编译原理精华总结5_语法2
编译原理知识点范文
编译原理知识点范文编译原理是计算机科学中的一门重要课程,它研究的是将高级语言程序转化为机器语言程序的过程。
编译原理主要包括词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成和目标代码生成等几个核心知识点。
一、词法分析词法分析是编译器的第一个阶段,它将输入的字符序列转换为有意义的单词序列。
词法分析器通过扫描输入字符的方式,识别并生成词法单元(Token),例如关键字、标识符、常量、运算符等。
具体的词法分析技术有有限自动机、正则表达式、状态图等。
二、语法分析语法分析是编译器的第二个阶段,它根据词法分析器生成的词法单元序列,分析语言的结构,并构造语法分析树。
语法分析树由各种语法规则组成,其中每个节点代表一个语法规则。
常用的语法分析算法有递归下降法、LL(1)分析法、LR分析法等。
三、语义分析语义分析是编译器的第三个阶段,它对语法树进行静态语义检查,并生成中间代码。
语义分析是一个比较复杂的过程,主要涉及类型检查、作用域分析、常量折叠、类型推导、中间代码生成等。
语义分析是编译原理中最核心的知识点之一四、中间代码生成中间代码生成是编译器的第四个阶段,它将经过语义分析的语法树转化为中间表示形式,以便进一步进行优化和目标代码生成。
中间代码的形式有很多种,常见的有三地址码、四元式、抽象语法树等。
中间代码生成的过程主要包括表达式的转换、控制流语句的转换等。
五、目标代码生成目标代码生成是编译器的最后一个阶段,它将中间代码转换为机器代码。
目标代码生成是编译原理中最复杂、也是最底层的知识点之一、目标代码生成涉及到寄存器分配、指令选择、指令调度、代码填充、代码优化等技术。
常见的目标代码形式有汇编代码、机器代码等。
六、优化优化是编译过程中非常重要的一个环节,它的目标是对生成的中间代码或目标代码进行优化,以提高程序的效率和性能。
常见的编译优化技术包括常量传播、公共子表达式消除、循环优化、函数内联等。
编译器的优化水平对程序的运行效率有着直接的影响。
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。
编译原理总结
编译原理总结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编写的程序转换成计算机可以执行的机器语言。
编译原理的研究内容包括词法分析、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多个方面。
在计算机科学领域中,编译原理是一个非常重要的课程,对于计算机专业的学生来说,学习编译原理是非常必要的。
编译器的基本原理是将一个高级语言程序翻译成机器可读的低级语言程序,使得计算机可以执行该程序。
编译器的主要工作流程包括词法分析、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多个环节。
其中,词法分析是将程序中的字符流转换成有意义的单词序列,语法分析是将代码转换成抽象语法树,语义分析是对语法树进行类型检查和语义检查,中间代码生成是将抽象语法树转换成中间代码,代码优化是对中间代码进行优化,目标代码生成是将中间代码转换成目标机器的机器码。
编译器的工作原理可以分为两个阶段:分析阶段和合成阶段。
在分析阶段,编译器对源程序进行词法分析、语法分析和语义分析等处理,生成对应的中间代码或目标代码。
在合成阶段,编译器对中间代码或目标代码进行代码优化和目标代码生成等操作,最终生成可执行的目标程序。
编译器的优化技术是编译原理中的一个重要研究方向。
编译器优化技术的主要目的是提高程序的性能和效率。
编译器优化技术主要包括指令调度、循环优化、内存优化、函数调用优化等多个方面。
在实际编译器中,优化技术的应用非常广泛,可以显著提高程序的运行效率和性能。
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编写的程序转换成可执行的机器码。
编译原理的研究内容包括词法分析、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多个方面。
编译器的优化技术对于提高程序的性能和效率具有重要意义。
