程序设计语言与编译原理_第四章程序语言的设计
《C语言程序设计》教案
《C语言程序设计》教案教案一：《C语言程序设计》入门教学一、教学目标：1.了解C语言的基础知识和程序设计的基本原理；2.掌握C语言的基本语法和常见的数据类型；3.通过编写简单的C语言程序，提高学生的实践能力和解决问题的能力。
二、教学内容：1.第一章：C语言概述1.1C语言的发展历程；1.2C语言的特点和应用领域；1.3C语言的编译过程；1.4编写第一个C语言程序。
2.第二章：C语言程序结构2.1C语言程序的基本结构；2.2注释和预处理指令；2.3 main函数的定义和调用；2.4C语言程序的编译和运行。
3.第三章：数据类型和变量3.1基本数据类型的介绍和使用；3.2常量和变量的定义；3.3变量的赋值和运算；3.4数据类型转换和类型检查。
4.第四章：运算符和表达式4.1算术运算符和表达式；4.2关系运算符和表达式；4.3逻辑运算符和表达式；4.4条件运算符和表达式。
5.第五章：控制语句5.1顺序结构；5.2 分支结构（if语句、switch语句）；5.3 循环结构（while语句、do-while语句、for语句）；5.4 跳转语句（break语句、continue语句、goto语句）。
6.第六章：函数和递归6.1函数的定义和调用；6.2函数的参数和返回值；6.3递归函数的设计和实现；6.4标准库函数的使用。
三、教学方法：1.理论与实践相结合，讲解C语言的基本概念和语法规则，并通过编写代码实例进行实践；2.设置练习题目，帮助学生巩固所学知识；3.针对学生的不同程度，采用个别指导、小组合作等方式进行教学。
四、教学评估：1.课堂练习：通过解答问题、编写代码等方式，检测学生对知识点的理解和掌握情况；2.课后作业：布置练习题目，要求学生独立完成，并对学生的作业进行批改和评价；3.期末考试：采用笔试形式，考察学生对整个课程的掌握程度。
五、教学资源：1.教材：《C语言程序设计》；2.电子资源：包括编译器软件、IDE等，用于学生的编程实践。
计算机程序设计和编程语言
计算机程序设计和编程语言是现代社会中非常重要的技能和工具。
随着科技的不断发展，也在不断地演进，不断地提高着效率和精度。
一、计算机程序设计的概念计算机程序设计是指通过一定的程序语言，利用计算机来实现特定的功能或解决特定的问题的过程。
计算机程序设计可以分为系统程序设计和应用程序设计两种类型。
系统程序设计主要针对计算机操作系统的设计和实现，其目的是为了更好地控制计算机硬件和资源，提高系统的稳定性和可靠性。
应用程序设计则是为了解决特定的问题或者完成特定的任务。
应用程序可以分为各种类型，如文字处理程序、电子表格程序、图像处理程序等等。
二、编程语言的分类编程语言是计算机程序设计的重要工具，常见的编程语言有C 语言、Java语言、Python语言等等。
按照编程语言的特性和用途，编程语言可以分为以下三类：1. 机器语言：机器语言直接面向计算机的硬件操作系统，是一种计算机自动识别的语言。
2. 汇编语言：汇编语言是一种低级编程语言，是机器指令的助记符号的集合。
3. 高级语言：高级语言是指能够让程序员更方便地编写程序的语言，例如C语言、Java语言、Python语言等等。
三、C语言C语言是一种面向过程的编程语言，由贝尔实验室的Dennis Ritchie发明。
C语言在很多领域都有广泛的应用，例如嵌入式系统、操作系统、编译器等等。
C语言具有以下优点：1. 语法简单：C语言的语法相对来说比较简单，易于学习和掌握。
2. 代码可移植性强：C语言写出的程序可以在多个平台上使用，具有很好的代码可移植性。
3. 效率高：C语言编写的程序运行速度快，效率高。
四、Java语言Java语言是一种面向对象的编程语言，由Sun公司发明。
Java语言广泛应用于网络和企业级应用程序。
Java语言的特点如下：1. 跨平台：Java语言编写的程序可以在不同的平台上运行，具有很好的跨平台性。
2. 简单易学：Java语言的语法相对来说比较简单，易于学习和掌握。
计算机程序设计语言与编译原理
计算机程序设计语言与编译原理计算机程序设计语言和编译原理是计算机科学与技术中非常重要的两个方向，它们相互关联，相辅相成，在软件开发领域起着至关重要的作用。
本文将介绍计算机程序设计语言和编译原理的基本概念、原理和应用，并附带答案和解析以供参考。
第一节：计算机程序设计语言的基本概念与分类计算机程序设计语言是计算机人机交互的桥梁，是一种特殊的符号系统，用于描述计算机程序的结构和行为。
根据语言的形式和特点，计算机程序设计语言可以分为编译型语言和解释型语言两大类。
1. 编译型语言编译型语言是将程序源代码编译为目标代码后再执行的语言。
它的执行效率较高，但开发周期较长。
常见的编译型语言有C、C++和Pascal等。
2. 解释型语言解释型语言是将程序源代码逐行解释执行的语言。
它的开发周期较短，但执行效率相对较低。
常见的解释型语言有Python、JavaScript和Ruby等。
第二节：编译原理的基本概念与过程编译原理是研究将高级语言程序翻译成等价的机器语言程序的原理和方法。
它包括词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成、代码优化和目标代码生成等基本过程。
1. 词法分析词法分析是将字符序列转换为单词序列的过程。
它通过正则表达式和有限自动机等方法识别出程序中的关键字、标识符和常量等。
2. 语法分析语法分析是将单词序列转换为语法树的过程。
它通过上下文无关文法和语法分析算法（如LL算法和LR算法）来分析语法结构。
3. 语义分析语义分析是对语法树进行静态语义检查和语义动作的过程。
