z]可能的几种推导 Z 1 U Z U Z 1 Z 1 Z 1 V 由Z 推导出10或01后就终止或进入递归，而Z 的每次递归将推导出相同的符号串：10或

01。所以G[Z]产生的语言L(G[Z])={x|x∈(10|01)+ } (3)该文法属于3型文法。 例3 已知文法G=({A,B,C}，{a,b,c}，P，A), P由以下产生式组成: A→abc A→aBbc Bb→bB Bc→Cbcc bC→Cb aC→aaB aC→aa 此文法所表示的语言是什么？ 【解】 分析文法的规则： 每使用一次Bc→Cbcc，b、c的个数各增加一个； 每使用一次aC→aaB或aC→aa, a的个数就增加一个； 产生式Bb→bB、 bC→Cb起连接转换作用。 由于A是开始符号，由产生式A→abc推导得到终结符号串abc；由产生式A→aBbc推导得到B后，每当使用产生式Bb→bB、Bc→Cbcc、bC→Cb、aC→aaB就会递归调用B一次，所产生的a、b、c的个数分别增加一个，因此推导所得的终结符号串为abc、aabbcc、aaabbbccc、…所以文法描述的语言为{ a n b n c n|n>0}. 例4 构造描述语言L(G[S])={（n）n|n≥0} 的文法。 【解】(1)找出语言的一些典型句子: n=0 ε n=1 ( ) n=2 (()) … 所以, L(G[S])={ ε、( ) (())、((()))、…} (2)分析句子的特点: 只含有(和),(和)的个数相同且对称, 句子中所含的符号数可无限, 句子的个数可无限。 (3)凑规则:由 S→ε|() 得到ε|()，由 A→ (S) 得到 (())，(()) 是在（）的两边再加上一对（）得到，((()))是在(())的两边再加上一对（）得到，…所以将上述产生式合并为S→(S) |ε。 (4)得到文法 G[S]: S→(S) |ε (5)检验:语言所有的句子均可由文法G[S]推导出来, 文法G[S]推导出来的所有终结符号串均为语言的句子. 例5 构造描述语言L(G[S])={a m b n |n>m>0} 的文法。 【解】找出语言的一些典型句子:abb、abbb、…、aabbb、aabbbb、…,语言的句子的特点是仅含有a、b, a在b的左边，b的个数大于a的个数，a的个数至少是1。 单独生成c k, k>1 可用产生式 C→c |Cc 句子中要求b的个数大于a的个数，所以得到文法：

编译原理 形式语言题+答案

第2章形式语言 1．试分别构造产生下列语言的文法： （1）{a n#b n|n≥0}∪{c n#d n|n≥0}； （2）任何不是以0打头的所有奇整数所组成的集合。 答：(1) 对应文法为G(S)=({S,X,Y},{a,b,c,d,#}, {S→X, S→Y, X→aXb|#, Y→cYd|# },S) (2) G(S)=({S,A,B,I,J},{0,1,2,3,4,5,6,7,8,9}, {S→J|IBJ, B→0B|IB|ε, I→J|2|4|6|8, J→1|3|5|7|9},S) 2．对于下列的文法 S→AB|c A→bA|a B→aSb|c 试给出句子bbaacb的最右推导。 答：S=>AB=>AaSb=> Aacb=>bAacb=>bbAacb=>bbaacb 3．已知文法G[S]: S->(AS)|(b) A->(SaA)|(a) 请找出符号串(a)和(A((SaA)(b)))的短语、简单短语和句柄。 答： 因为S 不能? (a), 所以(a)不是文法的句型。没有短语、直接短语和句柄。 因为S ?(AS) ?(A(AS)) ?(A((SaA)S)) ?(A((SaA)(b))),所以(A((SaA)(b)))是文法的句型。

