编译原理ppt
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编译原理课件
3
参考书目： 1.编译原理及实践，Kenneth C.Louden，机械工业出版 社 2.编译原理，吕映芝，清华大学出版社 3.编译原理. (美)阿霍(Aho, A. V.)等著. 李建中等译. 北京: 机械工业出版社, 2003.8 4.现代编译程序设计. (荷)格伦(Grune, D.) 等著. 冯博琴 等译. 北京:人民邮电出版社, 2003.9 5.陈意云，编译原理和技术（第二版），中国科大出版社， 1997 6.陈意云、张昱，编译原理习题精选，中国科大出版社， 2002
12
1.2 编译过程概述
翻译外文资料与编译源程序进行类比
翻译外文资料 分析 编译源程序
识别单词 词法分析 分析句子语法结构 语法分析
初步翻译句子含意 语义分析及中间代码产生
综合
译文修饰 写出译文
代码优化 目标代码生成
13
第一阶段 词法分析(Lexical analysis) 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（也称单词符号，或简称符号）并转换成 内部形式。 输入：源程序中的字符流 输出：等长的内部形式，即属性字。 在词法分析阶段工作所依循的是语言的词法规则。描述词 法规则的有效工具是正规式和有限自动机。
14
词法分析举例
例子，hoo.c： main() { float position, initial, rate; position = initial + rate * 60; } position = initial + rate * 60 scanner id1 = id2 +
标识符
字符流
id3
*
60
记号流
赋值运算符 标识符 加运算符 标识符 乘运算符 整型常量
参考书目： 1.编译原理及实践，Kenneth C.Louden，机械工业出版 社 2.编译原理，吕映芝，清华大学出版社 3.编译原理. (美)阿霍(Aho, A. V.)等著. 李建中等译. 北京: 机械工业出版社, 2003.8 4.现代编译程序设计. (荷)格伦(Grune, D.) 等著. 冯博琴 等译. 北京:人民邮电出版社, 2003.9 5.陈意云，编译原理和技术（第二版），中国科大出版社， 1997 6.陈意云、张昱，编译原理习题精选，中国科大出版社， 2002
12
1.2 编译过程概述
翻译外文资料与编译源程序进行类比
翻译外文资料 分析 编译源程序
识别单词 词法分析 分析句子语法结构 语法分析
初步翻译句子含意 语义分析及中间代码产生
综合
译文修饰 写出译文
代码优化 目标代码生成
13
第一阶段 词法分析(Lexical analysis) 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（也称单词符号，或简称符号）并转换成 内部形式。 输入：源程序中的字符流 输出：等长的内部形式，即属性字。 在词法分析阶段工作所依循的是语言的词法规则。描述词 法规则的有效工具是正规式和有限自动机。
14
词法分析举例
例子，hoo.c： main() { float position, initial, rate; position = initial + rate * 60; } position = initial + rate * 60 scanner id1 = id2 +
标识符
字符流
id3
*
60
记号流
赋值运算符 标识符 加运算符 标识符 乘运算符 整型常量
《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ppt课件
.
<句子> => <主语><谓语> => <冠词><形容词><名词><谓语> => the <形容词><名词><谓语> => the big <名词> <谓语> => the big elephant <谓语> => the big elephant <动词><宾语> => the big elephant ate <宾语> => the big elephant ate <冠词><名词> => the big elephant ate the <名词> => the big elephant ate the peanut
.
3. 由规则推导句子：有了一组规则之后，可以按照一定的方式 用它们去推导或产生句子。
推导方法：从一个要识别的符号开始推导，即用相应规则的 右部来替代规则的左部，每次仅用一条规则去进行推导。
<句子> => <主语><谓语> <主语><谓语> => <代词><谓语>
…… …… 这种推导一直进行下去，直到所有带< >的符号都由终结符号替代为止。
第2章 形式语言概论 （主要介绍形式语言理论中的一些基本概念和基础知识，包括、语言、语
法树和分析方法等）
.
2.1 字母表和符号串 2.2 文法及其分类 2.3 语言和语法树 2.4 关于文法和语言的几点说明 2.5 分析方法简介 2.6 小结
<句子> => <主语><谓语> => <冠词><形容词><名词><谓语> => the <形容词><名词><谓语> => the big <名词> <谓语> => the big elephant <谓语> => the big elephant <动词><宾语> => the big elephant ate <宾语> => the big elephant ate <冠词><名词> => the big elephant ate the <名词> => the big elephant ate the peanut
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3. 由规则推导句子：有了一组规则之后，可以按照一定的方式 用它们去推导或产生句子。
推导方法：从一个要识别的符号开始推导，即用相应规则的 右部来替代规则的左部，每次仅用一条规则去进行推导。
<句子> => <主语><谓语> <主语><谓语> => <代词><谓语>
…… …… 这种推导一直进行下去，直到所有带< >的符号都由终结符号替代为止。
第2章 形式语言概论 （主要介绍形式语言理论中的一些基本概念和基础知识，包括、语言、语
法树和分析方法等）
.