它通过符号表和类型检查等方法确保程序的语义正确性。
4. 中间代码生成中间代码生成是将高级语言程序转换为一种类似于汇编语言的中间代码的过程。
它既保留了源程序的结构，又利于后续的代码优化。
5. 代码优化代码优化是对中间代码进行变换和重组，以改进程序的执行效率和资源利用率的过程。
它可以包括常数合并、循环展开和指令调度等优化技术。
6. 目标代码生成目标代码生成是将中间代码转换为目标机器代码的过程。
编译原理第二版课后习答案
《编译原理》课后习题答案第一章第 1 章引论第 1 题解释下列术语：（1）编译程序（2）源程序（3）目标程序（4）编译程序的前端（5）后端（6）遍答案：（1）编译程序：如果源语言为高级语言，目标语言为某台计算机上的汇编语言或机器语言，则此翻译程序称为编译程序。
（2）源程序：源语言编写的程序称为源程序。
（3）目标程序：目标语言书写的程序称为目标程序。
（4）编译程序的前端：它由这样一些阶段组成：这些阶段的工作主要依赖于源语言而与目标机无关。
通常前端包括词法分析、语法分析、语义分析和中间代码生成这些阶段，某些优化工作也可在前端做，也包括与前端每个阶段相关的出错处理工作和符号表管理等工作。
（5）后端：指那些依赖于目标机而一般不依赖源语言，只与中间代码有关的那些阶段，即目标代码生成，以及相关出错处理和符号表操作。
（6）遍：是对源程序或其等价的中间语言程序从头到尾扫视并完成规定任务的过程。
第 2 题一个典型的编译程序通常由哪些部分组成？各部分的主要功能是什么？并画出编译程序的总体结构图。
答案：一个典型的编译程序通常包含 8 个组成部分，它们是词法分析程序、语法分析程序、语义分析程序、中间代码生成程序、中间代码优化程序、目标代码生成程序、表格管理程序和错误处理程序。
其各部分的主要功能简述如下。
词法分析程序：输人源程序，拼单词、检查单词和分析单词，输出单词的机内表达形式。
语法分析程序：检查源程序中存在的形式语法错误，输出错误处理信息。
语义分析程序：进行语义检查和分析语义信息，并把分析的结果保存到各类语义信息表中。
中间代码生成程序：按照语义规则，将语法分析程序分析出的语法单位转换成一定形式的中间语言代码，如三元式或四元式。
中间代码优化程序：为了产生高质量的目标代码，对中间代码进行等价变换处理。
目标代码生成程序：将优化后的中间代码程序转换成目标代码程序。
表格管理程序：负责建立、填写和查找等一系列表格工作。
表格的作用是记录源程序的各类信息和编译各阶段的进展情况，编译的每个阶段所需信息多数都从表格中读取，产生的中间结果都记录在相应的表格中。
编译第4章
词法分析
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。
学习目标 １．掌握有限自动机与正规文法、正规 式之间的转换。 ２．能够构造词法分析程序，完成实验 1。
4.1 词法分析程序的设计 4.2 单词的描述工具 4.3 有穷自动机 4.4 正规式与有穷自动机的等价性 4.5 正规文法和有穷自动机的等价性 4.6 词法分析程序的自动构造工具 小结
正规式 a ab ab (ab)(ab) a 正规集 {a} {a,b} {ab} {aa,ab,ba,bb} { ,a,a,…任意个a串}
正规式: (ab) 正规集: { ,a,b,aa,ab ……所 有由a和b组成的串} 正规式:(ab) (aabb)(ab) 正规集:{上所有含有两个相继 的a或两个相继的b组成的串}
DFA M=（{S，U，V，Q}，{a，b}，f， S，{Q}）其中f定义为：
f（S，a）=U f（S，b）=V f（U，a）=Q f（U，b）=V f（V，a）=U f（V，b）=Q f（Q，a）=Q f（Q，b）=Q
一个DFA可以表示成一个状态图(或称状态 转换图)。画法为： 1、假定DFA M含有m个状态，n个输入字 符，那么这个状态图含有m个结点，每个 结点最多有n个弧射出。 2、整个图含有唯一一个初态结点和若 干个终态结点，初态结点冠以双箭头 “=>”或标以“-”，终态结点用双圈表示 或标以“+”。 3、若 f(ki,a)=kj，则从状态结点ki到 状态结点kj画标记为a的弧；
DFA M 的矩阵表示
状态 字符
S U V Q
a U Q U Q
b V V Q Q
0 0 0 1
为了说明DFA如何作为一种识别机制,我 们还要理解下面的定义
《编译原理》教学大纲
《编译原理》教学大纲大纲说明课程代码： 3225003总学时： 64 学时（讲课 48 学时，实验16 学时）总学分： 4课程类别：学科基础课适用专业 : 计算机科学与技术（专业）预修要求： C 语言程序设计、 C++ 程序设计、数据结构课程的性质、任务及地位：《编译原理》是计算机科学与技术专业的一门重要基础课。
通过对该课程的学习，使学生掌握编译过程中的相关原理和编译技术，让学生能初步进行编译程序的开发和维护，同时促进提高学生开发软件的能力。
教学目的与基本要求：本课程的目的，通过向学生讲述编译系统的结构、工作流程及编译程序各部分的设计原理和实现技术，使学生既掌握编译技术理论的基础与基本知识，也具有设计、实现、分析和维护编译程序等方面的初步能力。
本课程理论性较强。
因授课对象为工科学生，所以在强调编译系统的构造原理和实现方法的同时，为培养学生的实际工作能力，通过上机实践进一步加深学生对课堂教学内容的理解。
目的是要使学生牢固掌握相关的基本理论和基本方法，并能初步利用上述理论和方法解决简单实际问题。
