编译原理课件04(8)本章小结
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编译原理ppt
1.1 什么是编译程序(COMPILER)
高级语言
书写的程序
术语
编译程序
低级语言程序
编译程序的源语言 (源程序)
编译程序的目标语 言(目标程序) 编译程序的实现语 言
S I
O
S I
T
1.1 什么是编译程序(COMPILER)
三、编译系统
按编译方式在计算机上执行高级语言编写的程序需 经过两个阶段： 1、编译阶段 2、运行阶段
参考书
第一章 编译概述
编译程序是计算机系统中重要的 系统软件,是高级语言的支撑基础。编 译原理这门课程主要介绍设计和构造 编译程序的基本原理和常用的技术和 方法。 本章重点介绍编译程序的基本概念。
2018/11/9
编译原理
7
第一章 编译概述
1.1 1.2 1.3 1.4 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
二、学习成果
理解和掌握编译过程各个阶段的工作原理 理解标准编译器各个组成部分的任务 熟悉编译过程各阶段所要解决的问题及其采用的方法和技术 应用一些标准的技术解决编译器构造过程中所产生的相关问 题
三、学时分配 授课学时36学时，实验12学时 实验一：词法分析器 实验二：语法分析器
五、学习方法
例：外文翻译和编译工作的比较
翻译外文
1.2
编译过程和编译程序的结构
编译源程序
阅读原文
分析 识别单词 分析句子 修辞加工 综合 写出译文
输入并扫描源程序
词法分析 语法分析 代码优化 目标代码生成
源程序
词法分析程序 单词符号 表 格 管 理 语法分析程序 语法单位 语义分析程序与中间代码生成程序 中间代码 出 错 处 理
编译原理PPT课件
《编译原理》课程信息
教学目的与要求：
编译程序是现代计算机系统的基本组成部
分之一。本课程重点讲述编译程序的设计
原理和常用实现技术。通过课程的学习和
实验的完成，应该清楚的理解一个编译程
序是如何工作的；如果在以后遇到了任何
一个程序设计语言，应该知道如何实现这
个语言的多数机制；应具有一定的使用编
译构造工具开发编译程序的经验；会将所
参考书:《程序设计语言 编译原理》（第3 版），陈火旺、刘春林等，国防工业出版社 2000
等等
2021/3/7
CHENLI
2
教学内容
1 编译程序概述 编译程序是现代计算机系统的基本组成部分之 一.编译程序一般由词法分析程序，语法分析程 序，语义分析程序，中间代码生成程序，目标 代码生成程序，代码优化程序，符号表管理程 序和错误处理程序等成分构成。本章概要介绍 编译成分的主要功能以及编译阶段的逻辑关系。
教学内容
5 语法分析程序的构造
自顶向下的语法分析。可以看作是为一个输入串寻找 一个最左推导的过程,也等价于从根开始,按前序生成 结点，为输入串构造分析树的过程。讨论一种有效的 无回溯的自顶向下分析程序,这种分析程序称为预测 分析程序。介绍对于一个文法类：LL（1）文法, 如 何自动的构造预测分析程序。
2 PL/0 编译程序剖析 给出一个简单的类Pascal语言，其编译程序用 高级语言（C和Pascal）实现。通过剖析该高 级语言程序以理解各编译成分的功能及手工实 现方法。
2021/3/7
CHENLI
3
教学内容
3 高级语言的认识
要学习和构造编译程序，理解和定义程序设计语言
是必不可少的。每个程序设计语言都有一定的规则用 以规定合适程序的语法结构，也需要有对一个程序的 含义的描述。上下文无关文法给出程序设计语言的精 确的,易于理解的语法说明。尚没有公认的形式系统 描述程序含义，但也有流行的描述语义规则的方法— 属性文法。
教学目的与要求：
编译程序是现代计算机系统的基本组成部
分之一。本课程重点讲述编译程序的设计
原理和常用实现技术。通过课程的学习和
实验的完成，应该清楚的理解一个编译程
序是如何工作的；如果在以后遇到了任何
一个程序设计语言，应该知道如何实现这
个语言的多数机制；应具有一定的使用编
译构造工具开发编译程序的经验；会将所
参考书:《程序设计语言 编译原理》（第3 版），陈火旺、刘春林等，国防工业出版社 2000
等等
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教学内容
1 编译程序概述 编译程序是现代计算机系统的基本组成部分之 一.编译程序一般由词法分析程序，语法分析程 序，语义分析程序，中间代码生成程序，目标 代码生成程序，代码优化程序，符号表管理程 序和错误处理程序等成分构成。本章概要介绍 编译成分的主要功能以及编译阶段的逻辑关系。
教学内容
5 语法分析程序的构造
