编译原理第3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

实验1-3 《编译原理》词法分析程序设计方案

实验1-3 《编译原理》S语言词法分析程序设计方案 一、实验目的 了解词法分析程序的两种设计方法之一：根据状态转换图直接编程的方式； 二、实验内容 1．根据状态转换图直接编程 编写一个词法分析程序，它从左到右逐个字符的对源程序进行扫描，产生一个个的单词的二元式，形成二元式（记号）流文件输出。在此，词法分析程序作为单独的一遍，如下图所示。 具体任务有： （1）组织源程序的输入 （2）拼出单词并查找其类别编号，形成二元式输出，得到单词流文件 （3）删除注释、空格和无用符号 （4）发现并定位词法错误，需要输出错误的位置在源程序中的第几行。将错误信息输出到屏幕上。 （5）对于普通标识符和常量，分别建立标识符表和常量表（使用线性表存储），当遇到一个标识符或常量时，查找标识符表或常量表，若存在，则返回位置，否则返回0并且填写符号表或常量表。 标识符表结构：变量名，类型（整型、实型、字符型），分配的数据区地址 注：词法分析阶段只填写变量名，其它部分在语法分析、语义分析、代码生成等阶段逐步填入。 常量表结构：常量名，常量值 三、实验要求 1．能对任何S语言源程序进行分析 在运行词法分析程序时，应该用问答形式输入要被分析的S源语言程序的文件名，然后对该程序完成词法分析任务。 2．能检查并处理某些词法分析错误 词法分析程序能给出的错误信息包括：总的出错个数，每个错误所在的行号，错误的编号及错误信息。 本实验要求处理以下两种错误（编号分别为1，2）： 1：非法字符：单词表中不存在的字符处理为非法字符，处理方式是删除该字符，给出错误信息，“某某字符非法”。 2：源程序文件结束而注释未结束。注释格式为：/* …… */ 四、保留字和特殊符号表

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)

程序设计语言编译原理第3课后答案

第二章 P36-6 (1) L G ()1是0~9组成的数字串 (2) 最左推导: N ND NDD NDDD DDDD DDD DD D N ND DD D N ND NDD DDD DD D ??????????????????0010120127334 556568 最右推导: N ND N ND N ND N D N ND N D N ND N ND N D ??????????????????77272712712701274434 886868568 P36-7 G(S) O N O D N S O AO A AD N →→→→→1357924680||||||||||| P36-8 文法： E T E T E T T F T F T F F E i →+-→→|||*|/()| 最左推导: E E T T T F T i T i T F i F F i i F i i i E T T F F F i F i E i E T i T T i F T i i T i i F i i i ?+?+?+?+?+?+?+?+??????+?+?+?+?+?+********()*()*()*()*()*()*() 最右推导: E E T E T F E T i E F i E i i T i i F i i i i i E T F T F F F E F E T F E F F E i F T i F F i F i i i i i ?+?+?+?+?+?+?+?+?????+?+?+?+?+?+?+**********()*()*()*()*()*()*()*() 语法树：/********************************

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

编译原理课程设计 C语言编译器的实现

编译原理课程设计报告 设计题目编译代码生成器设计 学生姓名 班级 学号 指导老师 成绩

一、课程设计的目的 编译原理课程兼有很强的理论性和实践性，是计算机专业的一门非常重要的专业基础课程，它在系统软件中占有十分重要的地位，是计算机专业学生的一门主修课。为了让学生能够更好地掌握编译原理的基本理论和编译程序构造的基本方法和技巧，融会贯通本课程所学专业理论知识，提高他们的软件设计能力，特设定该课程的课程设计，通过设计一个简单的PASCAL语言（EL语言）的编译程序，提高学生设计程序的能力，加深对编译理论知识的理解与应用。 二、课程设计的要求 1、明确课程设计任务，复习编译理论知识，查阅复印相关的编译资料。 2、按要求完成课程设计内容，课程设计报告要求文字和图表工整、思路清晰、算法正 确。 3、写出完整的算法框架。 4、编写完整的编译程序。 三、课程设计的内容 课程设计是一项综合性实践环节，是对平时实验的一个补充，课程设计内容包括课程的主要理论知识，但由于编译的知识量较复杂而且综合性较强，因而对一个完整的编译程序不适合平时实验。通过课程设计可以达到综合设计编译程序的目的。本课程的课程设计要求学生编写一个完整的编译程序，包括词法分析器、语法分析器以及实现对简单程序设计语言中的逻辑运算表达式、算术运算表达式、赋值语句、IF语句、While语句以及do…while语句进行编译，并生成中间代码和直接生汇编指令的代码生成器。 四、总体设计方案及详细设计 总体设计方案： 1.总体模块 主程序 词法分析程序语法分析 程序 中间代码 生成程序