短语：(A((SaA)(b)))，((SaA)(b))，(SaA)，(b) 直接短语：(SaA)，(b) 句柄：(SaA) S ( A S ) ( A S ) ( S a A ) ( b ) 4．试描述由下列文法所产生的语言的特点： （1）S→10S0 S→aA A→bA A→a （2）S→aSS S→a 答：(1) 本文法构成的语言集为：L(G)={(10)n ab m a0n|n,m≥0}。 (2)由L(G)={a2n-1|n≥1}可知，该语言特点是：产生的句子是奇数个a。 附加题：试证明文法 S→AB|DC A→aA|a B→bBc|bc C→cC|c D→aDb|ab 为二义性文法。 答：因为存在句子：abc，它对应两个最右推导： S ? AB ? Abc ? abc S ? DC ? Dc ? abc 所以，本文法具有二义性。

编译原理课程设计报告C语言词法与语法分析器的实现

编译原理课程设计报告 课题名称：编译原理课程设计 C-语言词法与语法分析器的实现

C-词法与语法分析器的实现 1.课程设计目标 （1）题目实用性 C-语言拥有一个完整语言的基本属性，通过编写C-语言的词法分析和语法分析，对于理解编译原理的相关理论和知识有很大的作用。通过编写C-语言词法和语法分析程序，能够对编译原理的相关知识：正则表达式、有限自动机、语法分析等有一个比较清晰的了解和掌握。（2）C-语言的词法说明 ①语言的关键字： else if int return void while 所有的关键字都是保留字，并且必须是小写。 ②专用符号： + - * / < <= > >= == != = ; , ( ) [ ] { } /* */ ③其他标记是ID和NUM，通过下列正则表达式定义： ID = letter letter* NUM = digit digit* letter = a|..|z|A|..|Z digit = 0|..|9 注：ID表示标识符，NUM表示数字，letter表示一个字母，digit表示一个数字。 小写和大写字母是有区别的。 ④空格由空白、换行符和制表符组成。空格通常被忽略。 ⑤注释用通常的c语言符号/ * . . . * /围起来。注释可以放在任何空白出现的位置(即注释不能放在标记)上，且可以超过一行。注释不能嵌套。

（3）程序设计目标 能够对一个程序正确的进行词法及语法分析。 2.分析与设计 （1）设计思想 a.词法分析 词法分析的实现主要利用有穷自动机理论。有穷自动机可用作描述在输入串中识别模式的过程，因此也能用作构造扫描程序。通过有穷自动机理论能够容易的设计出词法分析器。b.语法分析 语法分析采用递归下降分析。递归下降法是语法分析中最易懂的一种方法。它的主要原理是，对每个非终结符按其产生式结构构造相应语法分析子程序，其中终结符产生匹配命令，而非终结符则产生过程调用命令。因为文法递归相应子程序也递归，所以称这种方法为递归子程序下降法或递归下降法。其中子程序的结构与产生式结构几乎是一致的。 （2）程序流程图 程序主流程图： 词法分析: 语法分析：

编译原理第三章答案

第3章 文法和语言 第1题 文法G ＝({A,B,S},{a,b,c},P,S)其中P 为： S→Ac|aB A→ab B→bc 写出L(G[S])的全部元素。 答案： L(G[S])={abc} 第2题 文法G[N]为： N →D|ND D →0|1|2|3|4|5|6|7|8|9 G[N]的语言是什么？ 答案: G[N]的语言是V+。V={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9} N=>ND=>NDD.... =>NDDDD...D=>D......D 或者：允许0开头的非负整数？ 第３题 为只包含数字、加号和减号的表达式，例如9-2＋5，3-1，７等构造一个文法。 答案： G[S]: S->S+D|S-D|D D->0|1|2|3|4|5|6|7|8|9 第4题 已知文法G[Z]： Z →aZb|ab 写出L(G[Z])的全部元素。 答案： Z=>aZb=>aaZbb=>aaa..Z...bbb=> aaa..ab...bbb L(G[Z])={a n b n |n>=1} 第5题 写一文法，使其语言是偶正整数的集合。 要求： (1) 允许0打头； (2)不允许0打头。 答案： (1)允许0开头的偶正整数集合的文法 E→NT|D T→NT|D N→D|1|3|5|7|9 D→0|2|4|6|8 (2)不允许0开头的偶正整数集合的文法 E→NT|D T→FT|G N→D|1|3|5|7|9 D→2|4|6|8 F→N|0 G→D|0 第6题

