编译方法刘秉瀚陈晖,第2章
080100190-编译方法实验指导书
编译方法实验指导书东北大学软件学院二零零九年九月目录前言 (2)实验要求 (3)实验1扫描器设计（4学时） (4)1.实验目的 (4)2.实验类型 (4)3.实验基本要求 (4)4.预习内容 (4)5.实验基本步骤 (4)6.实验思考题 (13)实验2中间代码生成器设计（4学时） (14)1.实验目的 (14)2.实验类型 (14)3.实验基本要求 (14)4.预习内容 (14)5.实验基本步骤 (14)6.实验思考题 (16)参考资料 (17)前言《编译方法》课程的理论知识较抽象，但同时又是一门实践性很强的专业必修课。
故本课程的教学注重理论教学与实践教学的紧密结合，让学生从上机实践中深入领会抽象的理论知识。
上机实验的目的是：(1) 加深对讲授内容的理解，了解编译程序的基本结构，学习并掌握编译程序的相关实现技术：如设计扫描器的自动机、设计翻译及生成Token的算法；设计中间代码生成器，熟悉算术表达式的语法分析与中间代码生成原理。
(2) 练习上机调试程序，加强学生发现及解决问题的能力。
实验要求1．实验时，按照《编译方法实验指导书》的内容完成两个必做题目。
实验后，应整理出实验报告，实验报告应包括以下内容：(1) 实验目的(2) 实验内容(3) 实验原理及基本步骤：实验使用的自动机的设计，实验使用哪种语法分析方法等(4) 数据结构及算法设计(5) 关键代码分析（带注释）及运行结果(6) 总结与分析：对运行情况所作的分析，以及本次调试程序所取得的经验。
如果程序未能通过，则应分析其原因(7) 实验思考题2．实验考核标准：(1) 原理分析正确；10％。
(2) 数据结构及程序总体设计正确，并有一定的创新性；30％。
(3) 程序运行结果正确；20％。
(4) 上机报告书写认真，内容完整，有相应的实验分析；20％。
(5) 实验过程中，具有严谨的学习态度，认真、踏实、一丝不苟的科学作风；20％。
实验1扫描器的设计（4学时）1.实验目的熟悉并实现一个扫描器（词法分析程序）。
visualbasic程序设计教程第四版刘炳文编著清华大学
visualbasic程序设计教程第四版刘炳文编著清华大学Visual Basic程序设计教程第四版本教程为清华大学刘炳文编著的Visual Basic程序设计教程第四版。
无论你是初学者还是有一定编程基础的学习者，本教程都将帮助你从基础到进阶，全面掌握Visual Basic的程序设计技巧和开发应用。
第一章：入门指引在本章中，我们将介绍Visual Basic的起源、特点和应用领域。
同时，我们还会讲解如何搭建Visual Basic的开发环境，并带你完成第一个简单的程序。
第二章：基本语法本章将详细讲解Visual Basic的基本语法，包括变量、数据类型、运算符、控制结构等。
通过学习这些基本知识，你将能够编写简单的程序逻辑和实现基本的算法。
第三章：界面设计好的界面设计是一个成功程序的关键。
在本章中，我们将介绍Visual Basic强大的界面设计工具，如窗体、按钮、文本框、标签等，帮助你创建美观、易用的用户界面。
第四章：事件处理在本章中，我们将学习如何处理各种用户事件，如点击按钮、输入文本等。
你将了解到事件处理程序的编写方法，以实现程序对用户操作的响应。
第五章：文件操作现实生活中，我们常常需要读取、写入文件来保存和处理数据。
通过学习本章内容，你将学会使用Visual Basic进行文件的读写操作，充分利用计算机来处理大量的数据。
第六章：数据库操作本章将介绍如何使用Visual Basic进行数据库的操作，包括连接数据库、查询数据、插入、更新、删除等。
数据库是现代软件开发的核心技术之一，掌握这些知识将使你在实际开发中更加得心应手。
第七章：高级主题在本章中，我们将介绍一些更高级的主题，如面向对象编程、异常处理、多线程编程等。
这些主题将帮助你进一步提升程序的效率和质量。
第八章：实例项目在本章中，我们将通过一个实例项目来综合运用前面学到的知识。
你将亲自动手完成一个小型的实际项目，从而巩固所学知识。
第九章：其他资源在本章中，我们将介绍一些其他相关资源，如学习网站、论坛、参考书籍等，帮助你继续深入学习和不断提升。
编译原理第三版课后习题答案解析
目录P36-6 (2)P36-7 (2)P36-8 (2)P36-9 (3)P36-10 (3)P36-11 (3)P64–7 (4)P64–8 (5)P64–12 (5)P64–14 (7)P81–1 (8)P81–2 (9)P81–3 (12)P133–1 (12)P133–2 (12)P133–3 (14)P134–5 (15)P164–5 (19)P164–7 (19)P217–1 (19)P217–3 (20)P218–4 (20)P218–5 (21)P218–6 (22)P218–7 (22)P219–12 (22)P270–9 (24)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 ⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒0010120127334556568最右推导:N ND N ND N ND N D N ND N D N ND N ND N D ⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒77272712712701274434886868568P36-7G(S)O N O D N S O AO A AD N→→→→→1357924680|||||||||||P36-8文法：E T E T E T TF T F T F F E i→+-→→|||*|/()| 最左推导:E E T T TF 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 TF 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：/********************************EE FTE +T F F T +iiiEEFTE-T F F T -iiiE EFT+T F FTiii*i+i+ii-i-ii+i*i*****************/P36-9句子iiiei 有两个语法树：S iSeS iSei iiSei iiiei S iS iiSeS iiSei iiiei ⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒P36-10/**************)(|)(|S T TTS S →→***************/P36-11/*************** L1:ε||cC C ab aAb A AC S →→→ L2:bcbBc B aA A AB S ||→→→εL3:εε||aBb B aAb A AB S →→→ L4:AB B A A B A S |01|10|→→→ε ***************/第三章习题参考答案P64–7(1)101101(|)*1 ε ε 1 0 11 确定化：0 1 {X} φ {1,2,3} φ φ φ {1,2,3} {2,3} {2,3,4} {2,3} {2,3} {2,3,4} {2,3,4} {2,3,5} {2,3,4} {2,3,5} {2,3} {2,3,4,Y} {2,3,4,Y}{2,3,5}{2,3,4,}1 00 0 1 1 00 1 0 1 1 1 最小化：X 1 2 3 4 Y5 X Y60 12 35 4{,,,,,},{}{,,,,,}{,,}{,,,,,}{,,,}{,,,,},{},{}{,,,,}{,,}{,,,},{},{},{}{,,,}{,012345601234513501234512460123456012341350123456012310100==== 