2. 表2.1 各种单词符号对应的种别码 单词符号种别码单词符号种别码bgin 1 ：17 If 2 ：= 18 Then 3 < 20 wile 4 <> 21 do 5 <= 22 end 6 > 23 lettet（letter|digit）* 10 >= 24 dight dight* 11 = 25 + 13 ；26 —14 ( 27 * 15 ) 28 / 16 # 0 详细设计： 4.1界面导入设计 (1)一共三个选项： ①choice 1--------cifafenxi ②choice 2--------yufafenxi ③choice 3--------zhongjiandaima (2)界面演示 图一

程序设计语言编译原理考试重点

第一章引论 1.编译程序分几个阶段，每个阶段的任务是什么？ 五个阶段：词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成、优化、目标代码生成 词法分析任务：输入源程序，对构成源程序的字符串进行扫描和分解，识别出一个个的单词。(如基本字，标识符，常数，算符 和界符)。 语法分析任务：在词法分析基础上，将单词符号串转化为语法单位(语法范畴) (短语、子句、句子、程序段、程序)，并确定 整个输入串是否构成语法上正确的程序。 语义分析和中间代码生成任务：对语法分析所识别出的各类语法范畴，分析其含义，并进行初步翻译(产生中间代码) 。 代码优化任务：对于代码(主要是中间代码)进行加工变换，以期能够产生更为高效(省时间和空间)的目标代码。 目标代码生成任务：将中间代码变换成特定机器上的低级语言代码 2.表格管理和出错处理：编译各阶段均须维持表格并进行表格管理，建表的技术支持是数据结构，表格的分类、结构、处理方 法决定于语言及机器，还有优化措施。一个好的编译程序应该：全，最大限度发现错误；准，准确指出错误的性质和发生地点；局部化，将错误的影响限制在尽可能小的范围内。源程序中的错误通常分为：语法错误，不符合语法(或词法)规则的错误， 如单词拼写错误、括号不匹配…语义错误，不符合语义规则的错误，如说明错误、作用域错误、类型不匹配… 3.前端、后端：编译前端主要由与源语言有关，但与目标机无关的那些部分组成。编译后端包括编译程序中与目标机有关的那些部分。 4.遍：根据系统资源的状况、运行目标的要求……等，可以将一个编译程序设计成多遍扫描的形式，在每一遍扫描中，完成不 同的任务。遍可以和阶段相对应，也可无关。单遍代码不太有效。遍是对源程序或源程序的中间结果从头到尾扫描一次，并 作有关的加工处理，生成新的中间结果或目标程序。 5.“运算符与运算对象类型不符”属于语义错误 6.算法逻辑上的错误属于语义错误 第二章高级语言及其语法描述 1.程序语言是由语法和语义两方面定义的。 2.上下文无关文法的定义：四个组成部分：一组终结符号、一组非终结符号、一个开始符号、一组产生式。一个上下文无关文 法G是一个四元式(VT,VN,S, P )，其中：VT:是非空有限集，它的每个元素是终结符号；VN是非空有限集，它的每个元素是 非终结符号，VTA VN=O, VTU VN=V;S S€ VN称为开始符号；P :产生式集合(有限)，每个产生式形式是{ P-> a | P € VN a€ (VTU VN)*，S 至少一次为P }； 3.推导、最左推导、最右推导：1、推导：如两个串uO、un，存在一个串序列uO=>u仁>-=>un,则我们称这个序列是从u0到un 的一个推导。 —I- U1----- 、un：表示从u0出发，经一步或若干步，可推导出un. U1—；un：表示从u0出发，经0步或若干步，可推导出un. 最左推导是指，任何一步a =>B都是对a中的最左非终结符进行替换的。最右推导是指，任何一步a =>B都是对a中的最右非 终结符进行替换的。 4.语法树：在编译中产生语法树是为了语法分析。 5.什么是句型？什么是句子？什么是语言？ 假定G是一个文法，S是它的开始符号。如果S=> a，则称a是一个句型。仅含终结符的句型是一个句子。文法G所产生的句 子的全体是一个语言。语言是由句子组成的集合，是由一组记号所构成的集合。 6.