编译原理概念整理
编译原理基础知识
编译原理基础知识编译原理是计算机科学中一门重要的学科,它研究的是将程序源代码转化为可执行代码的过程。
掌握编译原理的基础知识对于理解计算机编程语言的运行原理以及进行高效编程至关重要。
本文将介绍编译原理的基本概念、过程和常用算法。
一、编译原理概述编译器是实现编译原理的工具,它将高级语言代码转化为机器语言代码。
编译器的工作过程可以分为三个主要阶段:词法分析、语法分析和语义分析。
词法分析器主要负责将源代码分解为词法单元,语法分析器则负责将词法单元组织成语法树,而语义分析器则检查语法树的语义错误并进行修正。
二、词法分析词法分析是编译器的第一个阶段,它将源代码分解为词法单元(Token)。
词法单元是程序中的最小可识别单位,如标识符、关键字、运算符等。
词法分析器通常使用有限自动机、正则表达式等方法进行词法单元的识别和分类。
三、语法分析语法分析是编译器的第二个阶段,它将词法单元组织成语法树(Parse Tree)。
语法树是由语法分析器根据源代码的语法规则生成的一棵树状结构。
语法分析器使用上下文无关文法(CFG)来描述语法规则,并通过递归下降、LR分析等算法进行语法单元的解析和组织。
四、语义分析语义分析是编译器的第三个阶段,它主要负责检查语法树的语义错误并进行修正。
语义分析器会检查变量的声明和使用是否一致、类型是否匹配等问题,并生成中间代码或目标代码。
常见的语义分析算法包括类型检查、符号表管理等。
五、代码生成代码生成是编译器的最后一个阶段,它将语义分析阶段生成的中间代码或目标代码转化为可执行代码。
代码生成器会优化代码的执行效率,包括寄存器分配、指令选择、代码重排等。
常用的代码生成算法有静态单赋值(SSA)形式转换、线性扫描代码生成等。
六、总结编译原理是计算机科学中的一门重要学科,它涉及到将源代码转化为可执行代码的过程。
掌握编译原理的基础知识可以帮助我们理解计算机编程语言的运行原理,提高编程效率。
本文介绍了编译原理的概述,包括词法分析、语法分析、语义分析和代码生成等基本概念和过程。
编译原理概念整理(全)
翻译程序:能够把某种语言转换成另一种语言,而后者与前者在逻辑上是等价的。
编译过程:词法、语法、语义分析与中间代码、优化、目标代码生成词法分析:输入源程序,对构成源程序的字符串进行扫描和分解,识别出一个个单词。
语法分析:在词法分析的基础上,根据语言的语法规则,把单词符号串分解成各类语法单位。
语义分析与中间代码产生:对语义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);优化:优化的任务在于对前段产生的中间代码进行加工变换,以期在最后阶段能产生出更为高效(省时间和空间)的目标代码。
目标代码生成:把中间代码(或经优化处理之后)变换成特定存储器上的低级语言代码。
编译程序结构:表格管理、出错处理编译前端:由与源语言有关但与目标语言无关的那些部分组成,包括词法分析、语义分析、语义分析与中间代码产生。
后端:编译程序中与目标语言有关那些部分,优化与目标代码生成。
后端不依赖于源语言而仅仅依赖于中间语言。
词法规则是指单词符号的形成规则。
语言的语法规则规定了如何从单词符号形成更大的结构(语法单位)。
所谓一个语言的语义是指这样的一组规则,使用它可以定义一个程序的意义,这些规则称为语义规则。
文法是描述语言的语法结构的形式规则上下文无关文法:是这样一种文法,它所定义的语法范畴是完全独立于这种范畴可能出现的环境。
上下文无关文法组成:一组终结符号一组非终结符号,一个开始符号以及一组产生式。
开始符号:是一个特殊的非终结符号,它代表所定义的语言中我们最终感兴趣的语法范畴,这个语法范畴通常称为“句子”产生式:是定义语法范畴的一种书写规则。
二义性:如果一个文法存在某个句子对应两棵不同的语法树,则称这个文法是二义的。
关键字、标识符、常数、运算符、界符含有左递归的文法将使自上而下的分析过程陷入无限循环。
LL(1)分析条件:当一个文法不含左递归,并且满足每个非终结符的所有候选首符集两两不相交的条件LL(1)的含义:第一个L表示从左到右扫描输入串,第二个L表示最左推导,1表示分析时每一步只需向前查看一个符号自上而下分析的问题:①文法含有左递归时,分析过程会陷入无限循环②回溯浪费分析时间③某一非终结符用某一候选式匹配成功时,可能是暂时的④分析不成功时,难以找到出错位置自下而上分析的问题:怎样判断栈顶的符号串的可归约性,以及如何归约。
编译原理概念总结
编译原理概念总结编译原理是计算机科学中的一个重要领域,研究如何将高级语言程序翻译成计算机能理解和执行的目标代码。
它涉及到词法分析、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等各个阶段。
编译原理的核心目标是实现高效可靠地将高级语言程序转换为等价的机器代码,并能在目标机器上正确运行。
编译器是实现这一目标的关键工具,它将高级语言程序的源代码作为输入,经过多个阶段的处理,最终生成可执行的目标代码。
在编译原理中,词法分析是第一个阶段,它将源代码分解为若干个词法单元,如标识符、关键字、运算符等。
词法分析器通过使用正则表达式和有限自动机等方法,辨别不同的词法单元,为后续的语法分析提供输入。
语法分析是编译过程的第二个阶段,它将词法单元组织成按照语法规则形成的语法结构。