因此,对于计算机专业的学生来说,学习编译原理是非常必要的。
编译原理要点整理
编译原理要点整理//红色字体标注的是重点中的重点,大题的归宿第一章引论1.翻译器,编译器的定义2.编译器工作步骤和流程3.编译器前端后端的概念,理解为什么要有前端后端4.“遍”的概念第二章词法分析1.词法分析器的定义2.词法分析器所要完成的任务3.记号,模式,词法单元概念区分4.串的运算(和,连接,指数,闭包,正闭包)5.正规定义6.转换图(注意开始状态和结束状态以及需要将指针回退的状态)7.不确定的有限自动机(NFA)定义8.确定的有限自动机(DFA)定义9.从正规式到NFA(明确通过正规式如何构造连接运算,和运算,闭包运算的NFA)10.此方法产生的NFA的性质11.从NFA到DFA(子集构造法)12.DFA的化简(合并不可区别状态)13.从语言描述直接到DFA14.了解Lex学完本章:能语言描述改写成正规定义,能将正规定义转化为语言描述,给出一个正规式,能转换成相应的NFA,DFA并化简。
第三章语法分析1.上下文无关文法定义2.区分句子和句型3.最左推导&& 最右推导4.分析树5.文法二义性6.消除左递归&& 提左因子7.了解语言鸟瞰(0型文法:短语文法;1型文法:上下文有关文法;2型文法:上下文无关文法;3型文法:正规式)8.FIRST集合&& FOLLOW集合定义及计算方法9.LL(1)文法定义10.了解自上而下的递归下降的预测分析11.自上而下非递归的预测分析(详细明确预测分析器接受某一输入串时的具体过程,明确栈如何变化,输入输出如何变化)12.预测分析表的构造13.句柄的概念14.自下而上的分析方法:用栈实现移近-归约分析(详细明确预测分析器接受某一输入串时的具体过程,明确栈如何变化,输入输出如何变化)15.LR文法和LR分析算法16.构造SLR分析表(从文法构造识别活前缀的DFA(LR(0)项目集规范族),从DFA构造SLR分析表)17.构造规范的LR分析表(从文法构造识别活前缀的DFA(LR(1)项目集规范族),从DFA构造规范的LR分析表)18.构造LALR分析表(从文法构造识别活前缀的DFA(合并同心的LR(1)项目集),从DFA构造规范的LR分析表)(合并同心项目集可能会引起归约-归约冲突,不会引起新的移进-归约冲突)学完本章:能计算FIRST集合和FOLLOW集合;给定一个文法,能判断是否是LL(1)文法,并为其构造分析表;能构造LR(1)文法的三种预测分析表;明确移近归约分析中的每一个步骤,明确栈如何变化。
《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:第五章-语法分析——自下而上分析
• a、b代表任意终结符; • P、Q、R代表任意非终结符; • ‘…’代表由终结符和非终结符组成的任意序列,包括空字。
• 假定G是一个不含-产生式的算符文法。对于任 何一对终结符a、b,我们说: 1. a b 当且仅当文法G中含有形如P→…ab…
或P→…aQb…的产生式
2. a b 当且仅当G中含有形如P→…aR…的产
栈 输入 #S #
考虑文法G(E): E T | E+T T F | T*F F (E) | I
输入串为i1*i2+i3 ,分析步骤为:
步骤 符号栈
0
#
1
#i1
2
#F
3
#T
4
#T*
输入串 i1*i2+i3# *i2+i3# *i2+i3# *i2+i3# i2+i3#
动作 预备 进 归,用F→i 归,用T→F 进
(1) E→E+T | T (2) T→T*F | F (3) F→P F | P (4) P→(E) | i
• 由第(4)条规则,有 ‘(’ ‘)’; • 由规则E→E+T和TT*F, 有 + *; • 由(2) T→T*F 和(3) F→P F ,可得* ↑; • 由(1)E→E+T和E E+T,可得+ +; • 由(3)F→PF和F PF,可得↑ ↑。 • 由(4)P→(E)和 EE+TT+TT*F+TF*F+T
编译原理
第五章 语法分析—自下而上分析
• 自下而上分析法(Bottom-up)
• 基本思想:
• 从输入串开始,逐步进行“归约”,直到文法的开始符 号。所谓归约,是指根据文法的产生式规则,把产 生式的右部替换成左部符号。
编译原理内容小结
中间语言形式 语句的翻译
16
代码优化
功能:对代码进行等价变换以获取更 高的执行效率(提高运行速度、节省 存储空间) 。