已知文法G： <表达式>::=<项>｜<表达式>＋<项> <项>::=<因子>｜<项>*<因子> <因子>::=（<表达式>）｜i 试给出下述表达式的推导及语法树。 （５）i+(i+i) （６）i+i*i

编译原理所有名词解释

编译程序是一种程序，它把高级语言编写的源程序翻译成与之在逻辑上等价的机器语言或汇 编语言的目标程序。 一个高级语言程序的执行通常分为两个阶段，即编译阶段和运行阶段。如果编译生成的目标 程序是汇编语言形式，那么在编译与运行阶段之间还要添加一个汇编阶段。 解释程序也是一种翻译程序，它将源程序作为输入，一条语句一条语句地读入并解释执行。 解释程序与编译程序的主要区别是：编译程序是将源程序翻译成目标程序后再执行该目标程 序，而解释程序则是逐条读出源程序中的语句并解释执行，即在解释程序的执行过程中并不 源程序 产生目标程序。 析阶段、语义分析和中间代码生成阶段、优化阶段和目 标代码生成阶段。词法分析的任务是对构成源程序的字 符串进行扫描和分解，根据语言的词法规则识别出一个 个具有独立意义的单词；语法分析的任务是在词法分析 的基础上，根据语言的语法规则（文法规则）从单词符 号串中识别出各种语法单位并进行语法检查；语义分析 和中间代码生成阶段的任务是首先对每种语法单位进行 静态语义检查，然后分析其含义，并用另一种语言形式 来描述这种语义即生成中间代码；优化的任务是对前阶 段产生的中间代码进行等价变换或改造，以期获得更为 高效（节省时间和空间）的目标代码； 的任务是把中间代码（或经优化处、理之后）变换成特编译程序结构示意图 定机器上的机器语言程序或汇编语言程序，实现最终的翻译工作。 形式化的方法：用一整套带有严格规定的符号体系来描述问题的方法。 标识符：以字母打头的字母数字串 字母表：是元素的非空有穷集合。 字符：字母表中的元素称为符号，或称为字符。可以是字母、数字和其他符号。 符号串的运算：符号串的连接、集合的乘积、符号串的幂运算、集合的幂运算、集合A的 正闭包A+与闭包A* 形式语言：字母表上所有的字符按照某种规则所组成的集合。 句子：均对应与字母表中的符号串。 文法：是规则的非空有穷集合（描述语言的文法不唯一） 文法四元组：G[S]=(V N，V T，P，S) V N ：非终结符集V T：终结符集（V N ^ V T=空集） P：产生式集S：文法的开始符号 直接推导：在推导过程中只使用了一个产生式。 推导：经一步到多步推导出结果。（推导：用产生式的右部取代其左部的过程规约：用产 生式的左部取代其右部的过程） 广义推导：经0步到多步推导出结果。 句型：S经0步到多步推导出x且x属于V*（V是V N V T的并集），则x是该文法的一个句型。句子：S经0步到多步推导出x且x属于V T*，则x是该文法的一个句子。句子是一种句型语言：文法G[S]产生的所有句子的集合称为文法G所定义的语言，记为L（G[S]）：L（G[S]）={x|S经一步到多步推导出x且x属于V T*} （文法给定，则语言确定） 最左（右）推导：每步推导都坚持替换当前句型最左（右）边的非终结符。（最右推导也称 规范推导。用规范推导推导出的句型称为规范句型。其逆过程是最左规约，也成为规范规约） 递归规则（产生式递归）：是指在规则的左部和右部具有相同非终结符的规则。