语法分析器使用上下文无关文法描述语言的语法规则,并通过构建语法树或语法分析表等数据结构来表示和分析各种语法结构。
语义分析是编译过程的第三个阶段,它对语法结构进行语义检查和解释,确保程序在语义上是正确的。
语义分析器会对数据类型、作用域、类型转换等进行检查,并生成中间代码以供后续的代码生成和优化。
中间代码生成是编译过程的第四个阶段,它将源代码转换为与机器无关的中间代码表示形式。
中间代码是一种类似于汇编语言的抽象表示形式,它包含了源代码的各种高级结构,如条件语句、循环语句等,但与具体的机器架构无关。
代码优化是编译过程的第五个阶段,它通过对中间代码进行重写和重组,以提高程序的执行效率。
代码优化器会检测和消除冗余的计算、减少内存访问次数、提前计算常量表达式等,从而减少程序的执行时间和空间开销。
目标代码生成是编译过程的最后一个阶段,它将中间代码转换为目标机器能够执行的机器代码。
目标代码生成器会将中间代码中的各种高级结构转换为机器指令,并进行寄存器分配、指令选择和指令调度等操作,以生成最终的目标代码。
除了以上的主要阶段,编译原理还涉及到其他一些重要的概念和技术,如语法制导翻译、动态内存分配、符号表管理、异常处理等。
《编译原理》重点知识总结
《编译原理》知识点总结目录第一章引论第二章高级语言及其语法描述第三章语法分析——自上而下分析第四章属性文法和语法制导翻译第五章语义分析和中间代码产生第六章优化第一章引论一.编译程序(compiler):把某一种高级语言程序等价地转换成另一种低级语言程序(如汇编语言或机器语言程序)的程序二.编译程序的工作的五个阶段:词法分析、语法分析、中间代码产生、优化、目标代码产生1.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,识别出一个个单词符号。
依循的原则:构词规则描述工具:有限自动机FOR I := 1 TO 100 DO保留字标识符等符整常数保留字整常数保留字2.语法分析任务:在词法分析的基础上,根据语言的语法规则把单词符号串分解成各类语法单位。
依循的原则:语法规则述工具:上下文无关文法3.语义分析与中间代码产生任务:对各类不同语法范畴按语言的语义进行初步翻译。
(变量是否定义、类型是否正确等)依循的原则:语义规则中间代码:三元式,四元式,逆波兰记号,树形结构等。
是一种独立于具体硬件的记号系统。
例:将Z:=X + 0.618 * Y 翻译成四元式为(1) * 0.618 Y T1(2) + X T1 T2(3) := T2 _ Z4. 优化任务:对于前阶段产生的中间代码进行加工变换,以期在最后阶段产生更高效的目标代码。
依循的原则:程序的等价变换规则FOR K:=1 TO 100 DOBEGINM := I + 10 * K;N := J + 10 * K;END4.目标代码产生任务: 把中间代码变换成特定机器上的目标代码。
依赖于硬件系统结构和机器指令的含义目标代码三种形式:a)绝对指令代码: 可直接运行b)可重新定位指令代码: 需要连接装配c)汇编指令代码: 需要进行汇编第二章高级语言及其语法描述2.1.1语法词法规则:单词符号的形成规则。
a)单词符号是语言中具有独立意义的最基本结构。
编译原理概念总结
第一章 引论• 为什么要用编译器 • 与编译器相关的程序 • 翻译步骤• 编译器中的主要数据结构1、语言处理器 1、简单的说,一个编译器就是一个程序,它可以阅读以某一种语言(源语言)编写的程序,并把该程序翻译成一个等价的、用另一种语言(目标语言)编写的程序。
2、编译器的重要任务之一就是报告它在翻译过程中发现的源程序中的错误。
3、使用编译器是为了提高编程的速度和准确度。
4、与编译器相关的程序:解释程序(interpreter )、汇编程序(assembler )、连接程序(linker )、装入程序(loader )、预处理器(preprocessor )、编辑器(editor )、调试程序(debugger )、描述器(profiler )、项目管理程序(project manager )。
5、解释器是另一种常见的语言处理器。
它并不通过翻译的方法生成目标程序。
从用户的角度来看,解释器直接利用用户提供的输入执行源程序中指定的操作。
6、一个源程序可能被分割成多个模块,并存放于独立的文件中。
把源程序聚合在一起的任务有时会由一个被称为预处理器(preprocessor )的程序独立完成。
预处理器还负责把那些称为宏的缩写形式转换为源语言的语句。
7、连接器(linker )能够解决外部内存地址的问题。
8、加载器(loader )把所有的可执行目标文件放到内存中执行。
2、一个编译器的结构OutputSourceProgramFront endBack endObject1、将编译器看成黑盒,则源程序映射为在语义上等价的目标程序,而这个映射由两部分组成:分析部分和综合部分。
2、分析部分把源程序分解成多个组成要素,并在这些要素之上加上语法结构。
3、综合部分根据中间表示和符号表中的信息来构造用户期待的目标程序。
4、编译器的第一个步骤:词法分析(lexical)或扫描(scanning)。
词法分析器读入组成源程序的字符流,并且将它们组成有意义的词素(lexeme)的序列。
编译原理名词解释