自顶向下的语法分析。可以看作是为一个输入串寻找 一个最左推导的过程,也等价于从根开始,按前序生成 结点，为输入串构造分析树的过程。讨论一种有效的 无回溯的自顶向下分析程序,这种分析程序称为预测 分析程序。介绍对于一个文法类：LL（1）文法, 如 何自动的构造预测分析程序。
2 PL/0 编译程序剖析 给出一个简单的类Pascal语言，其编译程序用 高级语言（C和Pascal）实现。通过剖析该高 级语言程序以理解各编译成分的功能及手工实 现方法。
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3
教学内容
3 高级语言的认识
要学习和构造编译程序，理解和定义程序设计语言
是必不可少的。每个程序设计语言都有一定的规则用 以规定合适程序的语法结构，也需要有对一个程序的 含义的描述。上下文无关文法给出程序设计语言的精 确的,易于理解的语法说明。尚没有公认的形式系统 描述程序含义，但也有流行的描述语义规则的方法— 属性文法。
《编译原理》课件
代码生成
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
编译原理第4章小结网
本章小结
4.根据文法规则构造递归下降分析程序 和预测分析表的方法 5. 注意LL(1)分析法与LR分析法的区别 LL(1)分析法(预测分析法)是自上而下 的语法分析法,要求文法为LL(1)文法 LR分析法是自下而上的语法分析法, 只要文法是上下文无关文法
本章小结
例1 设有文法G[E]： E→ E+T | E－T | T T→ T*F | T/F | F F→ (E) | id 为消除文法直接左递规,请改写文法,改 写后的文法为:
本章小结
(3) 求文法每个产生式的SELECT集。 (4) 求相同左部产生式的SELECT交集。 对文法G的每一个非终结符A的产生式 A → α1 | α2 |…| αn 下面条件成立: SELECT(A→ αi)∩SELECT(A→ αj)=Φ (i≠j) 则文法G是一个LL(1)文法
本章小结
本章小结
4. 求最左素短语的方法 (1) 画出句型的语法树。 (2) 根据语法树求出句型的所有短语。 (3) 满足下列条件的短语:至少含有一 个终结符;除自身之外不再包含其 他素短语。
本章小结
5. 根据优先关系定义构造优先关系表 的方法。 6. 由于算符优先分析法忽略了非终结 符 在归约过程中的作用，可能导 致把不是句子的输入串误认为是句 子。
本章小结
S→aAbDe | d A→BSD | e 问: 能否∪ B→SAc | cD | ε ε D→Se | ε FIRST(S)=FIRST(aAbDe)∪FIRST(d)={ a,d } FIRST(A)=FIRST(B)∪FIRST(e) =FIRST(S)∪FIRST(cD)∪{e}={ a,d,c,e } * 因为从 A ε , 所以 ε FIRST(A) FIRST(B)=FIRST(S)∪FIRST(cD)∪{ε}={ a,d,c,ε } / FIRST(D)=FIRST(Se)∪{ε}={ a, d, ε }
编译原理课件第四章
中间代码生成的过程和方法
过程
中间代码生成是将源代码转换为中间表示形式的过 程，可以使用三地址码等中间代码表示。
方法
中间代码生成可以应用常见的优化技术，如常量折 叠、公共子表达式消除等。
编译优化的基本原理和技术
基本原理
编译优化的基本原理包括消除冗余、提高并行度和改进数据局部性等。
技术
编译优化的常用技术有指令调度、循环优化和内函数等。
编译原理课件第四章
在这一章中，我们将介绍编译原理课件中的第四章内容。我们将探讨编译器 前端和后端的概念，以及它们各自的任务和流程。
编译器前端和后端
1
编译器后端
2
编译器后端负责中间代码生成、代码优 化和目标代码生成等任务。
编译器前端
编译器前端负责词法分析、语法分析和 语义分析等任务。
语法分析器的作用和原理
1 作用
语法分析器用于分析源代码的语法结构，并生成抽象语法树。
2 原理
语法分析器使用文法规则和语法分析算法进行解析，如LL(1)分析和LR分析。
语法制导翻译的概念和实现
概念
语法制导翻译是在语法分析的同时进行翻译，通过 语法规则和语义动作实现。
实现
语法制导翻译可以使用语义动作和符号表等技术来 实现语义分析和中间代码生成。
编译原理第4章PPT课件
2、主旨：对任何输入串，试图用一切可能的 办法，从开始符号出发，自上而下 地为输入串建立一棵语法树。
4
§4.2自上而下面临的问题
二、举例： 自上而下方法的分析过程本质上
是一种试探过程，是反复使用不同产生 式谋求匹配输入串的过程。
5
§4.பைடு நூலகம்自上而下面临的问题
