编译原理 lec9_1
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。
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领域的一个重要分支，涵盖了计算机程序设计的基本概念和技术。
它主要研究如何将高级程序设计语言（源语言）转换为计算机能够执行的机器语言（目标语言），以实现程序的正确性和高效性。
本文将重点介绍编译原理的基础知识。
一、编译原理的定义与作用编译原理是通过编译器将源代码转换为目标代码的理论和方法的总称。
编译器是一个软件工具，它能够将高级语言程序翻译成机器语言程序。
编译原理的主要作用是提高程序的执行效率和可维护性，同时也有助于程序员更好地理解程序的结构和语义。
二、编译原理的基本过程1. 词法分析（Lexical Analysis）：将源程序分解为词法单元（Token）的序列，每个词法单元代表了程序中的一个基本语法单位，如关键字、标识符、常量等。
2. 语法分析（Syntax Analysis）：通过语法分析器（Parser）根据语法规则检测和分析词法单元序列，构建语法树（Syntax Tree），以表达程序的语法结构。
3. 语义分析（Semantic Analysis）：对语法树进行语义检查，包括类型检查、作用域分析等，并生成符号表。
4. 中间代码生成（Intermediate Code Generation）：将语法树转换为中间代码，中间代码是一种类似于汇编语言的低级表示形式，与具体的硬件平台无关，便于后续优化与目标代码生成。
5. 代码优化（Code Optimization）：对中间代码进行各种优化，以提高程序的执行效率和资源利用率。
6. 目标代码生成（Code Generation）：将优化后的中间代码转换为目标代码，目标代码是特定硬件平台上的机器代码，可以直接由计算机执行。
三、编译原理的常见技术和算法1. 正则表达式和有限自动机：用于对词法单元进行识别和划分的基础技术。
2. 上下文无关文法和语法分析算法：用于语法分析的基本概念和方法，如LL文法、LR文法和LALR文法等。
编译器编译原理详解
编译器编译原理详解编译器是一种将源代码转换为目标代码的程序。
它的作用是将人类可读的源代码翻译成计算机可执行的目标代码。
编译器的编译原理是一门关于如何设计和实现编译器的研究领域。
下面详细介绍编译器的编译原理。
编译器的编译原理主要包括以下几个部分：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。
词法分析是编译器的第一步，它将源代码分解成一系列的词法单元。
词法单元是编译器的最小处理单位，比如关键字、标识符、运算符和常数等。
词法分析器通常通过正则表达式来识别这些词法单元，然后生成一个词法分析表，用于语法分析。
语法分析是编译器的第二步，它根据词法分析器生成的词法单元序列，将其组合成抽象语法树。
抽象语法树是一种以树状结构表示源代码语法结构的数据结构。
语法分析使用的主要技术是上下文无关文法和语法分析算法，如LL算法和LR算法等。
语义分析是编译器的第三步，它主要负责对抽象语法树进行语义检查和类型推导。
语义检查是验证源代码是否符合语言规范的过程，比如检查变量是否定义、函数调用是否正确等。
类型推导是确定表达式的类型的过程，比如确定算术表达式的结果类型。
中间代码生成是编译器的第四步，它将抽象语法树转换成一种中间表示形式，通常是三地址代码或类似的形式。
中间代码是一种与具体机器无关的代码表示形式，它可以简化后续的代码优化和目标代码生成。
代码优化是编译器的第五步，它对中间代码进行优化，以提高目标代码的执行效率和空间利用率。
代码优化可以包括常量折叠、公共子表达式消除、循环不变表达式移动等优化技术。
目标代码生成是编译器的最后一步，它将中间代码转换成目标机器的机器代码。
目标代码生成主要包括指令选择、寄存器分配和代码布局等过程。
指令选择将中间代码转换成目标机器的指令序列，寄存器分配将临时变量分配到目标机器的寄存器或内存位置，代码布局将指令按照一定的顺序排列，以提高指令的缓存命中率。
综上所述，编译器的编译原理涉及词法分析、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主要部分。
编译原理知识点总结
编译原理知识点总结编译原理是计算机科学中的一个重要领域，它研究的是将高级程序语言转化为可执行目标代码的原理和方法。
在软件开发过程中，编译器起着至关重要的作用，因此了解编译原理的知识点对于理解和优化程序的性能至关重要。