编译原理文法和语言答案

练习1. 文法和语言 1. 文法: Z → U0 | V1 U → Z1 | 1 V → Z0 | 0 (1) 请写出全部由此文法描述的只含有四个符号的句子. (2) 该文法是 Chomsky 几型文法? Answer ： (1) 1010, 0110, 1001, 0101 (2) 3型文法 2. 给定前缀表示的表达式文法 G : (1) E → -EE (2) E → -E (3) E → a (4) E → b (5) E → c 试问 --a-bc 是否 L(G) 的句子?若是,请给出该句子所有可能的分析树;若不是,请说明理由. Answer : --a-bc 是L(G)的句子。所有可能的分析树如下。 (1) (2) (3) E -E E -E c -E b E -E E -E -E E E -- E E c -E E 3. 考虑文法： S → ( L ) | a L → L, S | S 写出句型 ( a , ( a , a ) ) 的最左推导和最右推导。 Answer : (1) 最左推导： S lm =>(L)lm =>(L,S)lm =>(S,S)lm =>(a,S)lm =>(a,(L))lm =>(a,(L,S))lm =>(a,(S,S))lm =>(a,(a,S))lm =>(a,(a,a)) (2) 最右推导： S rm =>(L)rm =>(L,S)rm =>(L,(L))rm =>(L,(L,S))rm =>(L,(L,a))rm =>(L,(S,a))rm =>(L,(a,a))rm =>(S,(a,a))rm =>(a,(a,a)) 4. 考虑文法：

编译原理词法分析和语法分析报告+代码(C语言版)

信息工程学院实验报告（2010 ~2011 学年度第一学期） 姓名：柳冠天 学号：2081908318 班级：083

词法分析 一、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。 二、实验要求 2.1 待分析的简单的词法 （1）关键字： begin if then while do end 所有的关键字都是小写。 （2）运算符和界符 ：= + - * / < <= <> > >= = ; ( ) # （3）其他单词是标识符（ID）和整型常数（SUM），通过以下正规式定义： ID = letter (letter | digit)* NUM = digit digit* （4）空格有空白、制表符和换行符组成。空格一般用来分隔ID、SUM、运算符、界符和关键字，词法分析阶段通常被忽略。 2.2 各种单词符号对应的种别码： 表2.1 各种单词符号对应的种别码 2.3 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为整型常数。 例如：对源程序begin x:=9: if x>9 then x:=2*x+1/3; end #的源文件，经过词法分析后输出如下序列： (1,begin)(10,x)(18,:=)(11,9)(26,;)(2,if)…… 三、词法分析程序的算法思想： 算法的基本任务是从字符串表示的源程序中识别出具有独立意义的单词符号，其基本思想是根据扫描到单词符号的第一个字符的种类，拼出相应的单词符号。 3.1 主程序示意图：

编译原理(中英文)

天津大学《编译原理》课程教学大纲 课程编号： 2160012 课程名称： 编译原理 学 时： 48 学分： 3 学时分配： 授课：48 上机： 实验： 实践： 实践（周）： 授课学院： 计算机科学与技术学院 适用专业： 所有专业 先修课程： 汇编语言、编译原理导论、程序设计原理 一．课程的性质与目的 本课程为计算机科学与技术学院计算机科学系必修专业课。本课程从软件系统的观点出发研究编译技术的原理，全面分析编译器这一软件系统的基本概念、基本原理、基本结构和基本算法。本课程力求充实反映编译技术和自动机理论的研究成果，使学生全面掌握编译器构造原理并具备一些形式化语言的理论基础。 二．教学基本要求 1． 阐明编译技术的由来以及编译原理在计算机技术中的地位； 2． 按编译器的系统结构了解并掌握编译器实现的技术内涵； 3． 重点放在对编译技术的原理分析，掌握其设计与实现的算法； 4． 初步了解自动机理论的基本原理和相应算法； 5． 初步建立系统化、规范化的编译器设计思想。 三．教学内容 1． 编译原理概论 1) 什么是编译程序 2) 编译过程概述 3) 编译程序的结构 4) 编译程序的生成 5) 编译技术和软件工具 2． 高级语言和文法 1) 程序语言的定义