优化的分类
与机器有关的优化:局部优化、循环优 化、控制流优化
与机器无关的优化:与寄存器、指令、 存储策略、体系结构、任务规划相关
17
代码生成
功能:将中间代码转换成目标机上的机 器指令代码或者汇编代码,完成最后的 翻译,可以运行。
20Leabharlann Position:=initial+rate*60
词法分析器
id1:=id2+id3*60
语法分析器 :=
id 1
+
id 2
*
id 3 6 0
语义分析器
T1 :=inttoreal(60) T2= id3*T1 T3= id2+T2 id1= T3
代码优化器
T1 :=id3*60 id1= id2+T1
10
文法的形式定义
例G(E):(VT, VN, S, P)
VT: {(, ), +, *, i} VN :{ E } S: E
P: E E + E | E * E | ( E ) | i
11
文法的形式定义
句型 句子 语言 推导 句柄 语法树 二义性 文法的分类
12
三、编译器的构造
9
文法的形式定义
文法G为一个四元组: G = (VT, VN , S, P)
VT: 终结符(Terminal)集 VN :非终结符(Variable)集, VT VN = S:开始符号(Start Symbol), S VN P:产生式 A , A(VTVN)+,且A中至少有
编译原理总结
1编译程序:从高级语言到汇编语言或机器语言的翻译程序2.源程序:用汇编语言或高级语言编写的程序3. 目标程序:用目标语言所表示的程序。
目标语言:介于源语言和机器语言之间的“中间语言”,也可以是某种机器的机器语言,也可以是某机器的汇编语言。
4 翻译程序:将源程序转换为目标程序的程序称为翻译程序。
5 赋值语句的语法规则:A::=V=EE::=T|E+TT::=F|T*FF::=V|(E)|CV::=标识符C::=常数6 遍:对源程序(包括源程序中间形式)从头到尾扫描一次,并做有关的加工处理,生成新的源程序中间形式或目标程序,通常称之为一遍。
优点:节省内存空间,提高目标代码质量,逻辑机构清晰缺点:编译时间较长,会增加输入输出所消耗的时间,在内存许可下少用为妙7前端:通常将与源程序有关的编译部分称为前端。
包括词法分析,语法分析,语义分析,等分析部分后端:与目标机有关的部分称为后端。
包括中间代码生成,代码优化,目标程序生成等综合部分8编译程序构成部分以及功能:(1)词法分析(扫描器):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及其有关属性,并转换成属性字。
(2)语法分析(分析器):在词法分析的基础上,根据语言的语法规则,逐一分析词法分析时得到的属性字,检查语法错误,若没有错误,则给出正确的语法结构(如短语、子句、句子、程序段、程序等)。
(3)语义分析(语义处理):语法分析识别出的各类语法范畴,分析其含义,进行和初步翻译,产生介于源代码和目标代码之间的一种代码“中间代码”。
或者直接生成目标代码。
(4)优化:依据程序的等价变换规则,尽量压缩目标程序运行时所需的时间和所占的存储空间,以提高目标程序的质量(5)目标代码生成:把经过优化的中间代码转化成特定机器上的低级语言代码。
9计算机执行用高级语言编写的程序途径有两种:解释方式和编译方式。
根本区别:是否生成了目标代码。
解释方式下,翻译程序事先并不对高级语言程序进行彻底翻译以得到机器代码,而是读入一条语句,就解释其含义并执行,然后再读入下一条语句,再解释执行,即按,源程序中语句的动态顺序逐句地进行分析解释,并立即予以执行。
编译原理文字总结
编译原理文字总结编译原理文字总结1.高级程序设计语言的翻译主要有两种方式:编译和解释。
2.编译过程概述:(1)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,识别出一个个的单词(亦称单词符号或符号)如基本字,标识符,常数,算符和界符。
(2)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(语法范畴),如短语,子句,句子,程序段和程序等(3)语义分析与中间代码产生: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)。