编译原理名词解释1. 词法分析器(Lexer):也称为扫描器(Scanner),用于将源代码分割成一个个单词(Token)。
2. 语法分析器(Parser):将词法分析器生成的单词序列转换成语法树(Parse Tree)或抽象语法树(Abstract Syntax Tree)。
3. 语法树(Parse Tree):表示源代码的语法结构的树状结构,它由语法分析器根据语法规则生成。
4. 抽象语法树(Abstract Syntax Tree):比语法树更加简化和抽象的树状结构,用于表示源代码的语义结构。
5. 语义分析器(Semantic Analyzer):对抽象语法树进行语义检查,并生成中间代码或目标代码。
6. 中间代码(Intermediate code):一种介于源代码和目标代码之间的中间表示形式,可以被不同的优化器和代码生成器使用。
7. 目标代码生成器(Code Generator):将中间代码转换成特定目标平台的机器代码。
8. 优化器(Optimizer):用于对中间代码进行优化,以提高代码的执行效率和资源利用率。
9. 符号表(Symbol Table):用于存储程序中的标识符(变量、函数等)的信息,包括名称、类型等。
10. 语言文法(Grammar):定义了一种语言的语法规则,常用的形式包括上下文无关文法和正则文法。
11. 上下文无关文法(Context-free Grammar):一种形式化的语法表示方法,由产生式和非终结符组成,描述一种语言的句子结构。
12. 语言解释器(Interpreter):将源代码逐行解释执行的程序,不需要生成目标代码。
13. 回溯法(Backtracking):一种递归式的算法,用于在语法分析过程中根据产生式进行选择。
14. 正则表达式(Regular Expression):用于描述一类字符串的表达式,可以用于词法分析中的模式匹配。
15. 自顶向下分析(Top-down Parsing):从文法的起始符号开始,按照语法规则逐步构建语法树的过程。
编译原理概述
编译原理概述
编译原理是计算机科学中的重要概念,是指设计和构建编译器的理论和技术。
编译器是一种将高级语言代码翻译成底层机器语言代码的程序,它起着将源代码翻译成目标代码的作用。
编译原理的主要研究对象是编译器的构造和实现方法,以及编译过程中涉及的各种理论和技术问题。
编译原理的基本概念包括词法分析、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等几个方面。
其中,词法分析是将源代码分解成一个个单词或记号的过程,语法分析是对单词或记号进行语法规则分析的过程,语义分析是确定代码真正含义的过程,中间代码生成是生成与源代码等价的目标代码的过程,代码优化是提高目标代码质量和性能的过程,目标代码生成是将中间代码翻译成机器代码的过程。
在编译原理中,最核心的部分是语法分析,它决定了编译器对源代码的理解和转换能力。
语法分析可以分为自上而下的分析方法和自下而上的分析方法。
自上而下的分析方法是从最抽象的语法规则开始逐步向下分解源代码,直到分解到最细粒度;自下而上的分析方法则是从最细粒度的语法规则开始逐步向上合成源代码,直到合成到最抽象的语法规则。
在编译原理的研究中,还涉及到一些高级主题,如编译器前端和后端的设计、编译器生成器的设计、抽象语法树和符号表的表示、代码生成技术、及时编译技术等。
总的来说,编译原理是计算机科学中非常重要的一个领域,它的研究成果直接影响着编程语言的设计和实现方式,也是软件工程师必须掌握的基础知识之一。
通过学习编译原理,可以更好地理解计算机语言的工作原理,提高编程能力和代码质量,为软件开发提供更好的支持和保障。
(完整版)编译原理名词解释
1. 源语言:书写源程序所使用的语言2. 源程序:用程序设计语言书写的程序3. 目标语言:计算机的机器指令。
目标语言可以是机器语言,也可以是汇编语言,或者是其他中间语言,但最终结果必是机器语言。
4. 目标程序:由机器指令构成的程序。
目标程序是经过翻译程序加工后用目标语言表示的程序。
5. 翻译程序:能够把某一种语言程序(源程序)改造成另一种语言程序(目标程序)将源程序译成逻辑上等价的目标程序的程序。
翻译程序有两种工作方式:编译和解释。
6. 编译程序:也称翻译程序7. 解释程序:有些翻译程序在翻译过程中并不产生完整的目标程序,而是翻译一句,解释执行一句,这样的称为解释程序。
8. 汇编程序:由汇编语言写成的程序9. 词法分析:执行词法分析的程序成为词法分析器,词法分析依据的是语言构词规则。
词法分析器从文件读入源程序,由字符拼接单词。
每当识别出一个单词,词法分析器就输出这个单词的内部码。
10. 语法分析:执行语法分析的程序叫做语法分析器。
语法分析的任务就是根据语言的规则,将词法分析器所提供的单词种别分成各类语法范畴。
11. 中间代码生成:中间代码产生有时称为语义分析,执行中间代码产生的程序称为中间代码生成器。
他的任务时按照语法分析器所识别出的语法范畴产生相应的中间代码,并建立符号表、常数表,等各种表格。
12. 目标代码生成:执行目标代码生成的程序称为目标代码生成器。
他的任务是根据中间代码和表格信息,确定各类数据在内存中的位置,选择合适的指令代码,将中间代码翻译成汇编语言或机器指令,这部分工作与计算机硬件有关。