例：文法 SxAy A**|*
输入串α :x*y
（１）把文法Ｇ的所有ＶＮ按任一种顺序排列成 P1,P2,…,Pn;按此顺序执行； （２）FOR i = 1 To n Do
Begin For j :=1 To i-1 Do 把形如PiPjγ的规则改写成 Piδ1γ|δ2γ|…|δkγ 其中Pjδ1|δ2|…|δk是关 于Pj的所有规则； 消除关于Pi规则的直接左递归性
Ｆ Ｔ’ + T
iℇ
Ｅ’ ℇ
F（E） ｜i
F
Ｔ’
输入串：ｉ＋ｉ； 如右图所示
ｉ
ℇ
19
§4.３LL(1)分析法
２、由上分析是不是就意味着：当非终结符 Ａ面临输入符号ａ，且ａ不属于Ａ的任意候 选首符集，但Ａ的某个候选首符集包含ℇ时， 就一定可以使Ａ自动匹配？
分析：只有当ａ是在文法的某个句型中允许跟在Ａ 后的终结符时，才可能允许Ａ自动匹配，否则，ａ 在这里的出现是一种语法错误。
14
§4.３LL(1)分析法
２、当不得回溯时，对文法有什么要求？
∀ 非终结符Ａ的各个候选的首符集的交集均为空。
分析：Ａα
first(α)={a|α⇒* a…,a∈ VT} 若α⇒* ℇ ,则规定ℇ∈ first(α)
即:first(α)是α的所有可能推导的开头终结符或可能
的ℇ。
此时，当要求A匹配输入串时，A根据它所面临的第
4
§4.2自上而下面临的问题
二、举例： 自上而下方法的分析过程本质上
是一种试探过程，是反复使用不同产生 式谋求匹配输入串的过程。
5
§4.பைடு நூலகம்自上而下面临的问题
例：文法 SxAy A**|*
输入串α :x*y
（１）把文法Ｇ的所有ＶＮ按任一种顺序排列成 P1,P2,…,Pn;按此顺序执行； （２）FOR i = 1 To n Do
Begin For j :=1 To i-1 Do 把形如PiPjγ的规则改写成 Piδ1γ|δ2γ|…|δkγ 其中Pjδ1|δ2|…|δk是关 于Pj的所有规则； 消除关于Pi规则的直接左递归性
Ｆ Ｔ’ + T
iℇ
Ｅ’ ℇ
F（E） ｜i
F
Ｔ’
输入串：ｉ＋ｉ； 如右图所示
ｉ
ℇ
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§4.３LL(1)分析法
２、由上分析是不是就意味着：当非终结符 Ａ面临输入符号ａ，且ａ不属于Ａ的任意候 选首符集，但Ａ的某个候选首符集包含ℇ时， 就一定可以使Ａ自动匹配？
分析：只有当ａ是在文法的某个句型中允许跟在Ａ 后的终结符时，才可能允许Ａ自动匹配，否则，ａ 在这里的出现是一种语法错误。
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§4.３LL(1)分析法
２、当不得回溯时，对文法有什么要求？
∀ 非终结符Ａ的各个候选的首符集的交集均为空。
分析：Ａα
first(α)={a|α⇒* a…,a∈ VT} 若α⇒* ℇ ,则规定ℇ∈ first(α)
即:first(α)是α的所有可能推导的开头终结符或可能
的ℇ。
此时，当要求A匹配输入串时，A根据它所面临的第
《编译原理》课件
了解中间代码生成的概念和它在编译过程中的角色。 学习四元式和三地址码的表示和生成方式，以及中间代码优化的技巧。
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
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
《编译原理课件》PPT课件
它是源程序的一种内部表示形式。 设计中间代码的原则：一是容易生成，二是
容易翻译成目标代码。 常用的中间代码有三地址码、四元式、三元
式、间接三元式、逆波兰表示（后缀式）、 树形表示等。
14
中间代码：四元式
例： id1:=id2+id3*10
sum:=first+count*10 翻译为四元式中间代码的形式：
5
1.2 编译程序的工作过程与结构
一个编译程序的整个工作过程是划分成阶段 进行的，每个阶段将源程序从一种表示形式 转换成另一种表示形式。
编译阶段的典型划分方法是划分为5个基本阶 段：词法分析、语法分析、语义分析产生中 间代码、代码优化、代码生成。
掌握编译过程的5个基本阶段，是学习编译原 理课程的基本内容。
29
自编译：T形图表示
PASCAL2
A代码
PASCAL2
A代码
PASCAL1 PASCAL1
A代码 A代码
用PASCAL1语言 编写的功能更
强的PASCAL2语 言编译程序的
Ａ代码
已有的PASCAL1 语言的编译程序
自编译得到
功能更强的
PASCAL2语言 的编译程序
源程序
注意：T形图的组合规则：① ②
Java语言的操作平台无关性的实现就是如此。