1. 词法分析：词法分析是编译器的第一步，它将源代码划分为一个个的词法单元，如关键字、标识符、运算符等。
词法分析器通过正则表达式和有限自动机来实现，可以有效地将源代码转化为词法单元流。
2. 语法分析：语法分析是编译器的第二步，它通过语法规则将词法单元流转化为抽象语法树（AST）。
语法分析器使用上下文无关文法来描述语言的语法结构，并通过LL（1）分析、LR（1）分析等算法来构建抽象语法树。
3. 语义分析：语义分析是编译器的第三步，它对抽象语法树进行语义检查和类型推断。
语义分析器会检查变量的作用域、类型是否匹配等语义错误，并生成中间代码或目标代码。
4. 中间代码生成：中间代码生成是编译器的一项重要任务，它将抽象语法树转化为中间表示形式，如三地址码、四地址码等。
中间代码是一种抽象的低级语言，便于后续的优化和目标代码生成。
5. 代码优化：代码优化是编译器的关键环节，它通过对中间代码进行分析和优化，提高程序的执行效率和资源利用率。
常见的代码优化技术包括常量折叠、循环优化、函数内联等。
6. 目标代码生成：目标代码生成是编译器的最后一步，它将中间代码转化为目标机器代码。
目标代码生成器根据目标机器的特性和指令集，生成可执行的目标代码。
7. 符号表管理：符号表是编译器中用于管理变量、函数等符号信息的数据结构。
符号表包含了符号的名称、类型、作用域等信息，编译器在词法分析、语法分析和语义分析阶段使用符号表进行符号的查找和管理。
8. 错误处理：错误处理是编译器中一个重要的组成部分，它负责检测和报告源代码中的错误。
编译器需要能够准确地定位错误的位置，并给出有意义的错误信息，帮助程序员快速定位和修复错误。
编译原理涉及的知识点非常广泛，上述仅是其中的一部分。
《编译原理》课件
编译器可以将高级语言编写的源代码转换成机器语言或低级语言，以便在特定的硬件平台上运行。编 译器还可以生成可执行文件或动态链接库等二进制文件。
编译器在人工智能领域的应用
机器学习编译器
机器学习编译器可以将机器学习模型转换成可执行代码，以便在嵌入式设备或边缘计算 设备上运行。这种编译器可以优化模型的计算性能和内存占用，提高模型的运行效率。
3
缺点
对于某些复杂文法，可能导致大量的无用推导和 状态爆炸。
自底向上的语法分析
分析步骤
从输入符号序列的最后一个符号开始，逐步向上构建语法树，直 到找到与文法中的某个产生式右部匹配的符号串。
优点
可以充分利用已知信息，避免不必要的推导和状态爆炸。
缺点
对于某些复杂文法，可能导致大量的无用归约和状态爆炸。
04
中间代码生成
中间代码生成的定义和任务
定义
中间代码生成是编译器的一个阶段，将源代码转换成中间代码的过程。
任务
将源代码转换成一种中间表示形式，以便进行后续的优化和目标代码生成。
三地址代码的生成
01
三地址代码是一种中间代码形 式，由一系列的三元式组成。
02
三元式的形式为(op, arg1, arg2)，表示执行一个操作(op) 并产生一个结果，操作数arg1 和arg2来自寄存器、常数或之 前的计算结果。
语义分析
检查AST是否有语义错误，如类型错 误、未定义的变量等。
中间代码生成
将AST转换为中间代码，通常是三地 址代码。
代码优化
对中间代码进行优化，提高执行效 率。
代码生成
将中间代码转换为机器语言代码， 能够在特定硬件上执行。
编译器的分类
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。
编译原理的基础知识
编译原理的基础知识编译原理是计算机科学与技术领域中的一门重要学科，研究的是将高级语言程序翻译成可被计算机执行的机器语言程序的方法和过程。
它是计算机软件开发中不可或缺的一环，对于计算机科学专业的学生而言，具备一定的编译原理基础知识是至关重要的。
本文将介绍编译原理的基础知识，包括编译器的基本概念、编译器的主要组成部分以及编译过程的基本流程。
一、编译器的基本概念编译器是一种将高级语言程序转换为低级语言（如机器语言）程序的工具。
它负责将程序源代码进行词法分析、语法分析、语义分析、优化和代码生成等多个阶段的处理，最终生成可被计算机执行的目标代码。
编译器的基本概念包括以下几个方面：1. 词法分析：词法分析器将源代码划分为一个个的词法单元，如关键字、标识符、运算符和常量等。
2. 语法分析：语法分析器根据事先定义好的文法规则，将词法单元序列进行语法分析，构建语法树。
3. 语义分析：语义分析器对语法树进行分析，并进行类型检查、语义检查等操作，确保程序代码在语法和语义上是正确的。