3012312401234560110112233234012345610101}{,,,}{,,}{,},{,}{},{},{}{,}{}{,}{,}{,}{}{,}{}{},{},{,},{},{},{}===== 010 0 1 00 1 0 1 1 1P64–8(1)01)0|1(*(2))5|0(|)5|0()9|8|7|6|5|4|3|2|1|0)(9|8|7|6|5|4|3|2|1(*(3)******)110|0(01|)110|0(10P64–12(a)aa,b a确定化：a b {0} {0,1} {1} {0,1} {0,1} {1} {1}{0}φ5 01 2 4 3 01φφ φ给状态编号：a b 0 1 2 1 1 2 2 0 3 333aaa b b bba最小化：{,},{,}{,}{}{,}{}{,}{,}{,}{}{,},{},{}012301101223032330123a ba b ====a ab bab (b)b b aa b aa bb aa a已经确定化了,进行最小化0 1 2 3 01 2 02 3 14 5最小化：{{,}, {,,,}}012345011012423451305234523452410243535353524012435011012424{,}{}{,}{,}{,,,}{,,,}{,,,}{,,,}{,}{,}{,}{,}{,}{,}{,}{,}{{,},{,},{,}}{,}{}{,}{,}{,}a b a b a b a b a b a =============={,}{,}{,}{,}{,}{,}{,}10243535353524 b a bb b aa baP64–14(1) 01 0 (2):(|)*0100 1 ε ε确定化：0 1 {X,1,Y}{1,Y}{2}1 2 01YX YX 2 1{1,Y} {1,Y} {2} {2} {1,Y} φ φφ φ 给状态编号：0 1 0 1 2 1 1 2 2 1 3 3330 1 01 1 10 最小化：{,},{,}{,}{}{,}{}{,}{,}{,}{}{,},{},{}0123011012231323301230101====1 1 1 0第四章P81–1(1) 按照T,S 的顺序消除左递归ε|,)(||^)(T S T TS T T a S S G '→''→→' 递归子程序： procedure S; beginif sym='a' or sym='^' then abvance else if sym='('0 2 13 01 3then begin advance;T;if sym=')' then advance; else error; end else error end;procedure T; begin S;'T end;procedure 'T ; beginif sym=',' then begin advance; S;'T end end; 其中:sym:是输入串指针IP 所指的符号 advance:是把IP 调至下一个输入符号 error:是出错诊察程序 (2)FIRST(S)={a,^,(} FIRST(T)={a,^,(} FIRST('T )={,,ε} FOLLOW(S)={),,,#} FOLLOW(T)={)} FOLLOW('T )={)} 预测分析表a^() , # S S a →S →^S T →()TT ST →' T ST →' T ST →''T'→T ε '→'T ST ,是LL(1)文法P81–2文法：|^||)(|*||b a E P F F F P F T T T F T E E E T E →'→''→→''→+→''→εεε(1)FIRST(E)={(,a,b,^} FIRST(E')={+,ε} FIRST(T)={(,a,b,^} FIRST(T')={(,a,b,^,ε} FIRST(F)={(,a,b,^} FIRST(F')={*,ε} FIRST(P)={(,a,b,^} FOLLOW(E)={#,)} FOLLOW(E')={#,)} FOLLOW(T)={+,),#} FOLLOW(T')={+,),#}FOLLOW(F)={(,a,b,^,+,),#} FOLLOW(F')={(,a,b,^,+,),#} FOLLOW(P)={*,(,a,b,^,+,),#} (2)考虑下列产生式:'→+'→'→'→E E T T F F P E a b ||*|()|^||εεεFIRST(+E)∩FIRST(ε)={+}∩{ε}=φ FIRST(+E)∩FOLLOW(E')={+}∩{#,)}=φ FIRST(T)∩FIRST(ε)={(,a,b,^}∩{ε}=φ FIRST(T)∩FOLLOW(T')={(,a,b,^}∩{+,),#}=φ FIRST(*F')∩FIRST(ε)={*}∩{ε}=φFIRST(*F')∩FOLLOW(F')={*}∩{(,a,b,^,+,),#}=φ FIRST((E))∩FIRST(a) ∩FIRST(b) ∩FIRST(^)=φ 所以,该文法式LL(1)文法. (3)+ * ()ab^#EE TE →' E TE →' E TE →' E TE →'E' '→+E E'→E ε '→E εTT F T →' T F T →' T F T →' T F T →'T''→T ε'→T T '→T ε '→T T '→T T '→T T '→T εFF P F →'F P F →' F P F →' F P F →'F' '→F ε '→'F F * '→F ε '→F ε '→F ε '→F ε '→F ε '→F εPP E →() P a → P b → P →^(4)procedure E; beginif sym='(' or sym='a' or sym='b' or sym='^' then begin T; E' end else error endprocedure E'; beginif sym='+'then begin advance; E endelse if sym<>')' and sym<>'#' then error endprocedure T; beginif sym='(' or sym='a' or sym='b' or sym='^' then begin F; T' end else error endprocedure T'; beginif sym='(' or sym='a' or sym='b' or sym='^' then Telse if sym='*' then error endprocedure F; beginif sym='(' or sym='a' or sym='b' or sym='^' then begin P; F' end else error endprocedure F'; beginif sym='*'then begin advance; F' end endprocedure P; beginif sym='a' or sym='b' or sym='^' then advanceelse if sym='(' thenbeginadvance; E;if sym=')' then advance else error endelse errorend;P81–3/***************(1) 是，满足三个条件。
计算机语言的实现-编译原理-01-(二)
1.4 编译程序的生成方法
设计目标 目标程序小，执行速度快。 编译程序小，执行速度快。 诊断能力强，可靠性强。 可移植性，可扩充性。
表示翻译程序的 T 型图
S I
源语言
T
目标语言 翻译用 语言
1）交叉编译
条件：
Ａ
机有 Ｃ 语言的编译程序 Ｂ 机的 Ｃ 语言的编译
目的：
实现
编译后端
1. 2.