26
1.3 编译程序的开发
构造编译程序，可以：
1. 使用机器语言或汇编语言作工具构造 2. 使用高级语言作工具构造 3. 使用机器语言或汇编语言构造编译程序的核心
部分，使用高级语言构造编译程序的扩充部分 4. 使用编译程序自动生成工具构造
使用高级语言作工具构造编译程序可以大大节 省程序设计的时间，并且编译程序易于阅读、 维护和移植。
容易翻译成目标代码。 常用的中间代码有三地址码、四元式、三元
式、间接三元式、逆波兰表示（后缀式）、 树形表示等。
14
中间代码：四元式
例： id1:=id2+id3*10
sum:=first+count*10 翻译为四元式中间代码的形式：
5
1.2 编译程序的工作过程与结构
一个编译程序的整个工作过程是划分成阶段 进行的，每个阶段将源程序从一种表示形式 转换成另一种表示形式。
编译阶段的典型划分方法是划分为5个基本阶 段：词法分析、语法分析、语义分析产生中 间代码、代码优化、代码生成。
掌握编译过程的5个基本阶段，是学习编译原 理课程的基本内容。
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自编译：T形图表示
PASCAL2
A代码
PASCAL2
A代码
PASCAL1 PASCAL1
A代码 A代码
用PASCAL1语言 编写的功能更
强的PASCAL2语 言编译程序的
Ａ代码
已有的PASCAL1 语言的编译程序
自编译得到
功能更强的
PASCAL2语言 的编译程序
源程序
注意：T形图的组合规则：① ②
Java语言的操作平台无关性的实现就是如此。
26
1.3 编译程序的开发
构造编译程序，可以：
1. 使用机器语言或汇编语言作工具构造 2. 使用高级语言作工具构造 3. 使用机器语言或汇编语言构造编译程序的核心
部分，使用高级语言构造编译程序的扩充部分 4. 使用编译程序自动生成工具构造
使用高级语言作工具构造编译程序可以大大节 省程序设计的时间，并且编译程序易于阅读、 维护和移植。
编译原理课件总结
符号表也称为环境(environment)，其作用是将标识符映射到它们的类型和存储位置。
在处理类型、变量和函数的声明时，这些标识符便与其在符号表中的“含义”相绑定。
每当发现标识符的使用（非声明性出现）时，便在符号表中查看它们的含义。
程序中的每一个局部变量都有一个作用域(scope)，该变量在此作用域中是可见的。
当语义分析到达每一个作用域的结束时，所有局部于此作用域的标识符都将被抛弃。
第六章通常意义上的“栈”：支持压入(push)和弹出(pop)操作的数据结构。
但是，局部变量会成批压入和弹出栈，而且，当局部变量在栈中被创建时，它们一般不会被立刻初始化。
最后，当向栈中压入很多变量之后，还会需要访问压在栈顶之下较深的变量。
因此，抽象的压入和弹出模式并不适合。
●可以将栈看成是一个大型数组，并带有一个特殊寄存器，即栈指针(stack pointer)。
●栈中空间的划分：●超出栈指针的所有位置为自由存储空间(garbage)；●位于栈指针之前的位置为已分配存储空间(allocated)。
●栈通常只在函数的入口处增长，它通过增加足以容纳该函数的所有局部变量的一片存储空间来扩大栈。
栈在函数的出口处收缩，收缩的空间就是入口时扩大的空间。
栈中用来存放一个函数的局部变量、参数、返回地址和其他临时变量的这片区域称为该函数的活动记录(activation record)或栈帧(stack frame)。
设函数g(…)调用函数f(a1,a2, …an)：g是调用者(caller)；f是被调用者(callee)。
在进入函数f时，栈指针(Stack Pointer)指向g传递给f的第一个参数。
在f的入口，f简单地使SP减去帧的长度而分配一个新栈帧。
原来的SP则变成了当前的帧指针(Frame Pointer)。
某些栈帧布局中：FP是一个单独的寄存器；原来的FP保存在存储器中（栈帧内）。
当函数f退出时，需要复制FP到SP，并取回保存在存储器中的FP。
编译原理课件
3.6 本章小结
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
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
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例3 设有表格结构文G[S]: S → a | ∧| (T) T → T, S | S (1)计算文法G[S]的FIRSTVT集和 LASTVT集. (2) 构造G[S]的优先关系表,并判断G[S] 是否算符优先文法.