包括静态语义检查和中间代码的翻译。
(4)优化: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。
(5)目标代码生成:把中间代码(或经优化处理之后)变换成特定机器上的低级语言代码。
编译程序结构框图3.文法是表述语言的语法结构的形式规则。
4.所谓上下文无关文法是这样一种文法,它所定义的语法范畴(或语法单位)是完全独立于这种范畴可能出现的环境的。
一个上下文无关文法G包括四个组成部分:一组终结符号,一组非终结符号,一个开始符号,以及一组产生式。
5.形式上说,一个上下文无关文法G是一个四元式(VT,VN,S,&)其中VT是一个非空有限集,它的每个元素称为终结符号;VN是一个非空有限集,它的每个元素称为非终结符号,VT∩VN=;S是一个非终结符号,称为开始符号;&是一个产生式集合,每个产生式的形式是P→a,其中P属于VN,a属于(VT∪VN)*。
开始符号S至少必须在某个产生式的左部出现一次。
6.推导每前进一步总是引用一条规则(产生式)。
7.假定G是一个文法,S是它的开始符号。
如果Sa,则称a是一个句型(0步或若干步)。
仅含终结符号的句型是一个句子。
文法G所产生的句子的全体是一个语言,将它记为L(G)。
L(G)={a|Sa&a∈VT*}例如终结符号串(i*i+i)是文法(2.1)的一个句子。
编译原理期末要点总结
第一章引论什么叫编译程序翻译程序:把某一种语言程序转换成另一种语言程序编译程序:把高级语言程序转换成低级语言程序的翻译程序汇编程序:把汇编语言程序翻译成机器语言程序编译执行与解释执行编译执行:源程序编译成目标程序后执行。
解释执行:不产生目标代码边解释边执行。
编译程序阶段1. 词法分析2. 语法分析3. 语义分析与中间代码生成4. 优化5. 目标代码生成遍:对源程序或源程序的中间结果从头到尾扫描一次。
编译前端:由与源语言有关但与目标机无关。
词法分析、语法分析、语义分析与中间代码生成。
编译后端:与目标机有关。
优化、目标代码生成。
编译工具生成越来越多的人已使用高级语言作工具来编译程序。
第二章高级语言及其语法描述程序语言的定义程序语言由语法和语义两方面定义。
语法语法是一组规则,分为词法规则(规定了字母表中哪样的字符串是一个单词符号)和语法规则(规定了如何从单词符号形成更大的结构)。
语义定义一个程序的意义的一组规则。
程序语言的语法描述∑(Sigma):有穷字母表。
符号:∑中的每个元素。
符号串:符号所构成的一个有穷序列。
ε(Epsilon):空字,不包含任何符号的序列。
∑*(∑的闭包):∑上的所有符号串的全体,包括ε。
连接积:UV={αβ|α∈ U&β∈ V } U、V⊆ ∑*●UV不一定等于 VU●V n=VV…V(n个V的连接积)●V0 = {ε}●V*=V0 ∪ V1 ∪ V2 ∪ V3 ∪ …●V+(正则闭包)=VV*形式语言文法G是一个四元组(VT,VN,S,P)●VT:终结符号集(一般大写字母)●VN:非终结符号集(一般小写字母与各种符号)●S:开始符号●P:产生式集合(A→α)0型文法(短语文法)、1型文法(上下文有关文法)、2型文法(上下文无关文法)、3型文法(正规文法)描述能力 0型>1型>2型>3型上下文无关文法:产生式左侧为单一非终结符,右侧为终结符与非终结符的随意组合最左/右推导:任何一步α ⇒β都是对α中的最左/最右非终结符进行替换。
编译原理知识点总结
编译原理知识点总结在计算机科学领域中,编译原理是一个重要的研究方向。
它涵盖了从源代码到可执行代码的整个过程,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多个环节。
本文将简要总结编译原理的一些关键知识点。
1. 词法分析:词法分析是编译过程的第一步,它负责将源代码分割成一个个单词或记号。
在词法分析中,需要定义合法的单词或记号的规则,这些规则通常使用正则表达式或有限自动机来表示。
词法分析器还可以去除空格、注释等无关元素,并将分割后的单词传递给下一步的语法分析。
2. 语法分析:语法分析是编译过程的第二步,它负责根据语法规则检查源代码的结构是否符合语法规范。
常用的语法表示方法有文法、语言、语法分析树等。
语法分析器可以通过递归下降、LL(1)分析、LR分析等方法来实现。