4. 中间代码生成：中间代码是一种抽象的中间表示形式，它在不同的平台之间具有移植性。
中间代码生成器将语法树转换为中间代码。
5. 优化：优化器通过分析程序的中间代码，寻找程序中的冗余、低效或无用代码，并对其进行优化，以改善程序的性能。
6. 目标代码生成：目标代码生成器将中间代码转换为目标平台的机器代码，可以是汇编语言或二进制指令等形式。
二、编译器的主要组成部分一个完整的编译器通常由以下几个主要组成部分构成：1. 前端：前端负责对源代码进行词法分析、语法分析、语义分析和中间代码生成等工作。
它将源代码转换为一种中间表示形式，以供后端使用。
2. 中间表示：中间表示是前端生成的一种抽象的中间形式，它在不同的编译器阶段之间传递信息。
常见的中间表示形式有抽象语法树（AST）、三地址码和字节码等。
3. 优化器：优化器在前端生成的中间表示上进行优化，通过分析程序的结构和特性，寻找可以提高程序性能的优化机会，并进行相应的代码改写。
编译原理教程
编译原理教程编译原理是计算机科学中的重要基础知识，它涉及到程序设计语言、编译器、解释器等方面的内容。
本教程将为您介绍编译原理的基本概念、原理和应用，帮助您更好地理解和掌握这一领域的知识。
1. 什么是编译原理。
编译原理是研究如何将高级程序设计语言翻译成低级机器语言的一门学科。
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多个方面的内容。
通过编译原理的学习，可以帮助程序员更好地理解程序设计语言的工作原理，提高程序设计的效率和质量。
2. 编译原理的基本原理。
编译原理的基本原理包括词法分析、语法分析和语义分析。
词法分析是将程序代码分解成一个个的词法单元，如标识符、关键字、运算符等；语法分析是将词法单元组合成语法结构，形成语法树；语义分析是对语法树进行分析，确定程序的含义和功能。
3. 编译器的结构和功能。
编译器是实现编译原理的工具，它包括词法分析器、语法分析器、语义分析器、中间代码生成器、代码优化器和目标代码生成器等多个模块。
编译器的主要功能是将高级程序设计语言翻译成低级机器语言，并对生成的目标代码进行优化，以提高程序的执行效率和性能。
4. 编译原理的应用。
编译原理在计算机科学中有着广泛的应用，它不仅可以帮助程序员更好地理解和掌握程序设计语言，还可以帮助他们设计和实现高效的编译器和解释器。
此外，编译原理还可以应用于代码分析、代码优化、程序验证等领域，为软件开发和系统设计提供技术支持。
5. 总结。
编译原理是计算机科学中的重要学科，它涉及到程序设计语言、编译器、解释器等方面的内容。
通过学习编译原理，可以帮助程序员更好地理解程序设计语言的工作原理，提高程序设计的效率和质量。
希望本教程能够帮助您更好地理解和掌握编译原理的知识，为您的学习和工作提供帮助和支持。
编译原理基本知识
编译原理基本知识编译原理是计算机科学中的一个重要领域，主要研究的是将高级程序语言转化为可执行的机器代码的过程。
在编译原理中，涉及到许多基本概念和技术，下面将重点介绍编译原理的基本知识。
首先，我们需要了解编译器的基本概念。
编译器是一种将高级语言源代码转换为机器语言的程序，它主要分为前端和后端两个部分。
前端负责进行源代码的词法分析、语法分析和语义分析，将源代码转换为中间表示。
后端负责进行中间表示的优化和目标代码的生成。
接下来，我们来了解编译器的基本过程。
编译器的基本过程可以分为四个阶段：词法分析、语法分析、语义分析和代码生成。
词法分析阶段将源代码分解为词法单元，例如标识符、关键字、运算符等。
语法分析阶段将词法单元组织成语法树，检查语法是否正确。
语义分析阶段对语法树进行语义检查，包括类型检查、作用域检查等。
最后，代码生成阶段将语义分析得到的中间表示转换为目标代码。
在编译原理中，我们还需要了解基本的语法表示方法。
语法表示方法主要有正则文法、上下文无关文法和属性文法。
正则文法是一种最简单的文法表示方法，可以表示一些简单的语言特性。
上下文无关文法是最常用的文法表示方法，可以表示大多数程序语言的语法。
属性文法在上下文无关文法的基础上增加了属性和规则，用于表示语义信息。
此外，编译原理中还有一些重要的概念，如自动机、LL文法、LR文法等。
自动机是一种用来表示正则文法的模型，主要分为有限状态自动机和正则表达式两种类型。
LL文法是一种自顶向下的语法分析方法，它通过从左到右推导语法树来进行分析。
LR文法是一种自底向上的语法分析方法，它通过从右到左推导语法树来进行分析。
LL文法和LR文法是两种常用的语法分析方法，有很多工具可以自动生成其对应的语法分析器。