13. 符号表:用于记录源程序中出现的标识符,一个标识符往往具有一系列的语义值,她包括标识符的名称、种属、类型、值存放的地址等等。
14. 常数表:用于记录在源程序中出现的常数。
15. 编译程序前端:是由词法分析器、语法分析器和中间代码产生器组成的。
她的特点是依赖于被编译的源程序,输出结果用中间代码描述,和目标机器无关。
编译原理(第一章)
语法分析器通常采用自顶向下的分析 方法,从源代码的起始位置开始,逐 步向下解析,直到找到完整的语法结 构或遇到语法错误。
语法分析是编译器的基础,它决定了 源代码的结构和含义,并为编译器提 供了理解和处理源代码的框架。
语法分析的任务
确定词法单元
语法分析器需要将源代码分解 成一个个的词法单元或符号, 如关键字、标识符、运算符等
对优化后的代码进行评估,包括性能测试、空间占用测试 等,以确定优化的效果是否达到预期目标。
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优化的分类
根据优化涉及的方面不同,优 化可以分为局部优化和全局优 化。
局部优化是指在单个函数或代 码块范围内进行的优化,通常 关注单个语句或表达式的优化。
全局优化是指在程序的全局范 围内进行的优化,通常关注函 数或模块之间的优化,以提高 整个程序的性能。
优化技术
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常见的优化技术包括常量折叠、死代码消除、循环展开、 循环优化、函数内联等。
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常量折叠是指在编译过程中将常量表达式的结果进行计算 并替换掉原来的表达式,以减少程序运行时的计算量。
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死代码消除是指删除程序中永远不会被执行到的代码,以 减少程序的空间占用和提高程序的运行效率。
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循环展开是指将循环体中的代码复制到循环外部,以减少 循环次数和减少循环开销。
。
识别语法结构
语法分析器需要识别出源代码 中的各种语法结构,如表达式 、语句、程序等。
建立语法树
语法分析器需要将识别的语法 结构按照一定的规则组织起来 ,形成一棵语法树。
语义检查
语法分析器在识别语法结构的 同时,还需要进行一些语义检 查,如类型检查、变量声明等
编译原理总结
编译原理总结
编译原理是计算机科学中的一门重要学科,它研究的是如何将高级编程语言转换成机器能够执行的目标代码。
下面是编译原理的总结:1.编译原理的基本概念:编译原理是指编程语言的翻译过程,它包括词法分析、语法分析、语义分析、代码生成等几个关键环节。
2.编译过程的基本流程:编译过程主要分为两个阶段:分析(Analysis)阶段和综合(Synthesis)阶段。
分析阶段主要是词法分析,语法分析和语义分析等,综合阶段主要是代码生成和代码优化等。
3.词法分析:词法分析是编译过程中的第一个阶段,它将程序源代码转换成一个字符流,并根据定义的词法规则将字符流分成一个一个的词法单元。
4.语法分析:语法分析是编译过程中的第二个阶段,它将词法单元转换成语法树,以便对程序结构进行判断和分析。
5.语义分析:语义分析是编译过程中的第三个阶段,它对程序的语义进行分析,判断程序的合法性,并生成中间代码以便进行后续的基本块划分、指令调度和寄存器分配等操作。
6.代码生成:代码生成是编译过程中的最后一个阶段,它将经过词法分析、语法分析和语义分析的源程序转换成目标代码,使目标代码能够在计算机上运行。
7.代码优化:代码优化是编译过程的特有环节,它通过修改生成的程序代码,去除无用代码、减少程序执行时间和占用空间等,来提高编译效率和程序的运行效率。
综上,编译原理是计算机科学中的一门基础学科,它研究的是将高级编程语言转换为机器能够执行的目标代码的过程。
在实际的编写程序中,我们可以利用编译原理所提供的技术,将程序的编写效率、执行效率和可维护性等方面得到大大提高。
编译原理概念汇总
编译原理概念汇总一、编译原理概述编译原理是计算机科学中的一个重要分支,主要研究如何将高级语言编写的源代码转换成计算机能够执行的机器码。
这个过程涉及到多个阶段,包括词法分析、语法分析、中间代码生成、优化和目标代码生成等。
二、源代码到目标代码的转换编译过程的核心是将源代码转换成目标代码。
这个过程通常包括词法分析、语法分析、语义分析和生成目标代码等阶段。
词法分析是将源代码分解成一系列的记号,语法分析是将记号组合成语法结构,语义分析是检查这些结构是否有意义,最后生成目标代码是将这些结构转换成机器码。
三、词法分析词法分析是编译过程中的第一个阶段,主要任务是将源代码分解成一个个的记号。
这个过程通常使用词法扫描器或词法器完成,它按照一定的规则将源代码分解成一个个的记号,每个记号代表一个单词或符号。
四、语法分析语法分析是编译过程中的第二个阶段,主要任务是将记号组合成语法结构。
这个过程通常使用语法分析器完成,它按照一定的语法规则将记号组合成语法结构,这些结构代表了源代码的语义。
五、中间代码生成在完成语法分析后,通常会生成中间代码,也称为抽象语法树或中间表示。