本章小结
计算文法G[S]的FIRSVT集和LASTVT集如下:
+ +Bb…, FIRSTVT(A)={b | Ab…或A b∈VT , B∈VN } + + LASTVT(A)={a | A …a 或A …aB, a∈VT, B∈VN }
+
本章小结
例2 设有文法G[E]: E →ET+ | T T →TF* | F F →F↑ | a 给出句型FF↑↑*的所有短语,句柄和素 短语. 分析 首先画出句型的语法树
本章小结
E T T F F F ↑ F ↑ *
根据语法树求短语 FF↑↑* F↑↑ F↑ F 素短语 F↑ F 句柄
本章小结
本章小结
本章介绍了四种典型的语法分析方法
递归下降分析法
确定的自上而下分析法
预测分析法 算符优先分析法
自下而上分析法
LR(0)分析法 SLR(1)分析法 LR分析法 LR(1)分析法 LALR(1)分析法
本章小结
一.确定的自上而下分析法
确定的自上而下分析法要求描述 语言的文法是 LL(1)文法. 1. LL(1)文法的判别方法. (1) 求文法每个产生式右部符号串的 FIRST集. (2) 求文法各个非终结符的FOLLOW集.
本章小结
(3) 根据算符优先关系定义,计算文法 G中任意两个终结符之间的优先关 系,即构造优先关系表. (4) 若任意两个终结符之间至少只有 . , . ,. = < > 三种关系的一种成 立,则G是一个算符优先文法.
本章小结
3. 算符优先分析法只在终结符之间定 义了优先关系,因而它的归约过程 与规范归约是不同的,它不是对句 柄进行归约,而是对最左素短语进 行归约.
本章小结
* FIRST(α) = { a | α a…且 a∈VT } * ε ,则规定 ε∈ FIRST(α) 若α 对每一文法符号X∈V, 求FIRST(X)的规则:
1. 若 X∈VT , 则FIRST(X) ={X} 2. 若 X∈VN 且有 X→ a…, 则把 a 加入 FIRST(X)中 ,若 X→ε , 则把 ε 加入FIRST(X)中 3. 若 X→Y…, Y∈VN ,则把 FIRST(Y)中所有 非 ε 元素加入FIRST(X)中
本章小结
③ LR(1)项目集中无移进一归约冲突或 归约一归约冲突.(或LR(1)分析表中 不含多重定义) 注意搜索符只对归约项目起作用. 注意搜索符只对归约项目起作用. ④ LALR(1)项目集中无归约一归约 冲突.(或LALR(1) 分析表中不含多 重定义) 4.四种LR类文法之间的关系
本章小结
本章小结
4.根据文法规则构造递归下降分析程序 和预测分析表的方法 5. 注意LL(1)分析法与LR分析法的区别 LL(1)分析法(预测分析法)是自上而下 的语法分析法,要求文法为LL(1)文法 LR分析法是自下而上的语法分析法, 只要文法是上下文无关文法
本章小结
例1 设有文法G[E]: E→ E+T | E-T | T T→ T*F | T/F | F F→ (E) | id 为消除文法直接左递规,请改写文法,改 写后的文法为:
本章小结
二. 自下而上语法分析法
(一). 算符优先分析法 1. 算符优先分析法特别适合于分析算 术表达式,但不是专用于分析算术表 达式的.
本章小结
2. 算符优先文法的判别方法 (1) 判所给文法G是否算符文法.若文法 中没有形如 A→BC 规则,则称G 为算符文法. (2) 对算符文法G,计算每个非终结 符的 FIRSTVT 和 LASTVT集.
本章小结
E→ E+T | E-T | T T→ T*F | T/F | F F→ (E) | id E → T → F → T { +T | -T } F { *F | /F } (E) | id
本章小结
例2 设有文法G[S]
S→aAbDe | d A→BSD | e B→SAc | cD | ε D→Se | ε 1. 计算文法G[S]每个非终结符的FIRST集 和FOLLOW集 . 2. 判断文法G[S] 是否LL(1)文法.