最后，编译原理涉及到很多优化技术，如常量折叠、公共子表达式消除、循环不变代码外提等。
优化技术可以提高代码的执行效率和内存利用率，需要根据具体的目标平台和应用场景来选择最适合的优化策略。
编译原理的基本知识
编译原理的基本知识编译原理是计算机科学中非常重要的一门学科，它研究的是计算机程序的编写、编译和执行过程。
作为一名程序员，了解编译原理的基本知识非常重要，因为只有了解了编译原理的基本知识，我们才能够更好地编写高效、安全、可靠的程序。
在本文中，我们将介绍编译原理的基本知识，包括编译的过程、词法分析、语法分析、语义分析、优化和代码生成等方面。
一、编译的过程编译的过程可以分为四个阶段，分别是预处理、词法分析、语法分析和代码生成。
预处理的主要作用是对源代码进行一些替换和重定向。
例如，预处理器可以把代码中的宏定义替换成它所代表的部分，还可以把头文件的内容加入到源文件中。
预处理的结果是一个新的源文件，这个新的源文件中已经包含了所有的宏定义和头文件。
词法分析的作用是将源代码分解成一个个的词法单元，也就是经过语法分析器处理后表示意义的最小元素。
词法分析器会识别出特定的记号，例如变量名、关键字、运算符等等。
词法分析器的输出是一系列的词法单元。
语法分析的作用是判断所生成的词法单元是否符合语法规则，如果不符合语法规则，就会产生一个语法错误。
语法分析器会使用语法规则进行语法检查，同时生成一个语法树。
语法树是一个树形结构，它反映了程序中各个语法单位之间的层次关系。
语义分析的主要作用是判断程序是否符合语义规则。
例如，一个整型变量不能赋值为字符串类型。
语义分析器会使用语义规则进行语义检查，同时生成一个中间代码。
优化的作用是对中间代码进行优化，使得程序的执行效率更高、占用的空间更小。
通常，优化器会从减少代码行数、减小代码路径长度、减少内存读写次数等方面进行优化。
代码生成的主要作用是将中间代码转换成目标代码。
目标代码可以是汇编代码、机器代码等。
代码生成器会使用一种转换过程，将中间代码翻译成目标代码。
通常，这个过程会在多个阶段进行，包括指令选择、寄存器分配、代码调整等。
二、词法分析词法分析是编译器的第一个阶段。
它的作用是将源代码分解成一个个的词法单元，也就是经过语法分析器处理后表示意义的最小元素。
图解编译原理
图解编译原理编译原理是计算机科学中的重要概念，它涉及到程序设计语言如何被翻译成机器语言的过程。
在计算机科学的学习中，编译原理是一个重要的基础课程，它帮助我们理解程序是如何被执行的，以及编译器是如何工作的。
本文将通过图解的方式来解释编译原理的相关概念，帮助读者更好地理解这一复杂的主题。
首先，让我们来了解一下编译原理的基本概念。
编译原理涉及到编译器的设计和实现，编译器是将高级程序语言翻译成机器语言的工具。
它包括词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成、代码优化和代码生成等阶段。
其中，词法分析器用来将源代码分解成词法单元，语法分析器用来将词法单元组织成语法结构，语义分析器用来确定程序的含义，中间代码生成器用来生成中间代码，代码优化器用来优化中间代码，代码生成器用来生成目标代码。
接下来，让我们来看一下编译原理的主要算法和数据结构。
编译原理涉及到很多重要的算法和数据结构，比如递归下降分析、LL 分析、LR分析、语法制导翻译等。
这些算法和数据结构帮助编译器理解程序的结构和含义，从而将高级程序语言翻译成机器语言。
此外，编译原理还涉及到很多重要的概念，比如上下文无关文法、自动机理论、语言理论等。
这些概念帮助我们理解编译器是如何工作的，以及如何设计和实现一个高效的编译器。
最后，让我们来总结一下编译原理的重要性。
编译原理是计算机科学中的重要基础课程，它帮助我们理解程序是如何被执行的，以及编译器是如何工作的。
通过学习编译原理，我们可以更好地理解程序设计语言和编译器的设计和实现，从而提高我们的编程能力和软件开发能力。
总之，编译原理是计算机科学中的重要概念，它涉及到程序设计语言如何被翻译成机器语言的过程。
通过图解的方式来解释编译原理的相关概念，有助于读者更好地理解这一复杂的主题。
希望本文能够帮助读者更好地理解编译原理的相关概念，从而提高他们的编程能力和软件开发能力。
编译原理课件
程序设计语言与文法 1. 上下文无关文法CFG = (N, T, P, S) 2. 文法分类：0型、1型、2型和3型
有关推导的基本概念 1. 产生语言的基本方法－推导：句子与句型、直接推导与 推导、最左推导与左句型 2. 分析树与语法树 ➢ 分析树记录推导过程并反映语言结构 ➢ 语法树仅反映语言结构而忽略推导过程，树中没有 非终结符 3. 二义性与二义性的消除