教学方法和教学手段的建议：在教学方法上，贯彻理论联系实际、“精讲、多练”的原则，进行案例式、启发式的教学，对于一些实际性较强的问题要多采用课堂讨论等方式，以提高学生的思辨能力和学习的主动性；引导学生读书、理解、体悟、运用相结合；提高学生的学习兴趣与热情，培养与发挥学生的提出、分析及解决问题的能力。
教学手段：运用多媒体教学手段 +黑板 +上机实验的手段。
采取课堂讲授、课堂讨论、课后练习与自学等形式。
大纲的使用说明：大纲对课程性质、目的等作简单说明，同时列出各章节要学习的知识点、重点、难点，便于教学时教授重点的安排和学生自学安排。
大纲正文第一章引论学时： 4 学时（讲课 4 学时，实验 0 学时）了解编译的概念；理解编译程序的各组成部分及功能。
本章讲授要点：介绍程序设计语言与编译程序间的关系，主要内容包括：各级程序设计语言的定义、源程序的执行、编译程序的构造、编译程序的分类、形式语言理论与编译实现技术的联系。
程序设计语言原理
程序设计语言原理程序设计语言是计算机与人之间进行交流的工具，它是计算机系统的核心组成部分。
程序设计语言的使用是为了编写和构建计算机程序，以实现特定的任务和功能。
程序设计语言原理涉及到语法、语义、编程范式、编译原理等方面的知识。
一、程序设计语言的分类根据不同的分类标准，程序设计语言可以分为多种类型。
最常见的分类方式是根据编程范式，包括命令式、函数式、逻辑式、面向对象等编程范式。
每种编程范式都有其独特的语法和特性，可以满足不同的编程需求。
1. 命令式编程语言命令式编程语言是最常见和最广泛使用的编程语言类型，代表性的语言包括C、C++、Java等。
它通过一系列的指令来告诉计算机进行哪些操作，以实现具体的功能。
命令式编程语言提供了丰富的控制结构和数据类型，可以高效地进行程序设计。
2. 函数式编程语言函数式编程语言的设计理念是将计算过程视为函数的求值过程，代表性的语言包括Haskell、Lisp、Scheme等。
函数式编程语言强调函数的纯粹性和无状态性，通过函数的组合和应用来实现程序的逻辑。
3. 逻辑式编程语言逻辑式编程语言的设计理念是基于谓词逻辑，代表性的语言包括Prolog、Datalog等。
逻辑式编程语言通过定义事实和规则，通过逻辑推理来实现程序的功能。
4. 面向对象编程语言面向对象编程语言的设计理念是将程序视为对象的集合，代表性的语言包括C++、Java、Python等。
面向对象编程语言通过类和对象的概念，将数据和方法进行封装和抽象，实现程序的模块化和可复用性。
二、程序设计语言的语法和语义程序设计语言的语法规定了程序中各个元素的组成方式和语法结构，描述了程序可以使用的语言结构和表达式。
语法规则通常包括关键字、标识符、变量、常量、运算符、控制结构等，不同的语言具有不同的语法规则。
程序设计语言的语义定义了程序元素的含义和行为，描述了程序在运行时的语义规则和执行过程。
语义规则包括变量的作用域、类型的检查、运算符的优先级和关联规则等。
第四章 程序语言的性质
1型文法—上下文有关文法
产生式的形式为： , 其中任意非终结符 串， 是终结符和非终结符的任意序列，但 中的符号个数应不多于的符号个数
从开始符开始导出的串的长度是递增的 在生成串时，需要使用固定数量的存储空间，例如 识别上下文无关文法无法识别的串ancnbn 上下文有关文法太复杂，很难用于程序设计语言 人们对上下文有关文法的很多特征还不太清楚
这是综合属性，包含程序中声明的名字集合。该属性 可以沿树向下传递，成为继承属性，用于正确地生成 数据的代码。
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属性文法的使用
首先创建语法分析树。属性文法假设你已经知道表达 式是如何推导出来的，它并不关心是如何分析推导出 来的。 定义属性的函数可以是任意给定的，因此定义属性的 过程完全是手工完成的。 如果只有综合属性，并且文法是 LR(k)，那么，属性 文法可以用来在语法分析时自动产程中间代码。 这就是 YACC 如何工作的，它利用属性文法来计算所 有非终结符的值。
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属性文法
例：考虑算术表达式的简单文法。
E→T|E+T T→P|T×P P→I|(E)
其语义通过文法中非终结符间的关系集合定义。如： 下面函数生成该文法生成的任意表达式的值：
产生式 E→E+T E→ T T→T×P T→P P→ I P→(E) 属性 Value(E1)=V(E2)+V(T) V(E)=V(T) V(T1)=V(T2)×V(P) V(T)=V(P) V(P)=数I的值 V（P）=V（E）
如Hoare的公理语义。
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语义建模（5）—规约模型
描述实现程序的各个函数的关系，只要 我们可以证明一个实现符合了所有的函 数间的关系，则称实现相对于规约是正 确的。 代数数据类型是形式规约的一种形式。
编译原理复习
编译原理复习《编译原理》第⼀章：绪论1.翻译器：把⼀种语⾔变换到另外⼀种语⾔的软件。
这两种语⾔分别称为源语⾔和⽬标语⾔。
2.编译器：⼀种翻译器，它的⽬标语⾔⽐源语⾔低级。
3.典型的编译器可以划分成6个逻辑阶段：词法分析，语法分析，语义分析，中间代码⽣成，代码优化，代码⽣成。
4.按照对⽬标机器的依赖性，把编译过程分成前端（依赖于源语⾔，独⽴于⽬标机器）和后端（依赖于⽬标机器，独⽴于源语⾔,只与中间语⾔有关（从中间代码⽣成⽬标代码））。
5.前端包括：词法分析，语法分析，语义分析，中间代码⽣成。
6.后端包括：代码优化，代码⽣成。
7.解释器：不同于编译器的另⼀类语⾔处理器，直接执⾏源程序所指定的运算。