这个过程是将语法结构转换成一种更易于处理的表示形式,以便进行后续的优化和目标代码生成。
中间代码生成是编译器设计中一个非常重要的技术,它可以提高编译器的灵活性和可扩展性。
六、优化优化是编译过程中的一个重要阶段,主要任务是对中间代码进行优化,以提高生成的目标代码的执行效率。
这个过程通常包括消除无用代码、简化计算、优化循环结构等操作,以减小目标代码的大小和提高程序的运行效率。
编译器优化技术可以显著提高程序的性能和效率。
七、目标代码生成目标代码生成是编译过程中的最后一个阶段,主要任务是将中间代码转换成机器码或可执行文件。
这个过程通常使用代码生成器完成,它根据中间代码和目标机器的指令集,生成可在特定硬件平台上运行的机器码或可执行文件。
目标代码生成的目标是生成高效、低耗的机器码,同时保证程序的正确性和可维护性。
编译原理知识点精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版第一章编译概述1.1 翻译程序的三种方式1.编译:将高级语言编写的源程序翻译成等价的机器语言或汇编语言。
2.解释:将高级语言编写的源程序翻译一句执行一句,不生成目标文件,直接执行源代码文件。
3.汇编:用汇编语言编写的源程序翻译成与之等价的机器语言。
1.2 编译程序的五个阶段1.词法分析:对源程序的字符串进行扫描和分解,识别出每个单词符号。
2.语法分析:根据语言的语法规则,把单词符号分解成各类语法单位。
3.语义分析与中间代码生成:对各种语法范畴进行静态语义检查,若正确则进行中间代码翻译。
4.代码优化:遵循程序的等价变换规则。
5.目标代码生成:将中间代码变换成特定机器上的低级语言代码。
第二章文法和语言2.1 符号串和语言2.1.1 字母表1.定义:字母表是有穷非空的符号集合。
2.表示:通常用字母表大写字母A,B,…Z和希腊字母Σ表示。
eg:A={0,1},Σ={a,b,c,d}3.说明1)字母表包含了语言中所允许出现的一切符号。
2)字母表中的符号也称字符。
2.1.2 符号串1.定义:由字母表中的符号组成的有穷序列。
2.表示:通常由t,u,v,w,x,y,z等小写英文字母来表示。
3.说明1)符号串由构成的符号的种类、数量、顺序共同决定。
2)不包含任何符号的符号串称为空符号串,简称空串,用ε表示。
4.对于给定的字母表Σ,符号串的递归定义如下:1)ε是Σ上的一个符号串。
2)若x是Σ上的符号串,a是Σ的符号,则xa是Σ上的符号串。
并规定εa=a,aε=a3)y是Σ上的符号串,当且仅当y由1)和2)导出。
5.子符号串:一个非空符号串中若干连续符号组成的部分。
6.字符串的前缀和后缀若z=abd是字母表Σ={a,b,c,d}上的符号串,则ε,a,ab,abd都是z的前缀;ε,d,bd,abd都是z的后缀。
(正序逆序排序即可,前缀为正序排序的所有子串,后缀为逆序排序的所有子串)7.符号串之间的运算1)连接:符号串x,y的连接xy就是把符号串y写在x后面得到的字符串。
《编译原理》重点知识总结
《编译原理》重点知识总结一、编译器的基本概念1.编译器的定义:编译器是一种将高级语言程序转换为低级语言程序的软件工具。
2.编译器的主要任务:词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成、代码优化、目标代码生成等。
二、词法分析1. 词法分析的任务:将源程序的字符序列转换为有意义的词法单元(token)序列。
2.词法单元的分类:关键字、标识符、运算符、界限符等。
3.词法分析器的实现方法:有限状态自动机(DFA)、正则表达式、词法规则等。
三、语法分析1.语法分析的任务:根据语法规则,将词法单元序列转换为抽象语法树(AST)。
2.语法分析器的实现方法:上下文无关文法(CFG)、递归下降分析、LL(1)分析器、LR分析器等。
四、语义分析1.语义分析的任务:对抽象语法树进行静态语义检查,确定语法结构的含义和约束。
2.语义分析的主要内容:类型检查、作用域分析、常量折叠、中间代码生成等。
五、中间代码生成1.中间代码的定义:介于源程序和目标代码之间的一种抽象表示形式,可以是三地址代码、四元式、虚拟机代码等。
2.中间代码生成的方法:递归下降、语法制导翻译、语法制导的翻译方案等。
六、代码优化1.代码优化的目的:提高程序的执行效率和资源利用率,减小目标代码的体积。
2.常见的代码优化技术:常量传播、代码移动、循环优化、函数内联等。
七、目标代码生成1.目标代码的定义:能够被底层硬件直接执行的机器指令。
2.目标代码生成的方法:模板匹配、基本块划分、寄存器分配等。
八、词法分析器和语法分析器的生成工具1. Flex:用于生成词法分析器的工具。
2. Bison:用于生成语法分析器的工具。
3. Lex:Flex的前身,用于生成词法分析器。
4. Yacc:Bison的前身,用于生成语法分析器。
九、常用的编程语言1. 静态类型语言:C、C++、Java、C#等。
2. 动态类型语言:Python、JavaScript、Ruby等。
3. 函数式编程语言:Lisp、Haskell、Erlang等。
编译原理基本概念
编译原理基本概念
编译原理是计算机科学与技术领域的一门重要学科,它研究的是将高级语言程序转化为目标机器能够执行的机器语言程序的过程。