多遍扫描
程序设计环境
集成化的程序设计环境
编辑程序 编译程序 连接程序
----- 将目标程序连接成可执行程序 调试工具 ----- 跟踪、分析
常见：
Turbo
C/C++ Visual Studio for C/C++, Basic 等 JBuilder, BlueJ
1. 用 Ｃ语言编制Ｃ编译程序（CP1.C） 2. Ａ机器上编译该程序，得到（CP1.EXE) 3. 在A机器上，运行CP1.EXE编译CP1.C， 得到B机的C编译程序（CP2.EXE）。
C 语言 CP1.C C语言
B 代码 C语言 C编译 （A机）
C 语言 CP1.C A目标 CP1.EXE
B 代码
1.3 编译技术的通用性
把复杂数据看作一条语句 数据格式的分析
利用词法分析、语法分析方法
数据处理的框架
基于语法制导的语义处理框架 编译技术可以用于各种复杂数据的分 析处理
例1-1（1/2）
DOS 命令 date 的输出格式
例：9-2-1993、09-03-1993、9-03-93
语法
date → month - day - year
编译原理课后习题答案解析+清华大学出版社第二版
管理。（数组 CODE 存放的只读目标程序，它在运行时不改变。）运行时的数据区 S 是由解 释程序定义的一维整型数组，解释执行时对数据空间 S 的管理遵循后进先出规则，当每个 过程(包括主程序)被调用时，才分配数据空间，退出过程时，则所分配的数据空间被释放。 应用动态链和静态链的方式分别解决递归调用和非局部变量的引用问题。
RA 的用途说明如下： T： 栈顶寄存器 T 指出了当前栈中最新分配的单元(T 也是数组 S 的下标)。 B：基址寄存器，指向每个过程被调用时，在数据区 S 中给它分配的数据段起 始 地址，
也称基地址。 SL： 静态链，指向定义该过程的直接外过程（或主程序）运行时最新数据段的基地址，
用以引用非局部（包围它的过程）变量时，寻找该变量的地址。 DL： 动态链，指向调用该过程前正在运行过程的数据段基地址，用以过程执行结束释放
广义上讲，编译程序和解释程序都属于翻译程序，但它们的翻译方式不同，解释程序是 边翻译（解释）边执行，不产生目标代码，输出源程序的运行结果。而编译程序只负责把源 程序翻译成目标程序，输出与源程序等价的目标程序，而目标程序的执行任务由操作系统来 完成，即只翻译不执行。
）
第4题
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 （2） 数组下标越界 （3） 使用的函数没有定义 （4） 在数中出现非数字字符
CAL L A 调用过程，完成填写静态链、动态链、返回地址，给出被调用过程的基地址值，送入基址 寄存器 B 中，目标程序的入口地址 A 的值送指令地址寄存器 P 中，使指令从 A 开始执 行。 第6题
习题参考答案-编译原理及实践教程(第3版)-黄贤英-清华大学出版社
附录部分习题参考答案第1章习题1. 解释下列术语。
翻译程序，编译程序，解释程序，源程序，目标程序，遍，前端，后端解答：略！2. 高级语言程序有哪两种执行方式?阐述其主要异同点。
描述编译方式执行程序的过程。
解答：略！3. 在你所使用的C语言编译器中，观察程序1.1经过预处理、编译、汇编、链接四个过程生成的中间结果。
解答：略！4. 编译程序有哪些主要构成成分？各自的主要功能是什么？解答：略！5. 编译程序的构造需要掌握哪些原理和技术？编译程序构造工具的作用是什么？解答：略！6. 复习C语言，其字母表中有哪些符号？有哪些关键字、运算符和界符？标识符、整数和实数的构成规则是怎样的？各种语句和表达式的结构是什么样的？解答：略！7.编译技术可应用在哪些领域？解答：略！8. 你能解释在Java编译器中，输入某个符号后会提示一些单词、某些单词会变为不同的颜色是如何实现的吗？你能解释在Code Blocks中在输入{后，会自动添加}，输入do 会自动添加while()是为什么吗？解答：略！第2章习题1. 判断题，对下面的陈述，正确的在陈述后的括号内画√，否则画×。
(1) 有穷自动机识别的语言是正规语言。
（）(2) 若r1和r2是Σ上的正则表达式，则r1|r2也是。
（）(3) 设M是一个NFA，并且L(M)＝{x,y,z}，则M的状态数至少为4个。
（）(4) 令Σ＝{a,b}，则所有以b开头的字构成的正规集的正则表达式为b*(a|b)*。
（）(5) 对任何一个NFA M，都存在一个DFA M'，使得L(M')=L(M)。
（）1解答：略！2.从供选择的答案中，选出应填入下面叙述中？内的最确切的解答。
有穷自动机可用五元组（Q，V T，δ，q0，Q f）来描述，设有一有穷自动机M定义如下：V T={0,1}，Q={q0,q1,q2}，Q f={q2}，δ的定义为：δ (q0，0)=q1δ (q1，0)=q2δ (q2，1)=q2δ (q2，0)=q2M是一个 A 有穷状态自动机，它所对应的状态转换图为 B ,它所能接受的语言可以用正则表达式表示为 C 。
编译原理-陈火旺版-第二章
三地址代码具有高度规范化、结构简 单、易于分析和优化等特点，是编译 器设计中常用的中间表示形式。
03
三地址代码的生成方 法
常见的三地址代码生成方法包括直接 生成法、遍历语法树生成法等。
循环结构的优化
循环结构的识别
编译器需要识别出源程序中的循环结构，以便进行优化。
循环结构的优化方法
常见的循环结构优化方法包括循环展开、循环合并、循环嵌套等， 可以提高循环的执行效率。
循环结构优化的度量
循环结构优化的度量标准包括执行时间、空间复杂度、可读性和 可维护性等。
05
代码优化
代码优化概述
01
02
03
代码优化是编译器的一 个重要组成部分，旨在 改进生成代码的性能和
质量。
代码优化的目的是在保 持程序语义不变的前提 下，通过修改程序的结 构和算法，以更高效的 方式实现相同的功能。
编译程序的组成