解释器的执⾏效率⽐编译器低，因为解释器⽆法解开循环。
8.遍：编译的⼏个阶段常⽤⼀遍（pass）扫描实现，⼀遍扫描包括读⼀个输⼊⽂件和写⼀个输出⽂件。
《编译原理》第⼆章：词法分析⼀些概念：1.词法单元：⼜称单词，是编程语⾔中合法的字符串。
2.词法记号：满⾜某种规则的词法单元，采⽤同⼀种记法——词法记号。
该规则称为模式。
3.模式：描述词法单元与词法记号对应关系的规则。
是描述源程序中某个记号的词法单元集合的规则。
4.字母表：符号的有限集合，例：∑={0,1}串：符号的有穷序列，例：0110,ε语⾔：字母表上的⼀个串集{ε,0,00,000,…},{ε},?正规式（运算符的优先级：*>连接运算>|）N F A是这样⼀个数学模型，包括1)状态集合S2)输⼊字母表∑3)转换函数m o v e:S?(∑?{ε})→P(S)4)唯⼀的初态s∈S5)终态集合F?SD F A是这样⼀个数学模型，包括1)状态集合S2)输⼊字母表∑3)转换函数m o v e:S?∑→S4)唯⼀的初态s∈S5)终态集合F?S第三章语法分析3.1 上下⽂⽆关⽂法上下⽂⽆关⽂法是四元组（V T , V N, S , P ）1) V T: 终结符集合(⾮空有限集合，记号名是其同义词)2) V N: ⾮终结符集合（⾮空有限集合）3) S : 开始符号4) P : 产⽣式集合，产⽣式形式 : A →α上下⽂⽆关⽂法没有强制的顺序关系。
计算机编译原理
本课程的目的
构造编译器基本知识
编译的阶段和相关的活动 相关数据结构和算法
计算机科学中相关的基础理论
形式语言与自动机
进一步加深对软件开发的认识
第一章 概述
【课前思考】 ◇ 什么是编译程序？ ◇ 编译过程和编译程序的结构？ 【学习目标】 介绍语言翻译的基本概念
程序和语言 翻译和解释
介绍翻译的步骤和相关的活动 介绍编译器的开发方法
输入字符串（即源程序） 输出单词符号（最基本的语法单位） 。
词法分析举例
一个C源程序片段：
int a; a=a+2; 词法分析后返回(如右 图)：
单词类型 保留字 标识符 界符 标识符 算符(赋值) 标识符 算符(加) 整数 界符 单词值 int a ; a = a + 2 ；
(2) 语法分析（Syntax analysis）
程序的执行方式
高级语言程序通常采用两种方式执行：解释方 式和翻译方式 解释方式：逐个语句地分析和执行，如Basic， Prolog
优点：易于查错 缺点：效率低，运行速度慢
翻译方式：对整个程序进行分析，翻译成等价 机器语言程序后执行，如Pascal，Fortran，C
优点：只需分析和翻译一次， 缺点：在运行中发现的错误必须在源程序中查找
编译程序的功能
从功能上看，一个 编译程序就是一个 语言翻译程序。 源语言通常是一个 高级语言，如 FORTRAN，C 或 Pascal。 目标语言通常是一 个低级语言,如汇编 或机器语言。
出错和警告信息
编译程序
源语言程序
目标语言程序
T形图
常用T形图来表示编译程序涉及的三个语言： S I 其中： S:源语言(程序)，Source language(program) O:目标语言(程序), target/object language(program) I:实现语言, implementation language O
第四章 用C语言编程1
数据类型、运算符与表达式
常用运算符
算数运算符 + - * / % ++ - 关系运算符 > < == != <= >= 逻辑运算符 && || ! 位运算符 & | ^ << >> ~ 逗号运算符 ， 赋值运算符 = 取地址运算符 & 指针运算符 * 条件运算符 <表达式1>?<表达式2>:<表达式3> 长度运算符 sizeof 复合运算符 += -= *= /= &= ^= |= <<= >>= 16
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函数
函数参数传递的方法 传值调用（传值）：将实际参数的值传递给被 调用函数。此时，形式参数值的变化对实际参 数没有任何影响 引用调用（传地址）：将实际参数的地址传递 给被调用函数。如，传递一个数组名。此时， 形式参数与实际参数在内存中共用一个地址， 所以，即形式参数的与实际参数操作的是同一 个内存单元，所以形参值的变化就是实参值的 变化。
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循环语句
while （循环表达式） { 循环体 }
do { 循环体 } while （循环表达式）
for (初始化表达式；循环表达式；增量表达 式) { 循环体； }
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函数
函数定义的形式：
存储类型 数据类型 函数名（参数表） 参数说明； { 函数体； } 函数名是符合C语言语法规则的标识符 数据类型是基本数据类型或指针 参数表中是形式参数的列表 参数说明是对参数的变量类型进行定义 函数体是函数的执行部分，要实现的功能写在这里
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函数
函数返回值 函数可以返回一个值给调用它的函数。 返回语句 return 表达式； return（表达式）； 无函数也可以不返回值，此时可以只写一个 return；也可以什么都不写。 函数只能返回一个值 不返回值的函数可定义为void类型
C语言程序设计第三版
c语言程序设计第三版C语言程序设计第三版是一本面向初学者和中级程序员的教材，它不仅涵盖了C语言的基础知识，还深入探讨了高级编程技巧和最佳实践。