本章小结
例1 设有文法G[S]: S →A A →B | AiB B →C | B+C C → )A*|( 给出句型C+C i (的所有短语,句柄和素 短语. 分析 首先画出句型的语法树
本章小结
S A A B C i C B C ( 短语: C+C i ( C+C C ( 句柄: C 素短语: C+C (
本章小结
S → a | ∧| (T) T → T, S | S
FIRSTVT
LASTVTΒιβλιοθήκη S T{ a, ∧, ( }
{ a, ∧, ) }
{ , ,a,∧,( } { , ,a,∧,) } ∧ ∧
本章小结
寻找终结符在左边,非终结符在右边 的符号对有 ( T ( <. FIRSTVT(T) , S , <. FIRSTVT(S) 见表 寻找非终结符在左边,终结符在右边 的符号对有 T ) LASTVT(T) .> ) T , LASTVT(T) .> ,
2. LL(1)文法是无左递归,无二义性文 法. 3. 将非LL(1)文法改写为LL(1)文法的方 法. (1) 消除文法直接左递归 P→Pα | β 改写为 P→βP' , P'→ αP' | ε 或 P→β{α}
本章小结
(2) 提取公共左因子 若 A→ αβ1 | αβ2 | …| αβn 提取公共左因子将文法改写成: A → αA' A' → β1| β2| …| βn
本章小结
* FOLLOW(A) ={ a | S …Aa …且a∈VT } * 若有S …A , 则规定 $∈FOLLOW(A).
求FOLLOW(A)的规则: 1. 对文法的开始符号S , 令$∈FOLLOW(S) 2.若 A→αBβ是一条规则, 则将FIRST(β) \ {ε}加到 FOLLOW(B)中 3.若 A→αB是一条规则, 或 A→αBβ是一条规则而 βε * 则把FOLLOW(A)加到FOLLOW(B)中 ,
本章小结
S→aAbDe | d A→BSD | e B→SAc | cD | ε D→Se | ε FOLLOW(S)={$,a,b,c,d,e} FOLLOW(A)={b,c} FOLLOW(B)={a,d} FOLLOW(D)={a,b,c,d,e}
FIRST(S)={ a,d } FIRST(A)={ a,d,c,e } FIRST(D)={ a, d, ε }
本章小结
S→aAbDe | d A→BSD | e 问: 能否∪ ε B→SAc | cD | ε D→Se | ε FIRST(S)=FIRST(aAbDe)∪FIRST(d)={ a,d } FIRST(A)=FIRST(B)∪FIRST(e) =FIRST(S)∪FIRST(cD)∪{e}={ a,d,c,e } * 因为从 A ε , 所以 ε FIRST(A) / FIRST(B)=FIRST(S)∪FIRST(cD)∪{ε}={ a,d,c,ε} FIRST(D)=FIRST(Se)∪{ε}={ a, d, ε}
本章小结
文法G[S]的优先关系表如下表所示
a
∧
,
(
)
a ∧ , ( )
.> .>
.> .>
<. <.
<. <.
.> <. .>
<. <.
. =
.> 返回
.>
本章小结
S → a | ∧| (T) T → T, S | S 文法G[S]是一个算符优先文法.因为文 法G[S]的任何规则右部都不含两个相邻 的非终结符,并且任何两个终结符之间至 多只存在一种优先关系.
本章小结
(3) 求文法每个产生式的SELECT集. (4) 求相同左部产生式的SELECT交集. 对文法G的每一个非终结符A的产生式 A → α1 | α2 |…| αn 下面条件成立: SELECT(A→ αi)∩SELECT(A→ αj)=Φ (i≠j) 则文法G是一个LL(1)文法
本章小结
本章小结
(2)构造识别文法规范句型活前缀的DFA. (3)将DFA转换成相应的LR分析表. 四种分析表的构造基本相同,仅对含 仅对含 归约项目的项目集构造分析表元素不同. 归约项目的项目集构造分析表元素不同 . 注意文法一定要拓广. 注意文法一定要拓广. 3. 四种LR文法的判别方法 (1)任何的二义性文法都不是LR类文法.
一个文法是LR(0)文法一定也是 文法一定也是SLR(1) 一个文法是 文法一定也是 文法,也是LR(1),LALR(1)文法,反之 文法 则不一定成立.即
本章小结
4. 求最左素短语的方法 (1) 画出句型的语法树. (2) 根据语法树求出句型的所有短语. (3) 满足下列条件的短语:至少含有一 个终结符;除自身之外不再包含其 他素短语.
本章小结
5. 根据优先关系定义构造优先关系表 的方法. 6. 由于算符优先分析法忽略了非终结 符 在归约过程中的作用,可能导 致把不是句子的输入串误认为是句 子.
本章小结
(二) LR分析法
1. LR分析法是一种规范归约分析法, 大多数用上下文无关文法描述的语言 都可以用相应的LR分析器予以识别.
本章小结
2. 从给定的上下文无关文法构造LR 分析表的方法是: (1)对LR(0)或 SLR(1)分析表,构造 LR(0)项目集规范族; 对LR(1)或 LALR(1)分析表,构造 LR(1)项目集规范族.