语法分析的主要目标是生成抽象语法树,为后续的语义分析做准备。
3. 语义分析:语义分析是编译过程的第三步,它负责检查源代码的语义是否合法,并对其进行解释或翻译。
语义分析的主要任务包括类型检查、作用域分析、绑定检查等。
在语义分析过程中,常用的方法有符号表、语义规则等。
语义分析器可以检测到潜在的语义错误,并生成中间代码或直接对源代码进行转换。
4. 中间代码生成:中间代码生成是编译过程的第四步,它负责将源代码转换成高级语言或低级语言的中间表示形式。
中间代码是介于源代码和目标代码之间的一种抽象表示,可以方便地进行代码优化和目标代码生成。
常见的中间代码表示方法有三地址码、四元式、虚拟机指令等。
5. 代码优化:代码优化是编译过程的一个重要环节,它可以在不改变程序功能的前提下,提高程序执行效率和资源利用率。
代码优化的目标通常包括减少代码体积、提高程序运行速度、减少存储器的使用等。
常见的代码优化技术有常量折叠、复写传播、循环优化等。
6. 目标代码生成:目标代码生成是编译过程的最后一步,它负责将中间代码转换成可执行的目标代码。
目标代码可以是机器语言、汇编语言或其他类似的形式。
编译原理知识点总结
编译原理知识点总结编译原理知识点总结编译原理是大学计算机专业的必修科目,也是计算机的基础知识,学好编译原理,有助于更好的进行编程的操作,下面是编译原理知识点总结,一起来看看吧!编译原理知识点总结一编译器简单讲,编译器就是将“高级语言”翻译为“机器语言(低级语言)”的程序。
一个现代编译器的主要工作流程:源代码(source code) → 预处理器(preprocessor) → 编译器(compiler) → 汇编程序 (assembler) → 目标代码(object code) → 链接器(Linker) → 可执行程序(executables)二工作原理编译是从源代码(通常为高阶语言)到能直接被计算机或虚拟机执行的目标代码(通常为低阶语言或机器语言)的翻译过程。
然而,也存在从低阶语言到高阶语言的编译器,这类编译器中用来从由高阶语言生成的低阶语言代码重新生成高阶语言代码的又被叫做反编译器。
也有从一种高阶语言生成另一种高阶语言的编译器,或者生成一种需要进一步处理的的中间代码的编译器(又叫级联)。
典型的编译器输出是由包含入口点的名字和地址,以及外部调用(到不在这个目标文件中的函数调用)的机器代码所组成的目标文件。
一组目标文件,不必是同一编译器产生,但使用的编译器必需采用同样的输出格式,可以链接在一起并生成可以由用户直接执行的可执行程序三编译器的发展史(1) 20世纪50年代IBM的John Backus带领一个研究小组对FORTRAN语言及其编译器进行开发。
但由于当时人们对编译理论了解不多,开发工作变得既复杂又艰苦。
与此同时,Noam Chomsky开始了他对自然语言结构的研究。
他的发现最终使得编译器的结构异常简单,甚至还带有了一些自动化。
Chomsky的`研究导致了根据语言文法的难易程度以及识别它们所需要的算法来对语言分类。
正如现在所称的Chomsky架构(Chomsky Hierarchy),它包括了文法的四个层次:0型文法、1型文法、2型文法和3型文法,且其中的每一个都是其前者的特殊情况。
编译原理重点
(5)语法分析——自下而上分析
熟练掌握算符优先分析基本方法:算符优先表和算符优先函数,构造技术,熟练掌握LR分析器,LR(0)项目集族和LR(0)分析表的构造,SLR分析表的构造,规范LR分析表的构造。
理解符号表的作用,掌握符号表的组织和使用方法。
(9)运行时存储空间组织
正确理解目标程序运行时存储空间的使用和组织管理方式,理解静态存储分配和动态存储分配基本思想,掌握栈式动态分配中活动纪录和Display表作用,组织,内容及使用。
(10)优化
正确理解代码优化的概念,掌握用DAG表示进行局部优化的方法。
(6)属性文法和语法制导翻译
理解属性文法,重点掌握S-属性文法的自下而上计算,L-属性文法和自顶向下翻译。
(7)语义分析和中间代码产生
重点掌握三种中间语言:后缀式,四元式,三地址代码,掌握各种语句到四元式的翻译方法,包括说明语句,赋值语句,布尔表达式,控制语句,数组引用,过程调用等。
(8)符号表
正规表达式,NFA,DFA,词法分析器设计。
(4)语法分析-自上而下分析
清除左递归,提左因子,递归下降子程序,预测分析表构造,LL(1)方法。