这本书的第三版在前两版的基础上进行了更新和改进，以适应现代编程环境和教学需求。
第一章：C语言简介本章介绍了C语言的历史和特点，包括其结构化编程的特性和在操作系统、嵌入式系统等领域的广泛应用。
同时，也简要介绍了C语言的编译和运行过程。
第二章：C语言基础这一章是C语言编程的入门，涵盖了变量、数据类型、运算符和表达式等基本概念。
通过实例代码，读者可以学习到如何声明变量、进行算术运算和逻辑运算。
第三章：控制结构控制结构是程序流程控制的核心，本章详细介绍了条件语句（if、switch）、循环语句（for、while、do-while）以及跳转语句（break、continue、goto）的使用方法和应用场景。
第四章：函数函数是C语言模块化编程的基础，本章介绍了函数的定义、声明、调用以及参数传递。
此外，还探讨了递归函数和内联函数的概念。
第五章：数组和字符串数组是存储多个数据项的集合，而字符串则是特殊的字符数组。
本章讲解了一维数组、多维数组、字符串的声明、初始化和操作，以及字符串处理函数的使用。
第六章：指针指针是C语言中非常强大的特性，它允许程序员直接操作内存地址。
本章深入讲解了指针的基本概念、指针与数组的关系、指针的算术运算以及函数指针。
第七章：结构体和联合体结构体和联合体是C语言中用于创建复杂数据结构的工具。
本章介绍了如何定义和使用结构体、联合体以及枚举类型，以及它们在实际编程中的应用。
第八章：预处理器预处理器是C语言编译过程中的一个阶段，它处理源代码中的宏定义、文件包含和条件编译等指令。
本章解释了预处理器的工作原理和常用指令。
第九章：文件操作文件操作是程序与外部世界交互的一种方式。
本章介绍了文件的打开、关闭、读写和定位等操作，以及文件指针的使用。
第十章：动态内存分配动态内存分配允许程序在运行时分配和释放内存。
编译原理教案
编译原理教案说明：一、参考书：1、陈意云、张昱：《编译原理》，高等教育出版社，2003年。
2、陈意云、张昱：《编译原理习题精选》，中国科技大学出版社，2003年。
3、吕映芝、张素琴、蒋维杜：《编译原理》，清华大学出版社，1998年第二版。
4、王生原、吕映芝、张素琴：《编译原理课程辅导》，清华大学出版社，2007年。
5、伍春香：《编译原理习题与解析》，清华大学出版社，2001年。
6、Andrew W.Appel：《现代编译原理—C语言描述》，人民邮电出版社，2005年。
7、Noam Nison等：《计算机系统要素》，电子工业出版社，2007年。
8、Randall Hyde：《编程卓越之道（第二卷）》，电子工业出版社，2007年。
二、教学目的：通过学习形式语言与自动机理论、词法分析、语法分析、语义分析、代码优化和生成等内容使学生掌握构造编译程序的基本原理和基本方法，并通过上机实习使学生进一步掌握开发应用程序的基本方法，为深入理解计算机系统、程序设计语言与开发大型应用程序打下良好的基础。
三、教学时数：课堂教学51学时，上机实验30学时。
四、授课内容：第一章编译程序概述第二章 PL/0编译程序的实现第三章文法和语言第四章词法分析第五章自顶向下语法分析方法第六章自底向上优先分析方法第七章 LR分析方法第八章语法制导翻译和中间代码生成第九章符号表第一○章目标程序运行时的存储组织第一一章代码优化第一二章代码生成第一章概述一、说明：1、教学目的与要求：了解编译程序的概念、结构以及工作流程。
2、主要内容：什么是编译程序、编译过程概述、编译程序的结构、编译阶段的组合、编译技术和软件工具以及实例分析。
3、教学重点：编译程序的结构以及每一阶段的任务。
4、教学难点：理解编译程序各模块的判错功能、编译方式和解释方式执行速度上的不同。
二、教学内容第一节编译程序1、机器语言：直接用计算机能够识别的二进制代码指令来编写程序的语言。
编译原理第三版答案
编译原理第三版答案编译原理是计算机科学中非常重要的一门课程，它涉及到程序设计语言的语法、语义和编译器的设计与实现等内容。
《编译原理》（Compilers: Principles, Techniques, and Tools）是编译原理领域的经典教材，由Alfred V. Aho、Monica S. Lam、Ravi Sethi和Jeffrey D. Ullman合著，已经出版了三个版本。
本文将针对《编译原理》第三版中的习题和答案进行整理和总结，以帮助学习者更好地理解和掌握编译原理相关知识。
第一章，引论。
1.1 什么是编译器？编译器是一种将源程序翻译成目标程序的程序，它包括词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成、代码优化和目标代码生成等阶段。
1.2 编译器的主要任务是什么？编译器的主要任务是将高级语言程序翻译成等价的目标程序，同时保持程序的功能和性能。
1.3 编译器的结构包括哪些部分？编译器的结构包括前端和后端两部分，前端包括词法分析、语法分析和语义分析，后端包括中间代码生成、代码优化和目标代码生成。
第二章，词法分析。
2.1 什么是词法分析？词法分析是编译器中的第一个阶段，它将源程序中的字符序列转换成单词（Token）序列。
2.2 词法分析的主要任务是什么？词法分析的主要任务是识别源程序中的单词，并将其转换成单词符号表中的标识符。
2.3 词法分析中常见的错误有哪些？词法分析中常见的错误包括非法字符、非法注释、非法标识符等。
第三章，语法分析。
3.1 什么是语法分析？语法分析是编译器中的第二个阶段，它将词法分析得到的单词序列转换成抽象语法树。
3.2 语法分析的主要任务是什么？语法分析的主要任务是识别源程序中的语法结构，并检查语法的正确性。