编译程序通常由词法分析、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部分组成。
编译程序的基本工作过程
词法分析
将源程序分解成一个个的单词或符号，并为 其分配相应的属性。
语法分析
根据语法规则将单词或符号序列组合成语法结 构，并判断其是否符合语法规则。
语义分析
对语法结构进行语义检查，包括类型检查、类型 转换等。
中间代码生成
将源程序的语法结构转换成中间代码，通常为三地 址代码。
代码优化
对中间代码进行优化，以提高目标代码的执行效 率。
目标代码生成
将中间代码转换成目标机器语言代码，并生成可执行文 件。
02
词法分析
词法分析概述
01
词法分析是编译过程的第一阶段，负责将源代码分解成一个个 的单词或符号。
编译原理课后习题答案-清华大学-第二版
《编译原理》课后习题答案第二章
第 2 章 PL/0 编译程序的实现
第1题
PL/0 语言允许过程嵌套定义和递归调用，试问它的编译程序如何解决运行时的存储管 理。
答案： PL/0 语言允许过程嵌套定义和递归调用，它的编译程序在运行时采用了栈式动态存储
管理。（数组 CODE 存放的只读目标程序，它在运行时不改变。）运行时的数据区 S 是由 解释程序定义的一维整型数组，解释执行时对数据空间 S 的管理遵循后进先出规则，当每 个过程(包括主程序)被调用时，才分配数据空间，退出过程时，则所分配的数据空间被释放。 应用动态链和静态链的方式分别解决递归调用和非局部变量的引用问题。
(2) 扩充 repeat 语句的语法图为：
EBNF 的语法描述为： 〈 重复语句〉::= repeat〈语句〉{；〈语句〉}until〈条件〉
《编译原理》课后习题答案第三章
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。
注意：如果问编译程序有哪些主要构成成分，只要回答六部分就可以。如果搞不清楚， 就回答八部分。 第3题
何谓翻译程序、编译程序和解释程序？它们三者之间有何种关系？ 答案：
翻译程序是指将用某种语言编写的程序转换成另一种语言形式的程序的程序，如编译程 序和汇编程序等。
编译程序是把用高级语言编写的源程序转换（加工）成与之等价的另一种用低级语言编 写的目标程序的翻译程序。
地址，用以过程执行结束后返回调用过程时的下一条指令继续执行。 在每个过程被调用时在栈顶分配 3 个联系单元，用以存放 SL，DL， RA。
第5题
PL/0 编译程序所产生的目标代码是一种假想栈式计算机的汇编语言，请说明该汇编语 言中下列指令各自的功能和所完成的操作。 （１） INT 0 A （２） OPR 0 0 （３） CAL L A
《编译原理》西北工业大学第三版课后答案
第一章习题解答1.解：源程序是指以某种程序设计语言所编写的程序。
目标程序是指编译程序（或解释程序）将源程序处理加工而得的另一种语言（目标语言）的程序。
翻译程序是将某种语言翻译成另一种语言的程序的统称。
编译程序与解释程序均为翻译程序，但二者工作方法不同。
解释程序的特点是并不先将高级语言程序全部翻译成机器代码，而是每读入一条高级语言程序语句，就用解释程序将其翻译成一段机器指令并执行之，然后再读入下一条语句继续进行解释、执行，如此反复。
即边解释边执行，翻译所得的指令序列并不保存。
编译程序的特点是先将高级语言程序翻译成机器语言程序，将其保存到指定的空间中，在用户需要时再执行之。
即先翻译、后执行。
2.解：一般说来，编译程序主要由词法分析程序、语法分析程序、语义分析程序、中间代码生成程序、代码优化程序、目标代码生成程序、信息表管理程序、错误检查处理程序组成。
3.解：C语言的关键字有：auto break case char const continuedefault do double else enum extern float for goto if int longregister return short signed sizeof static struct switch typedef union unsigned void volatile while。
上述关键字在C语言中均为保留字。
4.解：C语言中括号有三种：{}，[]，（）。
其中，{}用于语句括号；[]用于数组；（）用于函数（定义与调用）及表达式运算（改变运算顺序）。
C语言中无END关键字。
逗号在C语言中被视为分隔符和运算符，作为优先级最低的运算符，运算结果为逗号表达式最右侧子表达式的值（如：(a,b,c,d)的值为d）。
5.略第二章习题解答1.（1）答：26*26=676（2）答：26*10=260（3）答：{a,b,c,...,z,a0,a1,...,a9,aa,...,az,...,zz,a00,a01,...,zzz},共26+26*36+26*36*36=34658个2.构造产生下列语言的文法（1）{anbn|n≥0}解：对应文法为G(S) = ({S},{a,b},{ S→ε| aSb },S)（2）{anbmcp|n,m,p≥0}解：对应文法为G(S) = ({S,X,Y},{a,b,c},{S→aS|X,X→bX|Y,Y→cY|ε},S)（3）{an # bn|n≥0}∪{cn # dn|n≥0}解：对应文法为G(S) = ({S,X,Y},{a,b,c,d,#}, {S→X, S→Y,X→aXb|#,Y→cYd|# },S)（4）{w#wr# | w?{0,1}*,wr是w的逆序排列}解：G(S) = ({S,W,R},{0,1,#}, {S→W#, W→0W0|1W1|# },S)（5）任何不是以0打头的所有奇整数所组成的集合解：G(S) = ({S,A,B,I,J},{-,0,1,2,3,4,5,6,7,8,9},{S→J|IBJ,B→0B|IB|e, I→J|2|4|6|8, Jà1|3|5|7|9},S)（6）所有偶数个0和偶数个1所组成的符号串集合解：对应文法为 S→0A|1B|e，A→0S|1C B→0C|1S C→1A|0B3.描述语言特点（1）S→10S0S→aAA→bAA→a解：本文法构成的语言集为：L(G)={(10)nabma0n|n, m≥0}。