1
3.6 本章小结
自上而下分析 1. 分析方法：用推导的方法从上到下构造分析树，谋求与 输入序列的匹配，是一种试探的方法； 2. 对文法的要求：为避免回朔与无穷递归，要求文法没有 公共左因和左递归； 3. 递归下降子程序：每个非终结符是一个子程序 4. 预测分析 工作模式 预测分析表的构造： FIRST集合与FOLLOW集合 5. LL(1)文法及其判别方法
析器所需的文法；
② YACC提供什么样的机制支持语义动作的嵌入，如何运用 这些机制进行语义处理，如算术表达式值的计算、构造所 分析句子的语法树等。
产生式集
YACC 识别活前缀的 DFA
语法分析器
4
③ SLR分析器的构造
识别活前缀的DFA：LR(0)项目、项目集、项目 集族、子集法
识别活前缀：有效项目、可移进项、可规约项、
冲突
④ SLR文法：简单向前看一个终结符
3
3.6 本章小结
4. 基于LR分析的语法分析器生成器简介 利用YACC设计语法分析器，关键也是了解和掌握两点： ① YACC提供什么形式的产生式，如何运用它们设计语法分
2
自下而上分析
1. 分析方法：用归约的方法从叶子到根构造分析树，谋求 对输入序列的匹配
2. 基本概念：短语、直接短语、句柄、规约、规范规约、 剪句柄
《编译原理》课件
六、代码生成
了解目标机器的指令系统和存储结构，以及它们对代码生成的影响。 学习寄存器分配和目标代码生成的基本原理和方法。
七、附录
参考文献提供了进一步学习编译原理的资源。 课程总结将回顾课程中学到的重要知识，并概述关键概念和技术。 问题解答将回答学生在课程学习中提出的问题。 课程评价将收集学生对课程的反馈和评价，以便对将来的课程进行改进。
《编译原理》PPT课件
编译原理PPT课件将带您深入了解编译原理的重要概念和技术。这个课程介绍 了编译原理的意义以及编译过程的概述。
一、引言
课程介绍编译原理的重要性，让您理解为什么编译原理对于软件开发非常关 键。 编译过程的概述将带您了解传统的编译过程中涉及的各个阶段和任务。
二、词法分析
词法分析是编译过程中的第一步，了解词法分析的作用以及它在编译器中的 实现。 掌握正则表达式和有限自动机的概念，这些是实现词法分骤，理解它的作用和不同的语法分析方法。 学习上下文无关文法以及LL(1)语法分析器和LR(1)语法分析器的实现原理。
四、语义分析
语义分析是编译过程中的重要一环，了解它的作用和涉及的任务。 学习语义动作、符号表管理和类型检查，以及如何进行语法制导翻译。
五、中间代码生成
编译原理的名词解释
编译原理的名词解释编译原理是计算机科学中的一门重要课程，它研究的是如何将高级语言程序转化为计算机能够执行的机器指令。
编译原理涉及许多专业术语和概念，下面将对其中一些重要的名词进行解释。
词法分析（Lexical Analysis）词法分析是编译过程中的第一个阶段，也被称为扫描器。
它负责将源程序中的字符序列转化为单词(词法单元）的序列。
在词法分析的过程中，会忽略不需要关注的字符，如空格和注释。
语法分析（Syntax Analysis）语法分析是编译过程中的第二个阶段，也被称为解析器。
它负责根据词法分析阶段产生的词法单元序列，构建出一棵语法树。
通过语法分析，可以检查源程序是否符合语法规范，并将程序转化为抽象语法树。
语义分析（Semantic Analysis）语义分析是编译过程中的第三个阶段，它负责对语法树进行语义检查和语义规则的应用。
语义分析可以捕捉到一些错误，在编译过程中对源程序进行修正。
此外，语义分析还对程序中的语义逻辑进行处理，包括类型检查、作用域检查等。
中间代码生成（Intermediate Code Generation）中间代码是一种介于高级语言和目标机器语言之间的中间形式。
中间代码生成是编译过程中的一个重要阶段，它将源程序翻译为一种中间表示形式。
中间代码的生成可以便于程序的优化和后续阶段的处理。
代码优化（Code Optimization）代码优化是编译过程中的一个关键环节，它旨在改进生成的目标代码的效率和质量。
代码优化技术包括常量传播、死代码消除、循环优化等。
通过代码优化，可以提高程序的执行效率和资源利用率，改善程序的性能。
目标代码生成（Code Generation）目标代码生成是编译过程中的最后一个阶段，它将中间代码转化为目标机器的机器指令。
目标代码生成需要考虑目标机器的硬件特性和指令集，将中间代码转化为可以被计算机直接执行的机器指令。