3.3 语法分析中常见的错误有哪些？语法分析中常见的错误包括语法错误、缺失分号、缺失括号等。
第四章，语义分析。
4.1 什么是语义分析？语义分析是编译器中的第三个阶段，它对源程序的语义进行分析和处理。
编译原理pdf
编译原理pdf编译原理是计算机科学中的一门重要课程，它涉及到计算机程序的编写、编译和执行过程，对于理解计算机程序的工作原理和优化程序性能具有重要意义。
本文将介绍编译原理的基本概念、主要内容和相关知识点，并提供编译原理pdf文档供大家学习参考。
编译原理是指将高级语言程序翻译成机器语言程序的过程，这个过程主要包括词法分析、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阶段。
在这个过程中，编译器需要将高级语言程序转换成中间代码，然后再将中间代码转换成目标机器的机器语言程序，最终实现程序的执行。
在编译原理的学习过程中，我们需要了解一些基本概念，比如文法、自动机、语法分析、语义分析、中间代码等。
文法是描述程序语言结构的形式化方法，它由终结符、非终结符、产生式和起始符号组成。
自动机是一种抽象的数学模型，用来描述程序的执行过程。
语法分析是指根据给定的文法规则，将输入的程序文本分析成语法树的过程。
语义分析是指确定程序文本的含义和执行过程的过程。
中间代码是指将高级语言程序转换成的一种中间形式，它比源程序更接近目标机器的机器语言程序。
编译原理pdf文档是学习编译原理的重要资源，它可以帮助我们更好地理解编译原理的基本概念和知识点。
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总之，编译原理是计算机科学中的重要课程，它涉及到计算机程序的编写、编译和执行过程，对于理解计算机程序的工作原理和优化程序性能具有重要意义。
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编译原理实用教程(Tsu版电子教案)
编译原理实用教程(Tsu版电子教案)第一章：编译原理概述1.1 编译器的作用与重要性解释编译器将高级语言程序转换为机器语言程序的过程强调编译技术在软件开发中的核心地位1.2 编译原理的基本概念介绍编译程序的基本组成部分：词法分析、语法分析、语义分析、中间代码、代码优化和目标代码解释各个部分的作用和相互关系1.3 编译过程的分类解释编译过程的两种类型：编译和解释对比编译和解释的优缺点，以及在实际应用中的选择依据1.4 编译器的工作流程详细描述编译器从读取、解析、优化到目标代码的整个过程通过实例展示编译器各阶段的工作内容第二章：词法分析2.1 词法分析的作用与重要性解释词法分析器对源程序进行词法单元划分的过程强调词法分析在编译过程中的基础作用2.2 词法规则与词法分析器的实现介绍词法规则的定义与分类，如标识符、关键字、常量等讲解正则表达式在词法分析中的应用解释词法分析器的实现方法，如有限自动机2.3 词法分析举例通过示例展示词法分析器如何对进行词法单元划分分析常见词法错误及其处理方式2.4 词法分析器的测试与优化介绍词法分析器的测试方法与测试用例设计讲解词法分析器的优化技术，如词法重叠、词法预测等第三章：语法分析3.1 语法分析的作用与重要性解释语法分析器对源程序进行语法结构分析的过程强调语法分析在编译过程中的核心地位3.2 上下文无关文法与语法分析树介绍上下文无关文法的定义与表示方法讲解如何构建语法分析树，以及语法分析树的作用3.3 语法分析算法讲解常见的语法分析算法，如递归下降分析、LL分析、LR分析等解释各种算法的原理与应用场景3.4 语法分析举例通过示例展示语法分析器如何对进行语法结构分析分析常见语法错误及其处理方式第四章：语义分析4.1 语义分析的作用与重要性解释语义分析器对源程序进行语义检查的过程强调语义分析在编译过程中的关键地位4.2 基本语义规则与语义分析方法介绍基本语义规则的定义与分类，如类型检查、变量声明等讲解语义分析的方法，如静态语义分析、动态语义分析等4.3 语义分析举例通过示例展示语义分析器如何对进行语义检查分析常见语义错误及其处理方式4.4 语义分析的优化介绍语义分析的优化技术，如类型推断、代码简化等讲解如何提高语义分析的效率与准确性第五章：中间代码5.1 中间代码的作用与重要性解释中间代码在编译过程中的作用与重要性强调中间代码技术在代码优化环节的关键地位5.2 中间代码的表示方法介绍中间代码的表示方法，如三地址码、四地址码等讲解如何设计中间代码的语法规则与操作语第六章：代码优化6.1 代码优化的作用与重要性解释代码优化在编译过程中的作用与重要性强调代码优化对提高程序性能的关键地位6.2 常见代码优化技术讲解常见的代码优化技术，如常量折叠、死代码消除、循环优化等解释各种优化技术的原理与应用场景6.3 代码优化策略与实现介绍代码优化策略的定义与分类，如基于规则的优化、基于域的优化等讲解如何实现代码优化算法，以及优化算法的评估与选择6.4 代码优化举例通过示例展示代码优化器如何对中间代码进行优化分析优化后的代码在性能上的提升及其原因第七章：目标代码7.1 目标代码的作用与重要性解释目标代码器将中间代码转换为机器语言的过程强调目标代码在编译过程中的关键地位7.2 目标代码的策略与技术介绍目标代码的策略与技术，如寄存器分配、指令调度等讲解如何实现高效的目标代码算法7.3 目标代码举例通过示例展示目标代码器如何将中间代码转换为机器语言分析目标代码在性能上的优化及其原因7.4 目标代码的优化介绍目标代码的优化技术，如指令拼接、循环展开等讲解如何提高目标代码的执行效率与性能第八章：错误处理与调试8.1 