2) 高级语言的一般特征 a. 高级语言的分类 b. 程序结构 c. 数据类型与操作 d. 语句与控制结构 3) 程序语言的文法 a. 文法和语言的形式定义 b. 上下文无关文法 c. 句型的分析 d. 形式语言鸟瞰 3． 词法分析 1) 词法分析器的作用 a. 词法分析器的功能和输出形式 b. 词法分析器作为一个独立子程序 2) 词法分析器的设计 a. 输入缓冲 b. 记号的描述 c. 记号的识别 3) 词法分析器的自动生成 a. LEX说明和实现 b. 超前搜索 4) 正规表达式与有限自动机 a. DFA和NFA b. 正规文法和有限自动机的等价性 c. 正规式与有限自动机的等价性 d. 确定有限自动机的化简 5) 设计词法分析器的生成器 a. 基于NFA的模式匹配 b. 词法分析器的DFA

第二章文法和形式语言

第二章文法和形式语言 《编译原理》课程组 计算机工程学院 第二章文法和形式语言 2.1 文法的直观概念 2.2 符号和符号串 2.3 文法和语言的形式定义 2.4 文法的类型 2.5 上下文无关文法机器语法树 2.6 句型分析 2.7 文法的实用限制 第2章文法和语言 【学习目标】 本章目的是为语言的语法描述寻求工具 ◇掌握对源程序给出精确无二义（严谨、简洁、易读）的语法描述手段之一——文法。 ◇对形式语言的理论有一个初步基础 ◇根据语言文法的特点指导语法分析的过程 本章将讨论词法分析程序的设计原则，单词的描述技术，识别机制及词法分析程序的自动构造原理。 第2章文法和语言 【教学重点】 概念：文法，推导，直接推导，最左(右)推导，产生式，句型，短语，直接短语，句柄，语法树，规范推导，二义文法等 4种文法的定义、文法的构造和文法的推导 语法树的构造和最左（右）推导； 二义文法、二义性的证明； 句型分析； 2.1 文法的直观概念 一、语言概述 语言是由符合语法的句子组成的集合。 –汉语-- 所有符合汉语语法的句子的全体 –英语-- 所有符合英语语法的句子的全体 –程序设计语言-- 所有该语言的程序的全体

每个句子构成的规律 研究语言每个句子的含义 每个句子和使用者的关系 一、语言概述（续1） 研究程序设计语言 每个程序构成的规律 每个程序的含义 每个程序和使用者的关系 语言研究的三个方面 语法Syntax 语义Semantics 语用Pragmatics 一、语言概述（续2） 语法：指语言的一组规则，用它可以形成和产生一个合适的程序。 –如何由基本字符构成一个个单词； –如何由一系列单词构成程序 语法只定义什么样的符号序列是合法的，而不表达这些符号及符号序列的含义 语义：明确程序各部分的含义 –静态语义：由一系列限定规则组成，并确定哪些合乎语法的程序是合适的； –动态语义：表明程序要做些什么，要计算什么 一、语言概述（续3） 形式语言：只考虑语法而不考虑语义的符号语言。 每种语言具有两个可识别的特性， –语言的形式 –该形式相关联的意义 “形式”是指这样的事实：语言的所有规则只以什么符号串能出现的方式来陈述。 形式语言理论是对符号串集合的表示法、结构及其特性的研究，是程序设计语言语法分析研究的基础。 语言可以看成在一个基本符号集上定义的，按一定规则构成的基本符号串组成的所有集合。 二、文法的直观概念 表达语言时，一般无法穷尽语言的所有句子，常用规则加以描述 例：汉语句子的构成规则： 〈句子〉∷=〈主语〉〈谓语〉 〈主语〉∷=〈代词〉|〈名词〉 〈代词〉∷= 我| 你| 他 〈名词〉∷= 王明| 大学生| 工人| 英语 〈谓语〉∷=〈动词〉〈直接宾语〉 〈动词〉∷= 是| 学习 〈直接宾语〉∷=〈代词〉|〈名词〉