乔姆斯基把文法分成4种类型，即0型文法、1型文法、2型文法和3型文法。0型文法也称为短语文法。1型文法也称为上 下文有关文法。2型文法也称为上下文无关文法。3型文法也称为正规文法。与程序语言语法有关的文法是上下文无关文法。 第三章词法分析 1.状态转换图：使用状态转换图是设计词法分析程序的一种好途径，状态转换图是一张有限方向图。在状态转换图中，结点代表状态，用圆圈表示。一个状态转换图可用于识别(或接受)一定的字符串。 2.确定的有限自动机(DFA、非确定有限自动机(NFA)。五元式：有限状态集合、有穷字母表、转换函数、唯一的初始状态、 终止状态集合。一个确定有限自动机(DFA M是一个五元式：M = (S,刀,8 ,s0 ,F)，其中S是一个有限集，它的每个元素称为一个状态，二 是一个有穷字母表，它的每个元素称为一个输入字符，3是一个从SXE至S的单值部分映射。8 (s,a)=s ' 意味着：当现行状态为、输入字符为a时，将转换到下一状态s 我们称s'为s的一个后继状s0€ S是唯一的初态F是一个终态集(可空)。一个非确定有限自动机(NFA M是一个五元式：M = (S, E, 8 ,S0 ,F)，其中S是一个有限集，它的每个元素称为一个状态，二是一个有穷字母表，它的每个元素称为一个输入字符，8是一个从SXE*至S的子集的映射，即8: SXE* -2s，S0€ S是唯一的初态，F是一个终态集(可空)。 3.设有确定的有限自动机DFA M = ({0,1,2,3},{a,b}, 8 ,0,{3})，其中8 为：8 (0,a)=1 8 (0,b)=2 8 (1,a)=3 8 (1,b)=2 8 (2,a)=1 8 (2,b)=3 8 (3,a)=3 8 (3,b)=3

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。

(完整版)《编译原理》词法分析程序设计方案

实验1-4 《编译原理》S语言词法分析程序设计方案 一、实验目的 了解词法分析程序的两种设计方法：1.根据状态转换图直接编程的方式；2.利用DFA 编写通用的词法分析程序。 二、实验内容 1．根据状态转换图直接编程 编写一个词法分析程序，它从左到右逐个字符的对源程序进行扫描，产生一个个的单词的二元式，形成二元式（记号）流文件输出。在此，词法分析程序作为单独的一遍，如下图所示。 具体任务有： （1）组织源程序的输入 （2）拼出单词并查找其类别编号，形成二元式输出，得到单词流文件 （3）删除注释、空格和无用符号 （4）发现并定位词法错误，需要输出错误的位置在源程序中的第几行。将错误信息输出到屏幕上。 （5）对于普通标识符和常量，分别建立标识符表和常量表（使用线性表存储），当遇到一个标识符或常量时，查找标识符表或常量表，若存在，则返回位置，否则返回0并且填写符号表或常量表。 标识符表结构：变量名，类型（整型、实型、字符型），分配的数据区地址 注：词法分析阶段只填写变量名，其它部分在语法分析、语义分析、代码生成等阶段逐步填入。 常量表结构：常量名，常量值 2．编写DFA模拟程序 算法如下： DFA（S=S0,MOVE[][],F[],ALPHABET[]） /*S为状态，初值为DFA的初态，MOVE[][]为状态转换矩阵，F[] 为终态集，ALPHABET[] 为字母表，其中的字母顺序与MOVE[][] 中列标题的字母顺序一致。*/ { Char Wordbuffer[10]=“”//单词缓冲区置空 Nextchar=getchar（）；//读 i=0； while（nextchar！=NULL）//NULL代表此类单词 { if （nextcha r！∈ALPHABET[]）{ERROR（“非法字符”），return（“非法字符”）；} S=MOVE[S][nextchar] //下一状态 if（S=NULL）return（“不接受”）；//下一状态为空，不能识别，单词错误 wordbuffer[i]=nextchar ；//保存单词符号 i++； nextchar=getchar（）； } Wordbuffer[i]=‘\0’; If（S∈F）return（wordbuffer）；//接受 Else return（“不接受”）；