符号表（Symbol Table）符号表是编译器中非常重要的数据结构，用于存储程序中出现的所有标识符的信息。
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 语法图
编译原理语法图
编译原理语法图是一种用于描述编程语言语法的图形表示方法。
它由一系列节点和边组成，节点代表语言的不同语法单位，边代表语法单位之间的关系。
通过语法图，可以清晰地了解语法的结构和语法单位之间的层次关系。
语法图的节点可以表示终结符和非终结符。
终结符是语言中的基本单词或符号，例如关键字、标识符、运算符等。
非终结符则表示可以由其他语法单位构成的语法单位，例如表达式、语句、函数等。
在语法图中，节点之间的边表示语法单位之间的关系。
边可以是直接连接两个节点的线段，也可以是带有标号的箭头。
箭头的标号表示了语法单位之间的语法规则。
语法图按照自顶向下的方式表示语法的结构。
顶层节点表示整个语言的语法，而下一层的节点表示不同的语法单位。
通过跟随边，可以从顶层节点逐步深入到最底层的终结符。
使用语法图可以帮助编译器开发人员理解一门编程语言的语法，并用于编写语法分析器。
语法分析器根据语法图来解析程序代码，分析语法结构并构建语法树，为后续的语义分析和代码生成过程提供基础。
总之，编译原理语法图是一种重要的工具，用于描述编程语言的语法结构。
通过语法图，我们可以直观地了解语言的语法规则，为编写编译器提供指导。
编译原理算法
编译原理算法
编译原理算法是指在计算机编译过程中使用的各种算法和数据结构。
这些算法和数据结构的目标是将源代码转化为可执行的目标代码。
其中一种常见的算法是词法分析算法，用于将源代码分解为一个个的词法单元，如标识符、关键字、运算符等。
词法分析算法一般使用有限自动机的方法实现。
另一种常见的算法是语法分析算法，用于根据语法规则判断源代码是否符合语法要求。
语法分析算法一般使用自顶向下的递归下降分析方法或自底向上的分析方法，如LR分析法、LL 分析法等。
语义分析算法则用于根据语言规范对语法正确的源代码进行语义检查，如类型检查、符号表管理等。
语义分析算法一般使用语法制导的属性文法或语法制导的翻译方法实现。
代码生成算法则将语义分析得到的中间表示代码翻译为目标机器代码。
代码生成算法涉及到指令选择、寄存器分配等技术，常见的方法有基于图染色法的寄存器分配算法、基于经典编译器优化理论的目标代码优化算法等。
除了以上几种基本的编译原理算法外，还有许多其他的算法和数据结构被应用于编译器的各个环节，如符号表的数据结构和查找算法、优化编译器中的控制流图优化算法等。
编译原理算法的设计和实现对于编译器的性能和效率有着重要的影响。
不同的编程语言和编译器实现可能会采用不同的编译原理算法来达到最佳的性能和效果。
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e.g. 9 一个嵌套说明语句的翻译方案
文法G2如下：
PD DD1 ; D2 Did : T D proc id ; D1 ; S Tint | real | array [ number ] of T1 | T1 Sa
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中间代码的种类
e.g.4 构造表达式的语法树（DAG）
E.nptr － E的语法树（根结点指针） mknode(op, left, right)－建立一个表达式语法 树结点，它的运算符为op，左、右运算对象 是left和right所指的语法树。 mkleaf(„NUM‟,number.lex_val)－ mkleaf(„ID‟,id.entry)－ 建立表达式语法树的叶子结点。
e.g. 9 一个嵌套说明语句的翻译方案
产生式 D proc id ; D1 ; S 引入过程id的声
明；D1为其局部说明语句，可以声明变量或 嵌套定义其它过程； 约定每个过程有自己独立的符号表且嵌套定 义的过程符号表头有指针指向外围（父）过 程的符号表；而父过程符号表中有该嵌套子 过程的条目（涉及子过程名和子过程符号表 的指针等属性）。
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e.g. 8 一个说明语句的翻译方案（续）
T.type
整型
实型
T.width
4
4
INT
REAL
数组
指针
array（number, T1）
pointer（T1）
number.val * T1.width
4