本章小结
计算文法G[S]的FIRSVT集和LASTVT集如下:
+ +Bb…, FIRSTVT(A)={b | Ab…或A b∈VT , B∈VN } + + LASTVT(A)={a | A …a 或A …aB, a∈VT, B∈VN }
+
本章小结
例2 设有文法G[E]: E →ET+ | T T →TF* | F F →F↑ | a 给出句型FF↑↑*的所有短语,句柄和素 短语. 分析 首先画出句型的语法树
本章小结
E T T F F F ↑ F ↑ *
根据语法树求短语 FF↑↑* F↑↑ F↑ F 素短语 F↑ F 句柄
本章小结
本章小结
本章介绍了四种典型的语法分析方法
递归下降分析法
确定的自上而下分析法
预测分析法 算符优先分析法
自下而上分析法
LR(0)分析法 SLR(1)分析法 LR分析法 LR(1)分析法 LALR(1)分析法
本章小结
一.确定的自上而下分析法
确定的自上而下分析法要求描述 语言的文法是 LL(1)文法. 1. LL(1)文法的判别方法. (1) 求文法每个产生式右部符号串的 FIRST集. (2) 求文法各个非终结符的FOLLOW集.
本章小结
(3) 根据算符优先关系定义,计算文法 G中任意两个终结符之间的优先关 系,即构造优先关系表. (4) 若任意两个终结符之间至少只有 . , . ,. = < > 三种关系的一种成 立,则G是一个算符优先文法.
本章小结
3. 算符优先分析法只在终结符之间定 义了优先关系,因而它的归约过程 与规范归约是不同的,它不是对句 柄进行归约,而是对最左素短语进 行归约.
本章小结
* FIRST(α) = { a | α a…且 a∈VT } * ε ,则规定 ε∈ FIRST(α) 若α 对每一文法符号X∈V, 求FIRST(X)的规则:
1. 若 X∈VT , 则FIRST(X) ={X} 2. 若 X∈VN 且有 X→ a…, 则把 a 加入 FIRST(X)中 ,若 X→ε , 则把 ε 加入FIRST(X)中 3. 若 X→Y…, Y∈VN ,则把 FIRST(Y)中所有 非 ε 元素加入FIRST(X)中
本章小结
③ LR(1)项目集中无移进一归约冲突或 归约一归约冲突.(或LR(1)分析表中 不含多重定义) 注意搜索符只对归约项目起作用. 注意搜索符只对归约项目起作用. ④ LALR(1)项目集中无归约一归约 冲突.(或LALR(1) 分析表中不含多 重定义) 4.四种LR类文法之间的关系
本章小结
本章小结
4.根据文法规则构造递归下降分析程序 和预测分析表的方法 5. 注意LL(1)分析法与LR分析法的区别 LL(1)分析法(预测分析法)是自上而下 的语法分析法,要求文法为LL(1)文法 LR分析法是自下而上的语法分析法, 只要文法是上下文无关文法
本章小结
例1 设有文法G[E]: E→ E+T | E-T | T T→ T*F | T/F | F F→ (E) | id 为消除文法直接左递规,请改写文法,改 写后的文法为:
本章小结
二. 自下而上语法分析法
(一). 算符优先分析法 1. 算符优先分析法特别适合于分析算 术表达式,但不是专用于分析算术表 达式的.
本章小结
2. 算符优先文法的判别方法 (1) 判所给文法G是否算符文法.若文法 中没有形如 A→BC 规则,则称G 为算符文法. (2) 对算符文法G,计算每个非终结 符的 FIRSTVT 和 LASTVT集.
本章小结
E→ E+T | E-T | T T→ T*F | T/F | F F→ (E) | id E → T → F → T { +T | -T } F { *F | /F } (E) | id
本章小结
例2 设有文法G[S]
S→aAbDe | d A→BSD | e B→SAc | cD | ε D→Se | ε 1. 计算文法G[S]每个非终结符的FIRST集 和FOLLOW集 . 2. 判断文法G[S] 是否LL(1)文法.