错误处理的作用与重要性解释编译器在错误处理过程中的作用与重要性强调错误处理对提高程序质量和开发效率的关键地位8.2 错误分类与错误报告介绍编译器中常见的错误类型，如语法错误、语义错误等讲解如何清晰的错误报告，以及错误报告的格式与内容8.3 错误处理策略与实现介绍错误处理策略的定义与分类，如语法错误恢复、语义错误提示等讲解如何实现有效的错误处理算法8.4 调试技术与工具讲解调试技术在程序开发中的作用与重要性介绍常见的调试工具及其使用方法，如GDB、Visual Studio等第九章：编译器性能评估与优化9.1 编译器性能评估的作用与重要性解释编译器性能评估在编译器开发过程中的作用与重要性强调性能评估对提高编译器质量和性能的关键地位9.2 编译器性能评估指标与方法介绍编译器性能评估的指标，如执行时间、内存占用等讲解编译器性能评估的方法，如基准测试、性能分析等9.3 编译器性能优化技术讲解编译器性能优化技术，如代码分区、并行计算等解释各种优化技术对编译器性能的提升及其原因9.4 编译器性能评估与优化的实践通过实践案例展示如何对编译器进行性能评估与优化分析性能优化后的编译器在性能上的提升及其原因第十章：现代编译技术发展趋势10.1 现代编译技术的发展趋势介绍现代编译技术的发展趋势，如即时编译、代码移动计算等强调现代编译技术在提高程序性能和能源效率方面的关键地位10.2 云计算与编译技术讲解云计算环境下的编译技术挑战与机遇介绍云计算环境下的编译技术研究与应用10.3 与编译技术解释技术在编译器开发中的应用介绍基于的编译技术研究与实践10.4 编译器未来的挑战与机遇分析编译器在未来的挑战与机遇，如异构计算、量子计算等探讨编译器研究和发展的新方向重点和难点解析重点环节一：词法分析词法分析器的实现方法，如有限自动机词法分析举例重点环节二：语法分析语法分析算法语法分析举例重点环节三：语义分析基本语义规则与语义分析方法语义分析举例重点环节四：中间代码中间代码的表示方法重点环节五：代码优化常见代码优化技术代码优化策略与实现重点环节六：目标代码目标代码的策略与技术目标代码举例重点环节七：错误处理与调试错误处理策略与实现调试技术与工具重点环节八：编译器性能评估与优化编译器性能评估指标与方法编译器性能优化技术重点环节九：现代编译技术发展趋势云计算与编译技术与编译技术编译器未来的挑战与机遇全文总结和概括：本教案详细介绍了编译原理的实用教程，包括编译原理概述、词法分析、语法分析、语义分析、中间代码、代码优化、目标代码、错误处理与调试、编译器性能评估与优化以及现代编译技术发展趋势等十个章节。
《编译原理》西北工业大学第三版课后答案
第一章绪论1.1何谓源程序、目标程序、翻译程序、编译程序和解释程序?它们之间可能有何种关系?1.2一个典型的编译系统通常由哪些部分组成?各部分的主要功能是什么?1.3选择一种你所熟悉的程序设计语言，试列出此语言中的全部关键字，并通过上机使用该语言以判明这些关键字是否为保留字。
1.4选取一种你所熟悉的语言，试对它进行分析，以找出此语言中的括号、关键字END以及逗号有多少种不同的用途。
1.5试用你常用的一种高级语言编写一短小的程序，上机进行编译和运行，记录下操作步骤和输出信息，如果可能，请卸出中间代码和目标代码。
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。
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个合式(well-formed)的程序。
例：字符串 0.5x1+c 其中，0.5、x1、等称单词符号，而表达 式称语言的一个语法范畴或语法单位。
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程序设计语言与编译
语法
词法规则：单词符号的形成规则。
– 单词符号是语言中具有独立意义的最基本结构 。一般包括：常数、标识符、基本字、算符、 界符等。
<主语>→I|Students, <谓语>→Study|Run} S=<语句>
③ 语言:所有句子的集合
④ 标识符和表达式描述
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程序设计语言与编译
标识符
<标识符>→<字母> <标识符>→<标识符><字母> <标识符>→<标识符><数字> <字母>→A|…|Z|a|…|z <数字>→0|…|9
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程序设计语言与编译
一个程序语言是一个记号系统
• 程序语言由两方面定义：
– 语法 – 语义 – 语用
语言＝语法＋语义 语法:用以构造程序及其成分的一组规则的集合 语义:用以规定语法正确的程序或其成分的含义的一组规
则的集合 语用分析:是对自然真实语言经过语法分析，语义分析后， 更高级的语言学分析。
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程序设计语言与编译 1. 语 法
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程序设计语言与编译
语言的定义
语言的定义可以从生成（文法） 和识别（语法图）的观点进行。
程序设计语言与编译
2.生成的观点
① 一个简单英语句子的描述 I/Students Study/Run
如何描述？
<语句>→<主语><谓语> <主语>→I|Students <谓语>→Study|Run
每一行称为一条语法规则；