enter(name,type,offset)－将类型type和偏移offset填入符 号表中name所在的表项。
/* 以下产生式的翻译方案略 */ Tint | real | array [ number ] of T1 | T1 Sa
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vs.
三元式
① （ @, c, －） ② （ * , b, ①） ③ （ @, c, －） ④ （ * , b, ③） ⑤ （ + , ②, ④） ⑥ （:=, a, ⑤）
《编译原理与技术》讲义
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中间代码的种类
e.g.7 a := b * c + d / f 的间接三元式 间接三元式 / 调整次序 ⑴ ⑬ ⑭ ⑵ ⑭ ⑬ ⑶ ⑮ ⑮ ⑷ ⑯ ⑯ 三元式 ⑬（*, b,c ） ⑭（/, d, f ） ⑮ （ + , ⑬ , ⑭） ⑯ （ := , a , ⑮）
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中间代码的种类
常用的三地址代码（续）
－ return y 过程返回，返回值为y － x := y [ i ] x[ i ] := y 变址语句 － x := &y *x := y x := *y 指针操作语句 三地址代码实现形式 － 四元式： （ op, arg1, arg2, result ） － 三元式： （ op, arg1, arg2 ） － 间接三元式（三元式的指针表）
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《编译原理与技术》讲义
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中间代码的种类
四元式
按编号次 序计算 计算结 果存于 result 由编号 代表 方便移动，计算 次序容易调整 大量引入临 时变量 在代码生成 时进行临时 变量的分配 在代码生成 时进行临时 变量的分配
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三元式
按编号次 序计算
不方便移动
间接 按编号次 三元式 序计算
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中间代码的种类
e.g.4 构造表达式a+b*-4的语法树（DAG）
+
ID
a
*
ID
b
@
NUM 4
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《编译原理与技术》讲义
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中间代码的种类
三地址代码
一般形式：x := y op z 或 x := op y e.g.5 a := b* -c + b * -c的三地址代码 1）t1 := - c 1‟） t1 := - c 2）t2 := b * t1 2‟） t2 := b * t1 3）t3 := - c 3‟） t3 := t2 + t2 4）t4 := b * t3 4‟） a := t3 5）t5 := t2 + t4 6）a := t5
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中间代码的种类
－ e.g.3 1）a := b* -c + b * -c 语法树 vs. 分析树
assign E a * + * E * E E b * E a b @ b c
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赋值语句 assign E E + E
b
@
@ E c
@ E c
4
c
《编译原理与技术》讲义
中间代码的种类
－ e.g.3 2）a := b* -c + b * -c 语法树 vs. DAG
assign a * + * a assign + * @ c
《编译原理与技术》讲义
b
@
c
b
b
@ c
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中间代码的种类