编译原理第3版完整答案
编译原理第3版完整答案编译原理是计算机科学与技术领域中非常重要的一门课程，它研究的是如何将人类编写的高级程序转化为计算机能够理解和执行的机器语言指令。
编译原理第3版是一本经典的教材，本文将全面介绍该教材中的所有章节，并提供完整的答案。
第1章引论1.1 编译器和解释器的基本概念编译器和解释器是两种将高级语言转化为机器指令的方法。
编译器将整个程序作为输入，分析和翻译整个程序，将结果存储在一个可执行的目标文件中。
解释器则逐行解释源程序，一边解释一边执行。
1.2 编译器结构编译器可以分为前端和后端两个主要组成部分。
前端负责源程序的分析和翻译，包括词法分析、语法分析和语义分析；后端则负责将中间表示转换为目标机器代码。
1.3 语言处理器的实现方式语言处理器的实现方式可以分为两种：解释执行和编译执行。
解释执行是指将源程序逐条解释执行；编译执行则是将源程序先编译为目标代码，再执行。
第2章词法分析2.1 词法单元、词法规则和词法分析器词法分析是编译器中的第一个阶段，它将源程序分割为一个个的词法单元。
词法规则定义了词法单元的语法和形式，词法分析器根据这些规则识别出词法单元。
2.2 正则表达式和有限自动机正则表达式是一种描述字符串模式的语言，它可以用来描述词法规则。
有限自动机是一种用于识别正则表达式的计算模型。
2.3 正则表达式到有限自动机的转换通过将正则表达式转换为等价的有限自动机，可以实现正则表达式的匹配。
第3章语法分析3.1 上下文无关文法和语法分析器语法分析是编译器中的第二个阶段，它根据语法规则将词法单元组成的序列转换为语法分析树。
上下文无关文法是一种用于描述语法规则的形式化语言。
3.2 自顶向下语法分析方法自顶向下语法分析方法从根节点开始构建语法分析树，逐步展开每个非终结符，直到达到叶子节点。
3.3 自底向上语法分析方法自底向上语法分析方法从词法单元开始反向推导出语法分析树的构造过程。
第4章语义分析4.1 属性文法和语义分析器语义分析是编译器中的第三个阶段，它对语法分析树中的节点进行语义处理和类型检查。
编译原理及实践教程第2章参考答案
第2章参考答案：1：解答：略！2．解答：字母表：是元素的有穷非空集合Σ字母表：是元素的有穷非空集合Σ符号串: 由字母表中的符号组成的任何有穷序列称为符号串，推导: 连续使用产生式右部去替换左部某个非终结符的过程,得到的连续序列称为一个推导。
句型：设Ｇ(s)是一文法，如果符号串x是从开始符号推导出来的，即有s=>x,则称x是文法G(s)的一个句型。
（在语法树的推导过程中的任何时刻，没有后代的端末结点自左至右排列起来就是一个句型）句子：若x仅由终结符号组成，则称x为G(S)的句子最左推导: 在整个推导过程中,任何一步推导α=>β都是对α中最左边的非终结符进行替换。
如果一个文法存在某个句子对应两棵不同的语法树，则说这个文法是二义的语法树：推导的形式化表示，有助于理解句子语法结构的层次3．解答：略！4. 解答：A：① B：③ C：① D：②5. 解答：用E表示<表达式>，T表示<项>，F表示<因子>，上述文法可以写为：E → T | E+TT → F | T*FF → (E) | i最左推导：E=>E+T=>E+T+T=>T+T+T=>F+T+T=>i+T+T=>i+F+T=>i+i+T=>i+i+F=>i+i+iE=>E+T=>T+T=>F+T=>i+T=>i+T*F=>i+F*F=>i+i*F=>i+i*i最右推导：E=>E+T=>E+F=>E+i=>E+T+i=>E+F+i=>E+i+i=>T+i+i=>F+i+i=>i+i+iE=>E+T=>E+T*F=>E+T*i=>E+F*i=>E+i*i=>T+i*i=>F+i*i =>i+i*ii+i+i和i+i*i的语法树如下图所示。
编译原理 1~2章
• G[Z]：Z→UV | VU U→Z1 | 1 V→Z0 | 0 写出01010110的最左和最右推导 • 解：最左推导：Z=>UV=>Z1V =>VU1V=>Z0U1V=>VU0U1V =>0U0U1V=>010U1V=>010Z11V =>010UV11V=>0101V11V =>0101011V=>01010110 最右推导：Z=>UV=>U0=>Z10 =>VU10=>VZ110=>VUV110=>VU0110 =>V10110=>Z010110=>VU010110 =>V1010110=>01010110
•定义 定义2.6:最左推导 最左推导:在 xUy⇒ xuy 的直接推导中， 定义 最左推导 若x∈VT*, U∈VN——U是符号串 xUy 中的最左 非终结符，则称此直接推导为最左直接推导。每 一步都为最左直接推导。 • 定义 .7:最右推导:在xUy⇒ xuy 的直接推导中， 定义2. 最右推导 最右推导: 若y∈VT*, U∈VN——U是符号串xUy 中的最右 非终结符，则称此直接推导为最右直接推导。每 一步都为最右直接推导。 • 最右(直接)推导又称为规范推导 最右(直接)推导又称为规范推导
表格处理程序
原 程 序
词 法 分 析 程 序
语 法 分 析 程 序
语 义 分 析 程 序
中 间 代 码 生 成 程 序
中 间 优 化 生 成 程 序
目 标 代 码 生 成 程 序
目 标 程 序
出错处理程序
第1章 习题
作业 1.6
第2章 章
形式语言概论
字母表与符号串
编译程序实验指导书讲解教学提纲
编译程序实验指导书讲解编译程序实验指导书实验目的：用C语言对一个C语言的子集编制一个一遍扫描的编译程序，以加深对编译原理的理解，掌握编译程序的实现方法和技术。