(5)语法分析-自下而上分析
算符优先表构造,符符优先函数构造,LR(0)分析表构造,SLR分析表构造,以及规范LR分析表构造。
(6)属性文法和语法引导翻译
(1)引论
了解编译程序,编译过程,编译程序的结构,编译程序生成,学习构造编译程序。
(2)高级语言及其语法描述
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。
编译原理总结
(1)程序设计语言•机器语言: 由0、1代码构成,不需翻译就可直接执行其程序。
•汇编语言: 机器指令助记符(伪代码)形式,汇编后才可执行其程序。
•高级程序设计语言: 类自然语言和数学公式形式(2) 基本术语•源程序(Source Program):用源语言写的程序。
源语言可以是汇编语言,也可以是高级程序设计语言。
•目标程序(Target Program) :也称为“结果程序”,是源程序经翻译程序加工以后所生成的程序。
目标程序可以用机器语言表示,也可以用汇编语言或其它中间语言表示。
•翻译程序(Translating Program):是指把一个源程序翻译成逻辑上等价的目标程序的程序。
源程序为其输入,目标程序为其输出。
•汇编程序(Assembler):是指把一个汇编语言写的源程序转换成等价的机器语言表示的目标程序的翻译程序。
•编译程序(Compiler):若源程序是用高级程序设计语言所写,经翻译程序加工生成目标程序,则该翻译程序就称为“编译程序”,也可称为编译器。
•解释程序:是高级语言翻译程序的一种,他将源语言书写的源程序作为输入,解释一句后就提交计算机执行一句,并不形成目标程序,就像外语翻译中的“口译”一样,不产生全文的翻译文本。
•运行系统(Running System):目标程序执行时,需要有一些子程序(如一些连接装配程序及一些连接库等)配合进行工作,由这些子程序组成的一个子程序库称为运行系统。
•编译系统(Compiling System):编译程序和运行系统合称编译系统。
(3) 程序的翻译•除机器语言程序外,用其它语言书写的程序都必须经过翻译才能被计算机识别。
这一过程由翻译程序来完成。
•编译方式是一种分阶段进行的方式,包括翻译和运行两部分。
•前一阶段:翻译•后一阶段:运行,由运行系统配合完成。
(4) 过程1、词法分析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,对构成源程序的字符流进行扫描和分解,从而识别出一个个单词(也称单词符号或符号TOKEN)。
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。
编译原理学习笔记--语法分析(二)
编译原理学习笔记--语法分析(⼆)⾃顶向上分析⽅法1 思想 简单来说就是试图从输⼊符号串出发,将其直接作为叶⼦结点,然后向上构造出⼀棵分析树。
从树根到叶⼦叫展开,⽽从叶⼦回树根就叫归约。
所以这种⽅法的关键在于查找当前句型的可归约串,然后规约到⾮终结符,形成⼀个新串,再重复查找句型,归约的过程。
2 ⽅法2.1 优先分析法1. 简单优先分析法规范归约:按照⽂法符号之间的优先关系确定当前句型的可归约串。
(划重点意义不⼤,因为它限制了作⽤范围只能是简单优先⽂法。
2. 算符优先分析法算符⽂法:若产⽣式右边任意位置都没有连续两个或以上的⾮终结符出现,则称为算符⽂法。
算符优先⽂法:若算符⽂法G不含有\varepsilon产⽣式,且它的任何两个构成序对的终结符号之间最多有>、<、=三种优先关系中的⼀种成⽴,则称G是⼀个算符优先⽂法。
其实上⾯这些定义并没有什么卵⽤2.2 LR分析⽅法句柄:最左直接短语。
也是分析树最左边的只有⽗⼦两代的⼦树叶结点⾃左⾄右排列形成的符号串。
LR是⼀种规范规约,具体过程如下:1. 把输⼊符号⼀个⼀个地移进栈⾥,直到栈顶的符号串形成⼀个可归约串为⽌。
2. 把栈顶的这个可归约串归约为产⽣式的左部符号,直到栈顶不再有可归约串为⽌。
3. 重复以上移进-归约操作,直到归约到⽂法的开始符号。
2.3 规范规约步骤:先找出当前句型的句柄,然后把句柄归约为相应产⽣式的左部符号,得到⼀个新的句型,重复此过程,最终归约到⽂法的开始符号。