2.1 字母表和符号串 2.2 文法及其分类 2.3 语言和语法树 2.4 关于文法和语言的几点说明 2.5 分析方法简介 2.6 小结
编译原理第一章PPT课件
掌握编译原理有助于提高程序员对程序性能、代码质量和软件
03
工程实践的理解。
编译原理的应用领域
编译器设计
编译原理的核心应用领域之一 是编译器设计，包括源代码到
目标代码的转换、优化等。
解释器设计
解释器是另一种将源代码转换 为机器码的程序，编译原理同 样适用于解释器的设计。
程序分析
编译原理中的一些技术可以用 于程序分析，例如静态分析、 动态分析和程序切片等。
从高级语言的设计开始，逐步向下设计低级语言和机器语言。
数据结构和算法选择
选择合适的数据结构和算法，提高编译器的性能和可维护性。
代码优化
在生成目标代码之前，对中间代码进行优化，以提高目标代码的性能 和质量。
04 语言与语法
语言的定义与分类
总结词
语言的定义与分类是编译原理的重要基础，它涉及到语言的语法、语义和语用等方面。
语言的语义分析
总结词
语义分析是编译过程中的重要环节，它涉及 到对语言意义的解释和理解。
详细描述
语义分析是对源代码进行静态分析的过程， 目的是理解源代码的意义和功能。在语义分 析阶段，编译器会检查源代码中是否有语法 错误、类型错误、逻辑错误等，并对其进行 相应的处理。同时，语义分析还会进行符号 表管理、类型检查、控制流分析等工作，以
详细描述
中间代码生成是编译过程的第三步，其主要任务是将抽象语法树转化为中间代码。中间代码是一种抽象的、与具 体机器无关的代码形式，通常采用三地址码、四元式等表示方式。中间代码的主要目的是为了方便后续的优化和 目标代码生成。
代码优化
总结词
对中间代码进行优化，提高执行效率。
详细描述
代码优化是编译过程中非常重要的一步，其主要任务是对中间代码进行优化，以提高生成的目标代码 的执行效率。常见的优化技术包括常量折叠、无用代码删除、循环展开等。
编译原理精选版演示课件.ppt
预测分析表
3
表驱动的预测分析程序模型
khk
4
实现步骤：
（1） 判断文法是否为LL(1)文法。 如果文法中含有左递归，必须先消除 左递归
（2）构造预测分析表 ： Select(A ) （3）列出预测分析过程
khk
5
第6章：自底向上分析方法
自底向上分析方法，也称移进归约分析法
实现思想（是推导的逆过程）：
对输入符号串自左向右进行扫描，并将输入符逐个 移入一个后进先出栈中，边移入边分析，一旦栈顶 符号串形成某个句型的可归约串时，就用该产生式 的左部非终结符代替相应右部的文法符号串，称为 归约。重复这一过程，直到归约到栈中只剩下文法 的开始符号时，则分析成功。
关键问题
khk
6
移进—规约分析（Shift-reduce parsing)
＋
A a
可得 b <. a
由A→( B 且B＋ ( B… 可得 (<. (
＋
B aa…
可得 (<. a
＋
B Aa )
可得 (<. A
khk
18
A(B(Aa) …)
(3) 求> .关系:
A(B…B
＋
Aa
由S→bAb，且A…) 可得 ) > . b
A＋…B 可得 B > . b
khk
88
例1：文法
SaAcBe A b A Ab B d
输入串abbcde#分析
khk
9
归约分析过程（移进归约）：
步骤 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1kh1k
符号栈 # #a #ab #aA #aAb #aA #aAc #aAcd #aAcB #aAcBe #S
《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
编译原理第一章ppt
如何学习构造编译程序
1、掌握源语言 2、掌握目标语言 3、掌握编译方法 编译程序是极其复杂的系统，学 习时将其分解开来学，但要注意前后 的联系、贯通。 作为编译基本原理和方法的学习， 不涉及具体的目标机和机器指令。
基本术语 1.源程序(Source program)
code) 3.翻译程序(Translator) 4.解释程序(Interpreter) 5.汇编程序(Assembler) 6.编译程序(Compiler) 7.编译系统(Compiler system)
2.目标程序(Object
相关概念
例如“四元式”即为一种中间代码，其形式为： （算符，运算对象1，运算对象2，结果）
赋值语句：Z:=(X+0.48)*Y/W
可以生成如下所示的四元式：
( + ( * ( / ( :=
, , , ,
X , 0.48 , t1) t1 , Y , t2 ) t2 , W , t3 ) t3 , — , Z )
1.3 编译程序的结构
一.编译程序总框
源程序
表 格 与 表 格 管 理
词法分析器(扫描器)
单词符号
语法分析器(分析器)
语法单位
错 误 检 测
语义分析及中间代码生成器
中间代码
优化器
中间代码
目标代码生成器
目标代码
1.词法分析器(扫描器) 2.语法分析器(分析器) 3.语义分析及中间代码生成器 4.优化器 5.目标代码生成器 6. 表格与表格管理 7.错误检测
6. 表格与表格管理：