编译原理的基本概念包括源程序、编译器、目标程序和解释器。
源程序是由高级语言编写的程序,编译器是将源程序翻译为目标程序的工具,目标程序是计算机可以直接执行的程序,而解释器是逐行解释源程序并执行的工具。
编译器的工作过程可以分为词法分析、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等阶段。
词法分析器将源程序分析成一个个单词(token),语法分析器将单词按
照语法规则解析成语法分析树(parse tree),语义分析器则对
语法分析树进行语义检查,并生成中间代码。
中间代码生成后,代码优化器会对中间代码进行优化,以提高目标程序的执行效率。
最后,目标代码生成器将中间代码生成目标机器的机器码。
在编译原理中,还有一些重要的概念,如词法规则、语法规则、符号表、语法制导翻译等。
词法规则定义了源程序中每个单词的构成方式,语法规则则定义了源程序的语法结构。
符号表用来存储程序中的变量和函数信息,以供编译器在编译过程中进行引用。
语法制导翻译通过将语法规则与翻译动作相结合,实现了将源程序翻译成目标程序的过程。
编译原理在计算机科学与技术领域中具有重要的意义。
它不仅是计算机语言发展的基础,也是许多计算机科学家和工程师的
基本知识。
通过对编译原理的学习和研究,可以更好地理解计算机语言的本质和运行机制,进而提高程序设计和开发的能力。
(完整word版)计算机编译原理名词解释_总结版
2.二义性文法:如果一个文法存在某个句子对应两棵不同的语法树,则称这个文法是二义性文法。
5.最左推导:任何一步α=>β都是对α中的最右非终结符替换。
6.语法:一组规则,用它可形成和产生一组合式的程序。
7.文法:描述语言的语法结构的形式规则。
8.基本块:指程序中一顺序执行的语句序列,其中只有一个入口和一个出口,入口就是其中的第一个语句,出口就是其中的最后一个语句。
10.短语:令G 是一个文法,S 划文法的开始符号,假定αβδ是文法G 的一个句型,如果有S αAδ且A β,则称β是句型αβδ相对非终结符A 的短语。
12.规范句型:由规范推导所得到的句型。
13.扫描器:执行词法分析的程序。
15.句柄:一个句型的最左直接短语。
16.语法制导翻译:在语法分析过程中,根据每个产生式所对应的语义程序进行翻译的方法 叫做语法制导翻译。
18.素短语:素短语是指这样一个短语,至少含有一个终结符,并且,除它自身外不再含任何更小的素短语。
20.语义:定义程序的意义的一组规则。
三种级别:局部优化、循环优化、全局优化21.词法分析词法分析的主要任务是从左向右扫描每行源程序的符号,按照词法规则从构成源程序的字符串中识别出一个个具有独立意义的最小语法单位,并转换成统一的内部表示(token),送给语法分析程序。
23.语法树句子的树结构表示法称为语法树(语法分析树或语法推导树)。
给定文法G=(V N ,V T ,P ,S),对于G 的任何句型都能构造与之关联的语法树。
这棵树具有下列特征:(1)根节点的标记是开始符号S 。
(2)每个节点的标记都是V 中的一个符号。
(3)若一棵子树的根节点为A ,且其所有直接子孙的标记从左向右的排列次序为A 1A 2…A R ,那么A →A 1A 2…A R 一定是P 中的一条产生式。
(4)若一标记为A 的节点至少有一个除它以外的子孙,则A ∈V N 。
(5)若树的所有叶节点上的标记从左到右排列为字符串w ,则w 是文法G 的句型;若w 中仅含终结符号,则w 为文法G 所产生的句子。
编译原理学习基本概念汇总
编译原理学习基本概念汇总对于计算机专业的学生来说,肯定听说过或者上过一门课,叫做——编译原理,被称为计算机专业的天书,反正不管是学习这门课的时候,还是现在,我都是没搞懂其中的技术和知识。
但就期末考试而言,提前做了几道题目,得到了90+的分数,也算是可喜可贺。
各位ITer如果想检验自己的智商的话,大可以去学习编译原理,你会收获很多的。
现在我把大学时整理的编译原理最基本的概念分享出来。
第一章-绪论1. 翻译,是指在计算机中放置一个能由计算机直接执行的翻译程序,它以某一种程序设计语言(源语言)所编写的程序(源程序)作为翻译或加工的对象,当计算机翻译程序时,就将它翻译为与之等价的另一种语言(目标语言)的程序(目标程序)。
2. 编译程序与运行系统合称为编译系统。
3. 源程序的编译(或汇编)和目标程序的执行不一定在同一种计算机上完成。
当源程序由另一种计算机进行编译(或汇编)时,我们将此种编译(或汇编)称为交叉编译(或汇编)。
4. 解释程序也以源程序作为它的输入,它与编译程序的主要区别是在解释程序的执行过程中不产生目标程序,而是解释执行源程序本身。
5. 编译程序的主要功能是把用高级语言编写的源程序翻译为等价的目标程序。
6. 编译程序的8个组成部分:(1)词法分析程序(也称扫描器)(2)语法分析程序(3)语义分析程序(4)中间代码分析程序(5)代码优化程序(6)目标代码生成程序(7)错误检查和处理程序(8)信息表格的管理程序7. 编译程序的逻辑结构:(八个组成部分间的控制流程和信息流程)源程序->(1)词法分析程序->(2)语法分析程序->(3)语义分析程序->(4)中间代码生成->(5)代码优化程序->(6)目标代码生成->目标代码和以上1 2 3 4 5 6 相关联的还有(7)错误检查和处理程序和(8)信息表管理程序。