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：

编译原理课程的设计--C语言编译器

C语言编译器 摘要编译原理是计算机科学与技术专业最重要的一门专业基础课程，内容庞大，涉及面广，知识点多。由于该课程教、学难度都非常大，往往费了大量时间而达不到预期教学效果俗语说：学习的最好方法是实践。本次课程设计的目的正是基于此，力求为学生提供一个理论联系实际的机会，通过布置一定难度的课题，要求学生独立完成。我们这次课程设计的主要任务是编程实现对输入合法的算符优先文法的相应的字符串进行算符优先分析，并输出算符优先分析的过程。算符优先分析法特别有利于表达式的处理，宜于手工实现。算符优先分析过程是自下而上的归约过程，但这种归约未必是严格的规范归约。而在整个归约过程中，起决定作用的是相继连个终结符之间的优先关系。因此，所谓算符优先分析法就是定义算符之间的某种优先关系，并借助这种关系寻找句型的最左素短语进行归约。通过实践，建立系统设计的整体思想，锻炼编写程序、调试程序的能力，学习文档编写规范，培养独立学习、吸取他人经验、探索前言知识的习惯，树立团队协作精神。同时，课程设计可以充分弥补课堂教学及普通实验中知识深度与广度有限的缺陷，更好地帮助学生从全局角度把握课程体系。 关键词程序设计；数据库；SQL；C++； 1 任务申请 1.1、引言 编译器的设计涉及到编译程序构造的一般原理、基本设计方法、主要实现技术和一些自动构造工具。尽管“编译程序”是特指将高级程序设计语言翻译成低级语言的软件，但编译程序构造的基本原理和技术也广泛应用于一般的设计和实现，因此，是一门对实践性要求较高的课程。 目前，世界上存在着数千种源语言，既有Fortran和Pascal这样的传统程序设计语言，也有各计算机应用领域中出现的专用语言。目标语言也同样广泛，目标语言可以是另一种程序设计语言或者是从微处理机到计算机的任何计算机的机器语言。不同语言需要不同的编译器。根据编译器的构造方法或者它们要实现的功能，编译器被分为一遍编译器、多遍编译器、装入并执行编译器、调试编译器、优化编译器等多种类别。从表面上看，编译器的种类似乎千变万化，多种多样，实质上任何编译器所要完成的基本任务都是相同的。通过理解这些任务，我们可以利用同样的基本技术为各种各样的源语言和目标机器构建编译器。 1.2、背景 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含有不止

第2讲 程序设计语言及其文法

第二章语言及其文法 基本概念哈尔滨工业大学陈鄞

字母表(Alphabet ) ?字母表∑是一个有穷符号集合?符号：字母、数字、标点符号、… 例： ?二进制字母表：{ 0,1 } ?ASCII字符集 ?Unicode字符集

?∑1∑2={ab |a ∈∑1, b ∈∑2} 例：{0, 1} {a , b } ={0a , 0b , 1a , 1b } ?字母表∑1和∑2的乘积( product )