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程序设计语言与编译
程序
自上而下：
每一层由其
下层部分组 成。
子程序或分程序
语句
自下而上：
通过对下层成 分的理解来掌 握上层成分， 从而掌握整个 程序。
表达式
数据引用
算符
函数调用
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程序设计语言与编译
一.语法
1.几个术语
①字 母 表:语言允许使用字符的集合,其元素称为字符 ②符 号:由字符组成的有限串（字符串） ③字 汇 表:由符号组成的集合，其元素称为字 ④词法规则:规定什么样的字符串可以构成语言的有效符号 ⑤语法规则:确定一个符号序列是否为一个句子, 并提供句子 的结构（什么样的符号序列是合法的）
终结符、非终结符
注意：描述以上规则的符号系统称为巴科斯-诺 尔范式，即通常的BNF（Backus-Naur Form）。
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程序设计语言与编译
② 文法
在形式语言中，上述例子可写成文法 G=(N,T,P,S)其中
N={<语句>,<主语>,<谓语>} T={I,students,study,run} P={<语句>→<主语><谓语>,
程序设计语言与编译
第四章 程序语言的设计
第2章和第3章分别讨论了程序设计 语言的数据类型和控制结构，
分别描述程序的数据结构和算法。 本章介绍语言的设计方法。
程序设计语言与编译
主要内容 1.语言的定义
语法：定义语言是否合法的一组规则 语义：用以规定程序或其成分的含义 2.文法：定义语言语法的形式化规则 3.语言的设计
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程§序4设.1计程语序言语与言编的译定义
程序设计语言是用来描述计算机所执行的 算法的形式表示；
语言定义是语言实现的基础： 从语言用户角度看
– 语言初等成分的实际含义是什么？ – 如何有意义地使用它们？ – 怎样以有意义的方式组合它们？
从编译程序设计者角度看
– 哪些构造允许出现
» 即使一时不能看出某种构造的实际应用，或者判断实现该结 构会导致严重的困难，但仍必须严格根据语言的定义实现它3
– 描述工具：有限自动机
语法规则：语法单位的形成规则。
– 语法单位通常包括：表达式、语句、分程序、 过程、函数、程序等;
– 描述工具：上下文无关文法
本课程中，有限自动机和上下文无关文 法是词法分析和语法分析的主要理论基础。
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程序设计语言与编译 2. 语 义
• 语义：一组规则，用它可以定义一个程 序的意义。
• 描述方法：
– 自然语言描述：隐藏错误、二义性和不完整 性
– 形式描述：
操作语义(PL/1) 指称语义(ADA) 代数语义(PASCAL)
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程序设计语言与编译
程序语言的基本功能和层次结构
程序语言的基本功能：描述数据和对数据 的运算。
所谓程序，本质上说是描述一定数据的处 理过程。
+ * /
)
表达式
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程序设计语言与编译
② 识别原则 若一个终结符序列是合法的，那么,必须从语法图的 入口边通过语法图而到达出口边，而且在通过的过 程中,恰恰能识别该终结符序列。具体如下： ①终结符框:标识的终结符与被识别的终结符刚好符合 ①非终结符框:由该非终结符的语法图来识别； ②分支:若遇到分支，则任选一分支来识别；
程序设计语言与编译
表达式
<表达式>→<标识符> <表达式>→(<表达式>) <表达式>→<表达式><运算符><表达式> <运算符>→+|-|*|/
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程序设计语言与编译
3.识别的观点：语法图
①定义
每一非终结符N连同相应的产生式 N→a1|a2|…|an
对应一个语法图；具体对应如下：
终结符x 对应于
程序设计语言与编译
语法描述方法等价
文法和语法图是语言语法的等价表示 文法从产生的观点来定义语言的语法， 更通用、更准确。 语法图以识别的观点定义语言的语法， 更直观、更清晰。
程序设计语言与编译
采用生成的方法还是采用识别的方 法来定义语言
③回溯:若一个分支识别不成功，则选另一分支来识别
③ 语言 语法图能识别的所有终结符序列的集合
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程序设计语言与编译
高级语言语法规则的描述方法
FORTRAN采用自然语言描述语法； ALGOL 60首次用BNF对语法进行 形式描述,为语言定义做出了重要贡献； Pascal首次采用语法图来定义语言， 给出了较为直观的语法结构。
x
非终结符N 对应于
N
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程序设计语言与编译
N→1|2|…|n
1
2
→b1b2…bm
n
b1 b2
bm
→b|g
g b
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程序设计语言与编译
语法图的一些例子
字母 标识符
数字 字母
运算符
字母
标识符
(
表达式
)
表达式
运算符 表达式
(
数字
字母 表达式