8. 用形如(Class,Value)的序偶(二元式)作为一个单词的内部表示。
编译原理概念总结
第一章 引论• 为什么要用编译器 • 与编译器相关的程序 • 翻译步骤• 编译器中的主要数据结构1、语言处理器 1、简单的说,一个编译器就是一个程序,它可以阅读以某一种语言(源语言)编写的程序,并把该程序翻译成一个等价的、用另一种语言(目标语言)编写的程序。
2、编译器的重要任务之一就是报告它在翻译过程中发现的源程序中的错误。
3、使用编译器是为了提高编程的速度和准确度。
4、与编译器相关的程序:解释程序(interpreter )、汇编程序(assembler )、连接程序(linker )、装入程序(loader )、预处理器(preprocessor )、编辑器(editor )、调试程序(debugger )、描述器(profiler )、项目管理程序(project manager )。
5、解释器是另一种常见的语言处理器。
它并不通过翻译的方法生成目标程序。
从用户的角度来看,解释器直接利用用户提供的输入执行源程序中指定的操作。
6、一个源程序可能被分割成多个模块,并存放于独立的文件中。
把源程序聚合在一起的任务有时会由一个被称为预处理器(preprocessor )的程序独立完成。
预处理器还负责把那些称为宏的缩写形式转换为源语言的语句。
7、连接器(linker )能够解决外部内存地址的问题。
8、加载器(loader )把所有的可执行目标文件放到内存中执行。
2、一个编译器的结构OutputSourceProgramFront endBack endObject1、将编译器看成黑盒,则源程序映射为在语义上等价的目标程序,而这个映射由两部分组成:分析部分和综合部分。
2、分析部分把源程序分解成多个组成要素,并在这些要素之上加上语法结构。
3、综合部分根据中间表示和符号表中的信息来构造用户期待的目标程序。
4、编译器的第一个步骤:词法分析(lexical)或扫描(scanning)。
词法分析器读入组成源程序的字符流,并且将它们组成有意义的词素(lexeme)的序列。
编译原理复习资料,基本概念.doc
第一章1.编译的5个阶段:词法分析、语法分析、语义分析与中间代码生成、优化、目标代码生成2.翻译程序:能够把某种语言转换成另一种语言的程序,而两者在逻辑上是等价的3.解释程序:以源程序为输入,不产生目标程序,而是边解释边执行源程序本身的程序。
4.诊断编译程序:帮助程序开发和调试的程序。
5.优化编译程序:提高目标代码效率的程序。
6.运行编译程序的是宿主机,运行目标代码的是目标机。
7.交叉编译:编译程序产生不同于宿主机的目标代码。
8.可变编译程序:不需要重写编译程序中与机器无关的部分就能改变目标机。
9.程序语言由语法和语义两方面定义。
10.语句包括:说明性语句、执行性语句11.子程序传参方式:传值、传地址、传名12.空间分配分方式:静态存储分配、动态存储分配13.表格管理:对各种表格进行管理,包括表格的构造、查找、修改、删除、插入等;词法分析14.词法分析:把源程序作为字符串进行扫描,根据单词词法,识别出所有单词,过滤无用符,并检查是否为合法的单词。
15.词法分析的工具:正规式、有限自动机。
16.单词一般分为如下几种:基本字,标识符,常数,算符,界符。
17.词法规则:规定了形成单词的规则;如常数,标识符,基本字,算符等。
18.识别单词符号的方法:超前搜索19.源程序的预处理:过滤无关的符号。
20.状态图由三种结构构成:分支结构、循环结构、终结点21.LEX语言源程序由两部分组成:正规式辅助定义式、识别规则语法分析22.语法分析:根据语言的语法规则,从单词符号串中识别出各种语法单位,进行句子分析,并检查整个输入字串是否为合法的程序。
23.语法=词法规则+语法规则24.语法规则:规定了由单词构造更大语法单位的规则;如表达式,短语,语句,程序等。
25.语法分析方法:自上而下(算符优先)、自下而上(递归下降)26.重要的语法单位:程序,子程序,语句,短语,表达式等27.上下文无关文法组成:终结符号、非终结符号、开始符号、产生式28.句柄.:一个句型的最左直接短语。
编译原理基本概念
1.编译程序编译程序是一种翻译程序,它将高级语言所写的源程序翻译成等价的机器语言或汇编语言的目标程序。
2.词法分析(Lexical analysis或Scanning)和词法分析程序(Lexical analyzer 或Scanner)词法分析阶段是编译过程的第一个阶段。
这个阶段的任务是从左到右一个字符一个字符地读入源程序,即对构成源程序的字符流进行扫描然后根据构词规则识别单词(也称单词符号或符号)。
词法分析程序实现这个任务。
词法分析程序可以使用lex等工具自动生成。
3.语法分析(Syntax analysis或Parsing)和语法分析程序(Parser)语法分析是编译过程的一个逻辑阶段。