1．词法分析1.1 实验目的设计、编制并测试一个词法分析程序，加深对词法分析原理的理解。
1.2 实验要求1.2.1 待分析的C语言子集的词法1. 关键字main if else int char for while所有的关键字都是小写。
2．专用符号= + - * / < <= > >= == != ; : , { } [ ] ( ) 3．其他标记ID和NUM通过以下正规式定义其他标记：ID→letter(letter|digit)*NUM→digit digit*letter→a|…|z|A|…|Zdigit→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。
1.2.2 各种单词符号对应的种别码表1 各种单词符号的种别码单词符号种别码单词符号种别码单词符号种别码main 1 = 21 , 32int 2 + 22 : 33char 3 - 23 ; 34if 4 * 24 > 35else 5 / 25 < 36for 6 ( 26 >= 37while 7 ) 27 <= 38ID 10 [ 28 == 39MUN 20 ] 29 != 40 { 30 ‘\0’ 1000} 31 ERROR -11.2.3 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为整型常量。
具体实现时，可以将单词的二元组用结构进行处理。
例如，对源程序main(){int i=10;while(i) i=i-1;}的源文件，经词法分析后输出如下序列：(1,main) (26,() (27,)) (30,{} (2,int) (10,i) (21,=) (20,10) (34,;) (7,while) (26,() (10,i) (27,)) (10,i) (21,=) (10,i) (23,-) (20,1) (34,;) (31,))1.3 词法分析程序的主要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的单词符号的第一个字符的种类，拼出相应的单词符号。
visualbasic程序设计教程第四版刘炳文编著清华大学
Visual Basic 程序设计教程部分习题参考第四版刘炳文编著清华大学出版社第五章、从键盘上输入 4 个数，编写程序，计算并输出这 4 个数的和及平均值。
通过 inputbox 函数输入数据，在窗体上显示和及平均值。
Dim a as singleFor i=1 to 4a=inputbox （“请输入一个数：”，“数据输入”）sum=sum+an=n+1avg=sum/nnext iprint“和是：” ,sumprint“平均值是：”，avg、编写程序，要求用户输入下列信息：姓名、年龄、通信地址、邮政编码、电话，然后将输入的数据用适当的格式在窗体上显示出来。
Dim a as variantFontsize=20a=inputbox （“请输入姓名：”，“数据输入”）print“姓名：”；aa=inputbox （“请输入年龄：”，“数据输入”）print“年龄：”；aa=inputbox （“请输入通信地址：”，“数据输入”）print“通信地址：”；aa=inputbox （“请输入邮政编码：”，“数据输入”）print“邮政编码：”；aa=inputbox （“请输入电话：”，“数据输入”）print“电话：”；a．设 a=5， b=， c=，编程序计算：y=（π ab） / （ a+bc）程序：Dim a as single， b as single， c as singlea=5b=c=pi=y=（ pi*a*b ） / （a+b*c ）print“结果是：” ;y、输入以秒为单位表示的时间，编写程序，将其转换为几日几时几秒。
Dim a as long， d as integer ， h as integer， s as integera=inputbox （“请输入秒数：”，“数据输入”）d=int （a/86400 ）h=int （（a-d*86400 ） /3600）s=a-d*86400 -h*3600print d ；“日”；h ；“时”； s；“秒”、自由落体位移公式为：s=gt2/2+v0t其中 v0 为初始速度，g 为重力加速度，t 为经历的时间，编写程序，求位移量s。
编译方法马知行曹启君机械工业出版社编译原理演示文稿2
<整数>→<数字串>
<数字串>→<数字串><数字>|<数字>
<数字>→0|1|2|3|4|5|6|7|8|9
设G2[<整数>]）： <整数>→<数字串>
<数字串>→ <数字串> 0| <数字串> 1| <数字串> 2| <数字 串> 3| <数字串> 4| <数字串> 5| <数字串> 6| <数字串> 7| < 数 字串> 8| <数字串> 9 |0|1|2|3|4|5|6|7|8|9
2.1.1 符号和符号串 定义 2.1
字母表是有穷非空集合。用Σ或 V表示。 例：无符号二进制数的字母表为: Σ={0，1}
C语言的字母表为字母、数字和若干专用符号组成 的符号集
定义 2.2 符号串是由字母表中的符号组成的有穷序列，又
称字符串、串。
例：a,b,c,ba,bbac,caacb,···等都是字母表{a,b,c}上的符 号串。
·约定： 1：用尖括号<和>括起的是非终结符，不用尖括号括
起来的是终结符号；或者用大写字母表示非终结符号， 小写字母表示终结符号
2：可用G[Z]指出识别符号；如果文法G没有明确指 出识别符号，将第一条产生式的左部的非终结符号称 为识别符号 αAα41的,，α产23,α·：生3,·α如式4A·果）→·A，α→·k可是α,1以α所，k 写有为A→成以A的αAA2→，为选αA左择1→|部（αα2的或3|，α产候3|Aα生选→4·式式·（）·称. |它αk们,称为