本章小结
例1 设有文法G[S]: S →A A →B | AiB B →C | B+C C → )A*|( 给出句型C+C i (的所有短语,句柄和素 短语. 分析 首先画出句型的语法树
本章小结
S A A B C i C B C ( 短语: C+C i ( C+C C ( 句柄: C 素短语: C+C (
本章小结
S → a | ∧| (T) T → T, S | S
FIRSTVT
LASTVTΒιβλιοθήκη S T{ a, ∧, ( }
{ a, ∧, ) }
{ , ,a,∧,( } { , ,a,∧,) } ∧ ∧
本章小结
寻找终结符在左边,非终结符在右边 的符号对有 ( T ( <. FIRSTVT(T) , S , <. FIRSTVT(S) 见表 寻找非终结符在左边,终结符在右边 的符号对有 T ) LASTVT(T) .> ) T , LASTVT(T) .> ,
2. LL(1)文法是无左递归,无二义性文 法. 3. 将非LL(1)文法改写为LL(1)文法的方 法. (1) 消除文法直接左递归 P→Pα | β 改写为 P→βP' , P'→ αP' | ε 或 P→β{α}
本章小结
(2) 提取公共左因子 若 A→ αβ1 | αβ2 | …| αβn 提取公共左因子将文法改写成: A → αA' A' → β1| β2| …| βn
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* FOLLOW(A) ={ a | S …Aa …且a∈VT } * 若有S …A , 则规定 $∈FOLLOW(A).
求FOLLOW(A)的规则: 1. 对文法的开始符号S , 令$∈FOLLOW(S) 2.若 A→αBβ是一条规则, 则将FIRST(β) \ {ε}加到 FOLLOW(B)中 3.若 A→αB是一条规则, 或 A→αBβ是一条规则而 βε * 则把FOLLOW(A)加到FOLLOW(B)中 ,
本章小结
S→aAbDe | d A→BSD | e B→SAc | cD | ε D→Se | ε FOLLOW(S)={$,a,b,c,d,e} FOLLOW(A)={b,c} FOLLOW(B)={a,d} FOLLOW(D)={a,b,c,d,e}
FIRST(S)={ a,d } FIRST(A)={ a,d,c,e } FIRST(D)={ a, d, ε }
本章小结
S→aAbDe | d A→BSD | e 问: 能否∪ ε B→SAc | cD | ε D→Se | ε FIRST(S)=FIRST(aAbDe)∪FIRST(d)={ a,d } FIRST(A)=FIRST(B)∪FIRST(e) =FIRST(S)∪FIRST(cD)∪{e}={ a,d,c,e } * 因为从 A ε , 所以 ε FIRST(A) / FIRST(B)=FIRST(S)∪FIRST(cD)∪{ε}={ a,d,c,ε} FIRST(D)=FIRST(Se)∪{ε}={ a, d, ε}
本章小结
文法G[S]的优先关系表如下表所示
a
∧
,
(
)
a ∧ , ( )
.> .>
.> .>
<. <.
<. <.
.> <. .>
<. <.
. =
.> 返回
.>
本章小结
S → a | ∧| (T) T → T, S | S 文法G[S]是一个算符优先文法.因为文 法G[S]的任何规则右部都不含两个相邻 的非终结符,并且任何两个终结符之间至 多只存在一种优先关系.
本章小结
(3) 求文法每个产生式的SELECT集. (4) 求相同左部产生式的SELECT交集. 对文法G的每一个非终结符A的产生式 A → α1 | α2 |…| αn 下面条件成立: SELECT(A→ αi)∩SELECT(A→ αj)=Φ (i≠j) 则文法G是一个LL(1)文法
本章小结
本章小结
(2)构造识别文法规范句型活前缀的DFA. (3)将DFA转换成相应的LR分析表. 四种分析表的构造基本相同,仅对含 仅对含 归约项目的项目集构造分析表元素不同. 归约项目的项目集构造分析表元素不同 . 注意文法一定要拓广. 注意文法一定要拓广. 3. 四种LR文法的判别方法 (1)任何的二义性文法都不是LR类文法.
一个文法是LR(0)文法一定也是 文法一定也是SLR(1) 一个文法是 文法一定也是 文法,也是LR(1),LALR(1)文法,反之 文法 则不一定成立.即
本章小结
4. 求最左素短语的方法 (1) 画出句型的语法树. (2) 根据语法树求出句型的所有短语. (3) 满足下列条件的短语:至少含有一 个终结符;除自身之外不再包含其 他素短语.
本章小结
5. 根据优先关系定义构造优先关系表 的方法. 6. 由于算符优先分析法忽略了非终结 符 在归约过程中的作用,可能导 致把不是句子的输入串误认为是句 子.
本章小结
(二) LR分析法
1. LR分析法是一种规范归约分析法, 大多数用上下文无关文法描述的语言 都可以用相应的LR分析器予以识别.
本章小结
2. 从给定的上下文无关文法构造LR 分析表的方法是: (1)对LR(0)或 SLR(1)分析表,构造 LR(0)项目集规范族; 对LR(1)或 LALR(1)分析表,构造 LR(1)项目集规范族.