语法分析的任务是在词法分析的基础上将单词序列组合成各类语法短语,如“程序”,“语句”,“表达式”等等.语法分析程序判断源程序在结构上是否正确.源程序的结构由上下文无关文法描述.4.语义分析(Syntax analysis)及中间代码生成语义分析是编译过程的一个逻辑阶段. 语义分析的任务是对结构上正确的源程序进行上下文有关性质的审查, 进行类型审查.例如一个C程序片断:int arr[2],b;b = arr * 10;源程序的结构是正确的.语义分析将审查类型并报告错误:不能在表达式中使用一个数组变量,赋值语句的右端和左端的类型不匹配.语义分析时,根据语句的含义,可对它进行翻译,用另一种语言形式(比源语言更接近于目标语言的一种中间代码或直接用目标语言)来描述这种语义。
5.代码优化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,以期获得更为高效的,即省时间和空间的代码。
6.目标代码生成目标代码的生成的任务是将中间代码变换成特定机器上的绝对指令代码或可重定位的指令代码或汇编指令代码。
7.遍8.前端(Front-end)和后端(Back end)有时,常常把编译的过程分为前端(front end)和后端(back end),前端由那样一些阶段组成:这些阶段的工作主要依赖于源语言而与目标机无关。
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●对下列错误信息,请指出可能是编译的哪个阶段(词法分析、语法分析、语义分析、代
码生成)报告的。
(1)else 没有匹配的if 语法分析
(2)数组下标越界语义分析
(3)使用的函数没有定义语法分析
(4)在数中出现非数字字符词法分析
●一个上下文无关文法G 包括四个组成部分,它们是:一组非终结符号,一组终结符号,
一个开始符号,以及一组产生式。
●词法分析器用于识别单词
●LL(1)分析法属于自顶向下的语法分析方法
●算符优先分析算法是自下而上的语法分析方法
●编译程序与解释程序最大的区别之一在于前者生成目标代码,而后者不生成
●
●一个上下文无关文法是LL(1)文法的充分必要条件是:
对每个非终结符A的两个不同产生式,A→α, A→β,满足
SELECT(A→α)∩SELECT(A→β)=空
其中α,β不同时能ε
●如果S⇒* αAβand A⇒+γ,则称γ是句型αγβ的相对于变量A的短语(Phrase)
如果S⇒* αAβand A⇒γ,则称γ是句型αγβ的相对于变量A的直接(简单)短语最左直接短语叫做句柄(Handle)
●前端:与目标代码无关的部分,包括词法分析、词法分析、语义分析,以及相关的错误
处理和符号表的建立
●后端:与目标代码相关的部分,主要包括代码优化、代码生成和相关错误处理。
●0型(短语文法,图灵机):
产生式形如:α→β
其中:α∈ (VT ⋃ VN)*且至少含有一个非终结符;β∈ (VT ⋃ VN)*
●1型(上下文有关文法,线性界限自动机):
产生式形如:α→β
其中:|α| ≤ |β|,仅S→ε例外。
●2型(上下文无关文法,非确定下推自动机):
产生式形如:A →β
其中:A∈ VN;β∈ (VT ⋃ VN)*。
●3型(正规文法,有限自动机):
右线性:产生式形如:A →αB 或 A →α
其中:α∈ VT*;A,B∈VN
左线性:产生式形如:A → Bα或 A →α
其中:α∈ VT*;A,B∈VN
●属性的类型(从分析过程中属性值的计算方法来分类)
⑴、综合属性:属性值是分析树中该结点的子结点的属性值的函数
⑵、继承属性:属性值是分析树中该结点的父结点和或兄弟结点的属性
●编译程序的的工作过程一般划分为5个阶段,分别是词法分析,语法分析,语义分析,
源代码优化,代码生成等几个基本阶段。
同时还会伴有表格处理和出错处理。
●若一个文法存在某个句子对应两棵不同的语法树,则称这个文法是二义的,或一个文法
有两个不同的最左推导,则称这个文法是二义的。
●对于文法G,仅含终结符号的句型称为句子。
●最左直接短语叫做句柄(Handle)
●字母表{a,b}上,以bab结尾的所有符号串结尾的集合的正规式表示为(a|b)*bab
●文法A->Ab|a所描述的语言的正规式是a(b)*
●程序语言的单词符号一般可分为下列五种。
(1)关键字
是由程序语言定义的具有固定意义的标志符。
有时称这些标志符为保留字或基本字。
例如,Pascal中的begin,end,if,while都是保留字。
这些字通常不用作一般标志符。
(2)标识符
用来表示各种名字,如变量名、数组名、过程名等等。
(3)常数
常数的类型一般有整型、实型、布尔型、文字型等等。
例如,100,3.14159,TRUE,
‘Sample’。
(4)运算符
如+、-、*、/等等
(5)界符
如逗号、分号、括号、/*,*/等等。
●描述词法规则的有效工具是正规式和有限自动机。
●LL(1)中:
第一个L代表从左向右扫描输入符号串
第二个L代表产生最左推导
1代表在分析过程中执行每一步推导都要向前查看一个输入符号
●语法制导定义是对上下文无关文法的推广,其中每个文法符号都有一个相关的属性集。
属性集分为两个子集,分别称为该文法符号的统合属性和继承属性。
●文法G[S]: S->aSb|ε描述的语言L(G[S])为{a n b n,n>=1}
●字母表{a,b}上,以aa开头的所有符号串的集合的正规式表示aa(a|b)*
●表达式a*(b+c)|d=(f+e)的逆波兰式为abc+*d|fe+=
●表达式a*(b-c)*d-e的逆波兰式为abc-*d*e-
●逆波兰式ab+c+d*e- 所表达的表达式是(a+b+c)*d-e。