∑0 ={ ε } ∑n =∑n -1 ∑, n ≥ 1 例：{0, 1}3={0, 1} {0, 1} {0, 1} ={000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111} 字母表的n 次幂：长度为n 的符号串构成的集合 ?字母表∑1和∑2的乘积( product )?字母表∑的n 次幂( power )

?字母表∑的正闭包( positive closure )?∑+ = ∑∪∑2 ∪∑3 ∪… 例：{a, b, c, d }+= {a, b, c, d, aa, ab, ac, ad, ba, bb, bc, bd , …, aaa, aab, aac, aad, aba, abb, abc, …} ?字母表∑1和∑2的乘积( product )?字母表∑的n 次幂( power ) 字母表的正闭包：长度正数的符号串构成的集合

?字母表∑ 1和∑ 2 的乘积( product) ?字母表∑的n次幂( power) ?字母表∑的正闭包( positive closure) ?字母表∑的克林闭包(Kleene closure) ?∑*= ∑0 ∪∑+ = ∑0 ∪∑∪∑2 ∪∑3 ∪… 例：{a, b, c, d }*= {ε, a, b, c, d, aa, ab, ac, ad, ba, bb, bc, bd, …, aaa, aab, aac, aad, aba, abb, abc, …} 字母表的克林闭包：任意符号串（长度可以为零）构成的集合

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 语法分析程序设计(LL(1)分析法)

1.实验目的：掌握LL(1)分析法的基本原理，掌握LL(1)分析表的构造方法，掌握LL(1) 驱动程序的构造方法。 2.实验要求：实现LR分析法（P147,例4.6）或预测分析法（P121,例4.3）。 3.实验环境：一台配置为1G的XP操作系统的PC机;Visual C++6.0. 4.实验原理：编译程序的语法分析器以单词符号作为输入，分析单词符号串是否形成符合语 法规则的语法单位，如表达式、赋值、循环等，最后看是否构成一个符合要求的程序，按该 语言使用的语法规则分析检查每条语句是否有正确的逻辑结构，程序是最终的一个语法单 位。编译程序的语法规则可用上下文无关文法来刻画。 语法分析的方法分为两种：自上而下分析法和自下而上分析法。自上而下就是从文法 的开始符号出发，向下推导，推出句子。而自下而上分析法采用的是移进归约法，基本思想 是：用一个寄存符号的先进后出栈，把输入符号一个一个地移进栈里，当栈顶形成某个产生 式的一个候选式时，即把栈顶的这一部分归约成该产生式的左邻符号。 自顶向下带递归语法分析：1、首先对所以的生成式消除左递归、提取公共左因子 2、在源程序里建立一个字符串数组，将所有的生成式都存在这个数组中。 3、给每个非终结符写一个带递归的匹配函数，其中起始符的函数写在main函数里。 这些函数对生成式右边从左向右扫描，若是终结符直接进行匹配，匹配失败，则调用出错函 数。如果是非终结符则调用相应的非终结符函数。 4、对输入的符号串进行扫描，从起始符的生成式开始。如果匹配成功某个非终结符 生成式右边的首个终结符，则将这个生成式输出。匹配过程中，应该出现的非终结符没有出 现，则出错处理。 5.软件设计与编程：对应源程序代码： #include #include #include using namespace std; struct Node1 { char vn; char vt; char s[10]; }MAP[20]; //存储分析预测表每个位置对应的 终结符，非终结符，产生式 int k; //用R代表E',W代表T',e代表 空 char start='E'; int len=8; charG[10][10]={"E->TR","R->+TR","R->e","T->FW","W->*FW","W->e","F->(E)"," F->i"};//存储文法中的产生式 char VN[6]={'E','R','T','W','F'}; //存储非终结符 char VT[6]={'i','+','*','(',')','#'}; //存储终结符 char SELECT[10][10]={"(,i","+","),#","(,i","*","+,),#","(","i"};//存储文 法中每个产生式对应的SELECT集 char Right[10][8]={"->TR","->+TR","->e","->FW","->*FW","->e","->(E)","->i"};