编译方法刘秉瀚陈晖,第2章
17
例子：中缀表达式翻译成后缀表达式
一个表达式E的后缀表示 Postfix(E)可以归纳定义为： 1. 如果 E 是一个常量或变量，则： Postfix(E) = E
2. 如果 E 是表达式 E1 op E2 ，则：Postfix(E) =
Postfix(E1 op E2) = Postfix(E1)Postfix(E2) op 3. 如果 E 是 (E1)，则 Postfix(E) = Postfix(E1)
term.t =2
expr
term
for (从左到右遍历N 的每个
term 子结点C) visit(C);
按照结点 N 处的语义规则求值； } 9
term.t =9
9 5 + 2
-
5
+
2
Production expr expr + term expr expr – term expr term term 0 term 1 …. term 9
翻译模式：将字符串作为属性值附加在分析树的结点 上，通过遍历分析树，从而得到翻译结果。
19
expr expr – term | expr + term | term
term 0 | 1 | 2 | 3 | … | 9
字符串的连接 引入下标区分 同一非终结符 在同一产生式 中多次出现
CFG的 每条产生式规则有一个语义规则
例子： (9–5)+2 95–2+
9–(5+2) 952+18
语法制导定义
每一文法符号有一Attributes（属性）的集合 每一产生式有一Semantic Rules（语义规则）的集合 属性 t ：每个非终结符相关联的是一个具有字符串值 的属性变量。
编译方法刘秉瀚陈晖,第1章.
12
For Example: position = initial + rate * 60 ;
All are tokens
1. 首先识别出程序中出现的记号及其类型
记号 值
position
=
initial
+
rate
*
类型 标识符 运算符 标识符 运算符 标识符 运算符
18
=
position +
initial
*
rate 60
Compressed Tree
=
position +
initial
*
rate inttofloat
60
Conversion Action
19
Most Important Activity in This Phase:
– Type Checking 类型检查- Legality of Operands
expreexspsrioenss*ioenxipsraensisdieonenxtipfireeexrsps=iroeensxsp+iorenesxsipsiroaennssion
identifier
=
expression
expression is an number
<id,1> expression
13
Phase 2. Parsing or Syntax Analysis （语法分析）
任务：在词法分析基础上，将单词串（记号串）组成各类语法单 位（如表达式、语句、程序等），通过分析确定整个输入串是否 构成语法上正确的程序，如果不能，给出语法错误。这种语法单 位（语法范畴）可以表示成语法树。完成语法分析任务的程序称 为语法分析程序（parser）。
《编译原理实践及应用》编译原理概述详解
（5） 常数
《编译原理实践及应用》 第19页
例:
单词 begin area :=
类型 关键字 标识符 界符
内部形式 $begin id1 :=
begin area:=5＋length*width ＋length *width end;
5 +
length * width +
length *
width end
. . . . . .
. . . . . .
Basic语言
第10页
编译程序
源程序
编译程序 目标程序 结果
输入数据
计算机运行
解释程序
源程序 解释程序
结果
输入数据
2018年10月13日星期六 《编译原理实践及应用》 第11页
对编译程序的一些说明
• 编译程序实质上是一个翻译程序，要注意等价变换 • 本课程的任务就是讲解在这个转换过程中所涉及到的一些 理论和方法，最后，使用这些理论和方法，自己编写一个 小的编译器 • 转换是一个总体的功能，要抓住总体结构，逐层细分，写 编译器时要体现软件工程中软件设计的原则，自顶向下， 逐层分解。
表达式的运算也是表达式
例：识别符号串id1:=int1 + id2 * id3 + id2 * id3是一个赋值语句 （ area:=5＋length*width＋length *width） 而int1 + id2 * id3 + id2 * id3是一个表达式 （ 5＋length*width＋length *width ）
《编译原理实践及应用》
第17页
用一个例子说明各阶段的功能
/*一个PASCAL语言的源程序*/ program test; /*this is an example,computing an area*/ var area, length, width: integer; begin length:=5;width:=5; area := 5＋length *width＋length *width end.
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6
CFG例子
数字、加号、减号组成的表达式---用加减号分隔的数字序列
list list + digit
list list - digit list digit digit 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9
同一个非终结符为左部的多个产生式可以放在一个 产生式中，用 “|” 分隔 T集={???} NT集={???} 非终结符用斜体表示 S=?