第二章文法和语言的概念和表示

第二章文法和语言的概念和表示 本章概述 本章中，我们将概述高级程序语言的结构和主要的共同特征，并介绍程序语言的语法描述方法。 主要学习内容：程序设计语言的定义，高级语言的一般特性，高级语言的语法描述，上下文无关文法，语法分析树和二义性，乔姆斯基文法体系。 学习目标：理解程序语言的词法、语法和语义等概念，进一步掌握高级程序设计语言的一般结构和主要共同特征，使学生具有必要的基础知识；理解文法和语言的一些基本概念，如文法的定义和构造、句型、句子、语言、推导、语法树等。 学习重点和难点：语法，语义，文法的构造。 2.1 概述 显然，用高级语言编程比用低级语言来得方便，但要解决两个问题： 1.计算机怎样懂得高级语言程序，这就需要一个翻译程序实现从源程序到目标程序的转换。 2.用什么方法来精确定义高级语言，即怎样精确描述高级语言。 要构造一个编译程序，应深刻理解被编译的源语言的结构（即词法和法）及其含义（即语义），同时要弄清源语言的语法规则和语义规则是采用什么理论或什么方法来描述的。 当我们表述一种语言时，无非是说明这种语言的句子，如果语言只含有穷多个句子，则只需列出句子的有穷集就行了，但对于含有无穷句子的语言来讲，存在着如何给出它的有穷表示的问题。 以自然语言为例，人们无法列出全部句子，但是人们可以给出一些规则，用这些规则来说明(或者定义)句子的组成结构，比如汉语句子可以是由主语后随谓语而成，构成谓语的是动词和直接宾语。 任何语言均可看作一个集合。这个集合中的每个元素都是在一定符号集（字母表）上的一个符号串。 对于自然语言来说，它们是定义在某个字母表上的句子的集合。 对于程序语言来说，它们也是定义在某个字母表上的句子的集合。这里的句子，就是一个源程序。 通常，源程序是由关键字、标识符、常数、运算符以及一些界限符组成。这些语法成分统称为单词或单词符号。 单词符号是语言中具有独立意义的最基本单位。语言的单词符号是由词法规则所确定的，即词法规则规定了单词符号的形成规则。 “我是大学生”是汉语的一个句子。 用语法来描述： 〈句子〉∷=〈主语〉〈谓语〉 〈主语〉∷=〈代词〉｜〈名词〉 〈代词〉∷=我｜你｜他 〈名词〉∷=王明｜大学生｜工人｜英语 〈谓语〉∷=〈动词〉〈直接宾语〉 〈动词〉∷=是｜学习 〈直接宾语〉∷=〈代词〉｜〈名词〉 有了这一组规则以后，按照如下方式用它们导出句子： 开始去找∷=左端的带有〈句子〉的规则并把它由∷=右端的符号串代替，这个动作表示成： 〈句子〉?〈主语〉〈谓语〉， 然后在得到的串〈主语〉〈谓语〉中，选取〈主语〉或〈谓语〉，再用相应规则的∷=右端代替之。比如，选取了〈主语〉，并采用规则〈主语〉∷=〈代词〉，那么得到：〈主语〉〈谓语〉?〈代词〉〈谓语〉， 重复做下去，这样句子“我是大学生”的导出的全部动作过程是： 〈句子〉?〈主语〉〈谓语〉 ?〈代词〉〈谓语〉