形式定义:假定\alpha是⽂法G的⼀个句⼦,如果右句型序列\alpha_n,\alpha_{n-1},...,\alpha_1,\alpha_0满⾜以下两个条件,则称该序列是\alpha的⼀个规范归约。
1.\alpha_n = \alpha,\alpha_0 = S2.对任何i(0<i\leq n),\alpha_{n-1}是经过把\alpha_i的句柄替换为相应产⽣式的左部符号⽽得到的。
编译原理语法2(推导与语法树)
AB
(2) 直接短语:简单子树的末端结点 组成的符号串是相对于简单子树根的
b BS b a
直接短语
3.2 推导与语法树
3.2.2 语法树与二义性
– 2、子树与短语 (3) 句柄:最左简单子树的末端 结点组成的符号串为句柄; (4) 素短语:子树的末端结点组 成的符号串含终结符,且在
S AB b BS b
i1*i2+i3 是文法G的一个句型吗?
如果是,求出其句柄。
3.2 推导与语法树
3.2.1 推导与短语
– 4、素短语 • 含有终结符的短语,如果它不存在也具有同样性质的真子串 (不能包含有另一个素短语),则该短语为素短语 (1)是短语 (2)至少包含一个终结符 (3)不再包含其它素短语
例如,在E + E + E中*,i i、E*i和E+E*i是句型E + E*i的三个
3.2 推导与语法树
3.2.2 语法树与二义性
– 2、子树与短语
• 语法树某个结点连同它的所有后代组成了一棵子树。只含有 单层分枝的子树称为简单子树。
• 子树与短语的关系十分密切,根据子树的概念,句型的短语、 直接短语、句柄和素短语的直观解释如下:
(1) 短语:子树的末端结点(即树叶)
S
组成的符号串是相对于子树根的短语;
3.2.1 推导与短语 – 3、句柄
*
S αAδ 且
A β
• 一个句型的最左直接短语称为该句型的句柄。注意,一个句 型的直接短语可能不只一个,但最左直接短语则是惟一的。
举例:文法G[E]:S → AB A → bB B → Sb | a 句型“baSb”的短语和句柄?
[解答]: S AB bBB baB baSb
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4.3 LL(1)分析法
4.3.5 预测分析程序 预测分析法
基本思想:
自左向右扫描分析输入符号串
从识别符号开始生成句子的最左推导
LL(1):向前看一个输入符号,便能唯一确定产生式
LL(k):向前看k个输入符号,才能唯一确定产生式
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4.3 LL(1)分析法
预测分析程序的逻辑结构:
分析栈、分析表、总控程序
构造分析表
为研究问题方便,统一以‘#’表示输入串 结束 分析表:二维矩阵M A→αi M[A,a]= error A∈Vn、αi∈V*、a∈VT or #
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4.3 LL(1)分析法
构造分析表
对文法的每个产生式A→α执行第1步和第2步 1、对每个终结符a∈FIRST(α),A→α==> M[A,a]表示:
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终结符的产生式右部所决定:
产生式右部的终结符与输入符号相匹配 非终结符与相应的子程序调用对应
4.4 递归下降分析法
递归下降分析法的优缺点 优点: 构造方法非常简单
程序结构清晰
缺点: 递归调用较多,占用内存多、速度慢
如果所采用的高级语言不允许递归,
则不能使用此方法
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(1)若E为开始符号,则把‚#”加入FOLLOW(E)中; #∈FOLLOW(E)
(2)若B→A,(≠),则把FIRST()-{}加入FOLLOW(A)中; 由F→(E)可知,)∈FOLLOW(E) * (3)若B→A 或 B→A,且 ,
则把FOLLOW(B)加入FOLLOW(A)中。
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4.3 LL(1)分析法
LL(1)分析法的优缺点
优点
效率比较高
缺点
对文法的限制较多,降分析法
基本思想:
对文法中的每个非终结符(语法成分)编写 一个子程序,而子程序的代码结构由相应非 程序 分程序 语句 条件 表达式 项 递归子程序 法 因子
(1)文法不含左递归; (2)对于每个非终结符A的各个候选式的终结首符号集两两不 相交。即,如果A→α1|α2|…|αn, 则:FIRST(αi)∩FIRST(αj)=Φ, 其中1≤i,j≤n,且i≠j。 (3)对于文法中每个非终结符A,若它某个候选式的终结首符
号集包含ε,则FIRST(A)∩FOLLOW(A)=Φ
A在栈顶,输入符号是a,应选择α去匹配,例FIRST(TE’)={(,i}
2、若ε∈FIRST(α),而且b∈FOLLOW(A),则A→α==> M[A,b]表示: A已经匹配输入串成功,其后继符号终结符b由A后面的语法成分去
匹配。例FOLLOW(E’)={#,)}
3、把所有无定义的M[A,a]都标上error
由E→TE',应把FOLLOW(E)加入FOLLOW(E')
E→TE' E'→+TE'| T→FT' T'→*FT'|
F→(E)|i 由E'→+TE'且E'ε,应把FOLLOW(E')加入FOLLOW(T)
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4.3 LL(1)分析法
4.3.3.LL(1)文法的定义
若一个文法满足以下条件,则称该文法G为LL(1)文法:
4.3 LL(1)分析法
LL的含义:
-自左向右扫描分析输入符号串; -从识别符号开始生成句子的最左推导。
LL(1):向前看一个输入符号,便能唯一确定当前应选择的
规则; LL(k):向前看k个输入符号,才能唯一确定当前应选择的
规则。
要构造确定的自顶向下分析程序要求文法必须是LL(1)文法
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4.3 LL(1)分析法
E→TE'
E'→+TE'| T→FT'
T'→*FT'|
F→(E)|i
将ε加进FIRST(α)。
例:FIRST(FT')= FIRST(F)-{ε}={(,i}
注意:要顺序往下做,一旦不满足
条件,过程就要中断进行。
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4.3 LL(1)分析法
构造集合FOLLOW的算法
注:FOLLOW集合中不能有ε
构造FIRST集的算法
E→TE'
E'→+TE'|
(1)若α=aα′,且a∈VT,则a∈FIRST(α);
例:FIRST(i)={i} FIRST(+TE')={+}
T→FT'
T'→*FT'|
F→(E)|i
(2)若α=Xα′,X∈VN,且有产生式X→b…,则b∈FIRST(α);
例:FIRST(FT')={(,i}
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4.3 LL(1)分析法
(3)若α=X1X2 … Xnα′,其中Xi∈VN , 1≤i≤n; ① 将FIRST(X1)中的一切非ε的终结符加进FIRST(α); ② 若ε∈FIRST(X1),则将FIRST(X2)中的一切非ε的终 结符加进FIRST(α); ③ 若ε∈FIRST(X1)且ε∈FIRST(X2),则将FIRST(X3)中 的一切非ε的终结符加进FIRST(α); ④ 依此类推,若对于一切1≤i≤n,ε∈FIRST(Xi),则
4.3.1. FIRST集 对于文法G的所有非终结符的每个候选式,其终 结首符号集称为FIRST集,定义如下: * FIRST()={a | a …,a∈VT * 若 ,则规定∈FIRST() FIRST(α):从α可能推导出的所有开头终结符号或ε
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4.3 LL(1)分析法
a1 a2 a3 … ai … an#
文法符号
X1
…
分析表:
Xn-1
分析表M 当文法中某一非终结符出现在栈顶时,根据当前的输 Xn
入符号,分析表应指示要用该非终结符里的哪一条产生式规 总控程序 #
则(即进行下一步最左推导) 。 根据栈顶符号X和当前输入符号a来决定分析器的动作
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4.3 LL(1)分析法