编译程序在其工作过程中使用最多的数据结构形式就 是表格。各种各样的表格中记录着源程序的各种信息，以 便需要时可以随时查询使用。最重要的表格是符号表，其 主要用途为： 收集记录各类符号的属性信息：当分析到标识符的说明部 分时，在符号表中记录相关属性；当分析到标识符的使用 部分时，在符号表中查证相关属性； 语法分析时合法性检查的依据：同一个标识符可能在程序 的不同地方出现，语法分析需要检查标识符在上下文中的 一致性和合法性，而符号表正是进行这种检查的依据； 作为目标代码生成阶段地址分配的依据：每个变量在目标 代码生成时都需要确定其对应的存储地址，编译程序在完 成了对变量的地址分配后，将其存于符号表中，其后可以 通过符号表获取每个变量对应的存储地址。
相关主题
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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
二、编译程序 翻译程序：在计算机中放置一个能由计算机直接执 行的翻译程序。它以某一程序设计语言（源语言） 所编写的程序（源程序）作为翻译或加工的对象。 当计算机执行翻译程序时就将它翻译为与之等价的 另一语言（目标语言）的程序（目标程序）。
编译程序：如果一个翻译程序的源语言翻译程序称为编译程序
1.2
1、词法分析 词法分析器的工作任务：
编译过程和编译程序的结构
识别出源程序中的各种语法单位（单词或语法符号） 删除无用的空白字符、回车字符及其它与输入介质相关
的非实质性字符 删除注释 进行词法检查，报告所发现的错误
1.1 什么是编译程序(COMPILER)
一、程序设计语言 程序设计语言是用来编写程序的工具 程序设计语言的分类： 低级语言：机器语言、汇编语言等
高级语言：如：C、PASCAL、DELPHI、VC等
高级语言、汇编语言被计算机所“理解”的途径：
翻译方式 解释方式
1.1 什么是编译程序(COMPILER)
编译系 统
操作系统 裸机
编译程序与运行系统合称为编译系统
需预处理的源程序 预处理程序 源程序
编译程序
可重定位目标文件库 汇编程序
目标汇编程序
可重定位机器代码
装配连接编辑
高级语言处理过程
绝对机器码
术语
编译程序(compiler) 编译程序的源语言(源程序) (source language)(source program) 编译程序的目标语言(目标程序) (object or target language)(object or target program) 编译程序的实现语言(implementation language) 语言处理程序(language processor) 语言转（变）换(language transformation)
学习应该以思考为主 思考由问题和答案组成。提问使人进步。提问和答案一样 重要 基础知识是研究的工具 敢于犯错误 注重实验环节，多做程序 源程序是源泉 把每个阶段放到整个编译程序背景中学习 认真做程序 独立、认真完成作业
六、考核评分标准 平时作业 10％ 上机实验 20％ 实验报告 10％ 闭卷考试 60％
代码优化程序
中间代码 目标代码生成程序 目标代码
1.2
编译过程和编译程序的结构
1、词法分析(lexical analysis or scanning)
--The stream of characters making up a source program is read from left to right and grouped into tokens,which are sequences of characters that have a collective meaning. 单词---token 保留字---reserved word 标识符 ---identifier(user-defined name)
一、教学目的
讲述编译系统的结构、工作流程及编译程序各组成部分 的设计原理和实现技术 通过学习课程，既掌握编译理论和方法方面的基本知识， 也应具有设计、分析和维护编译程序等方面的初步能力 能完成一个相当规模的系统的设计 编译原理是计算机专业最为恰当、有效的载体之一。
编译原理是一门综合应用的课程。编译程序的设计与构造过程 中需要用到许多前导课程的知识，比如离散数学中的语言与自动机 的知识，数据结构中各种结构的知识，高级程序设计语言的结构与 功能的知识，汇编语言的知识，计算机组成的知识等。因此编译原 理课程是提高学生综合能力的一门关键课程，学好这门课程将使学 生获得相当程度的成就感。使学生能切实感受到用户可以指挥计算 机去完成相当复杂的问题。
1、吕映芝,张素琴,蒋维杜编. 编译原理. 清华大学出版社 2. 蒋立源等. 编译原理. 西北工业大学出版社 3. 陈火旺, 刘春林等. 程序设计语言编译原理.国防工业 出版社 4.ALFRED V. AHO, RAVISETHI, JEFFREY D. ULLMAN, Compilers Principles, Techniques and Tools ADDISSON-WESLEY 这是最经典的一本编译参考书 5.Keneth C.Louden Compiler Construction Principles and Practice