Rules for each are left recursive or associate to the left
15
大多数语句是由一个关键字或特殊字符开始，可 以识别语句。例外：赋值语句和过程调用语句。
stmt id = expr ; | if ( expr ) stmt | if ( expr ) stmt else stmt | while ( expr ) stmt | do stmt while ( expr ) ; | { stmts } stmts stmts stmt | ∈ 该文法二义性且不 能接受语句a=b=c expr …
句子“我是大学生”分析过程：
<代词><动词><直接宾语> <代词><动词><名词> <代词><谓语> 我是大学生
5
语法定义
<句子> → <主语><谓语> <主语> → <代词> | <名词> <代词> → 我 <名词> → 大学生 <谓语> → <动词><直接宾语> <动词> → 是 <直接宾语> → <代词>|<名词>
第
2
章
一个简单的语法制导 翻译器
1
语法定义程序模式，语义定义程序含义。 文法除了可以定义语言的语法外，还可以用于指导源程 序的翻译---语法制导翻译技术，对于组织编译器的前端 十分有用。 语法制导翻译器
源程序 （字符流） 词法单元 （记号流） 语法 分析树
词法 分析器
语法 分析器
中间代码 生成器
三地址 代码
(9-5)-2
Left 9-5-2
vs.
Right a=b=c
a=(b=c)
list list + digit | list - digit | digit
right letter = right | letter
digit 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9
string string string string 2 9 5
string string + string 9 string 5 2
二种不同的表达式，计算得结果不同： (9-5)+2 =6 和 9-(5+2)=2 文法的区别？
13
运算符的结合性：若操作数两边都有相同
的运算符，需要决定哪个运算符使用该操作数。
例子： (9–5)+2 95–2+
9–(5+2) 952+18
语法制导定义
每一文法符号有一Attributes（属性）的集合 每一产生式有一Semantic Rules（语义规则）的集合 属性 t ：每个非终结符相关联的是一个具有字符串值 的属性变量。
综合属性：其属性由本身及其子节点的属性值确定。 一棵分析树的所有综合属性值的计算只需一次自底向 上遍历分析树即可。
P1 P2
P3
P4.9 P4.5 P4.2
digit - digit + digit
9 - digit + digit 9 - 5 + digit 9-5+2
8
A More Complex Grammar
block begin optstmts end optstmts stmts | stmts stmts ; stmt | stmt stmt … stmt id ( optparams ) optparams params | params params , param | param param … stmts stmts ; stmt | stmt params params , param | param list list + digit | list - digit | digit What is this grammar for ? What does “” represent ?
Java语句子集文法
16
二、 语法制导翻译
把属性与文法规则&构造相结合，随着分析的
进展进行语义翻译：语法分析技术 + 属性翻
译文法构造技术
对文法的每一个符号，引进一些属性，在语法 分析过程中计算和传递属性值。属性的加工过 程即是语义的处理过程。 属性：表示与某个程序构造相关的任意的量， 代表与文法符号相关的信息。如：数据类型、 值、内存位置、符号表内容等。
Note: 关于 expr 的语义规则利用综合属性，综合属性 的值是从其它规则得到的。
20
注释分析树 --语法树上各节点关联属性 例子：9 - 5 + 2
expr
深度优先遍历： procedure visit(node N); {
expr.t =95-2+ term
expr
expr.t =95expr.t =9 term.t =5
符的结合性和优 先级表来构建
expr term factor digit
expr + term | expr – term | term term * factor | term / factor | factor digit | ( expr ) 0|1|2|3|…|9
使用一个非终结符 factor 表示表达式中的基本单元：是数字和带括号 的表达式；使用 expr 和 term 分别表示不同的优先级层次。
list list list digit
9
letter a | b | c | …| z
right
digit
5
digit
2
letter
a
=
right
=
-
letter
b
right
letter
c
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运算符的优先级
What does 9+5*2 mean?
算术表达式的文
优先级层次
* / + -
法可以根据操作
x1x2…xn 是 A 的儿子，可以是 NT 或 T
11
9 - 5 + 2 推导可以经由分析树（Parse Tree）表示。 list
list list + digit | list - digit | digit digit 0 | 1 | 2 | 3 | 4 |5|6|7|8|9
list
上下文无关文法 Context-free Grammar (CFG) :
–
终结符 (记号 T )集：是该文法所定义语言的基本符号集合
– 非终结符（语法变量 NT ）集：语法变量表示终结符串集合 – 产生式规则集，每个产生式形式为： NT {T, NT}*
–
指定一个非终结符为开始符号 S
从开始符号出发，反复替代符号串中的非终结符（用该符号产生式 右部），可以产生终结符串（记号串）。由一个文法的开始符号产 生的所有记号串形成了该文法定义的语言。 上下文无关文法：无需考虑产生式左部在上下文中出现的情况。
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list list + digit | list - digit | digit
利用文法推导出输入串: 9 - 5 + 2
list list + digit (P1) list list – digit(P2) list digit(P3) digit 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9(P4.0-P4.9) list list + digit list - digit + digit
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例子：中缀表达式翻译成后缀表达式
一个表达式E的后缀表示 Postfix(E)可以归纳定义为： 1. 如果 E 是一个常量或变量，则： Postfix(E) = E
2. 如果 E 是表达式 E1 op E2 ，则：Postfix(E) =
Postfix(E1 op E2) = Postfix(E1)Postfix(E2) op 3. 如果 E 是 (E1)，则 Postfix(E) = Postfix(E1)
翻译模式：将字符串作为属性值附加在分析树的结点 上，通过遍历分析树，从而得到翻译结果。
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expr expr – term | expr + term | term
term 0 | 1 | 2 | 3 | … | 9
字符串的连接 引入下标区分 同一非终结符 在同一产生式 中多次出现
CFG的 每条产生式规则有一个语义规则
Semantic Rule expr.t = expr1 .t || term.t || ‘+’ expr.t = expr1 .t || term.t || ‘-’ expr.t = term.t term.t = ‘0’ term.t = ‘1’ …. term.t = ‘9’
Production expr expr + term expr expr – term expr term term 0 term 1 …. term 9 Semantic Rule expr .t = expr1 .t || term .t || ‘+’ expr .t = expr1 .t || term .t || ’-’ expr .t = term .t term .t = ‘0’ term .t = ‘1’ …. term .t = ‘9’