e.g.4 构造表达式的语法树（DAG） 产生式 语义规则 EE1 + E2 E.nptr := mknode(„+‟,E1.nptr, E2.nptr) EE1 - E2 E.nptr := mknode(„-‟,E1.nptr, E2.nptr) EE1 * E2 E.nptr := mknode(„*‟,E1.nptr, E2.nptr) EE1 / E2 E.nptr := mknode(„/‟,E1.nptr, E2.nptr) E( E1 ) E.nptr := E1.nptr E - E1 E.nptr := mknode(„@‟,E1.nptr, －) Enumber E.nptr := mkleaf(„NUM‟,number.lex_val) Eid E.nptr := mkleaf(„ID‟,id.entry)
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e.g. 8 一个说明语句的翻译方案（续）
－ 有关符号的属性
T.type － 变量所具有的类型，如 整型 INT 实型 REAL 数组类型 array（元素个数，元素类型） 指针类型 pointer（所指对象类型） T.width － 该类型数据所占的字节数 offset － 变量的存储偏移地址
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e.g. 8 一个说明语句的翻译方案（续）
（1）PM D （2）DD1 ; D2 （3）Did : T { // 填入变量的相关属性 enter( , T.type, offset) // 计算下一可用偏移位置 offset = offset + T.width } （4）M { offset := 0 // 偏移初始为0}
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相关定义：
/* 在父过程符号表中建立子过程名的条目*/ enter-proc（parent-table, sub-proc-name, sub-table） /* 将所声明变量的类型、偏移填入当前符号表*/ enter（current-table, name, type, current-offset） /* 建立新的符号表，其表头指针指向父过程符号表*/ mktable（parent-table） addwidth（table，offset ）//记录变量占用的总空间 符号表栈tblptr和偏移栈offset（栈顶值分别表示当前 分析的过程的符号表及可用变量偏移位置）
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e.g. 8 一个说明语句的翻译方案（续）
（5）Tint { T.type := INT; T.width := 4 } （6）Treal { T.type := REAL; T.width := 4 } （7）Tarray [ number ] of T1 { T.type := array( number.val, T1.type); T.width := number.val * T1.width } （8）Tpointer( T1 ) { T.type := pointer( T1.type) ; T.width := 4 }
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中间代码的种类
常用的三地址代码
－ x := y op z 二元运算 － x := op y 单目运算 － x := y 值拷贝 － goto L 无条件转移到代码标号L处 － if x RELOP y goto L 条件转移代码：若x和y满 足RELOP关系，则转移至代码标号L处 － param X 参数X － CALL proc，N 调用过程proc，参数个数为N
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D proc id ; N D1 ; S { t := top( tblptr ); addwidth( t, top( offset ) ); pop( tblptr ); pop( offset ); enter-proc( top( tblptr ), , t ) } /* 保留当前（子）过程声明变量的总空间；弹出符号 表和偏移栈顶（露出父过程的符号表和偏移）；在 父过程符号表中填写子过程名有关条目 */ N { t := mktable( top( tblptr ) ); push( t, tblptr ) ; push( 0, offset ) } /* 建立子过程的符号表和偏移从0开始 */