编译原理---总结
编译原理---总结59页文档
1、合法而稳定的权力在使用得当时很 少遇到 抵抗。 ——塞 ·约翰 逊 2、权力会使人渐渐失去温厚善良的美 德。— —伯克
3、最大限度地行使权力总是令人反感 ;权力 不易确 定之处 始终存 在着危 险。— —塞·约翰逊 4、权力会奴化一切。——塔西佗
5、虽然权力是一头固执的熊,可是金 子可以 拉着它 的鼻子 走。— —莎士 比
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂,怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出
编译原理概念总结
第一章 引论• 为什么要用编译器 • 与编译器相关的程序 • 翻译步骤• 编译器中的主要数据结构1、语言处理器 1、简单的说,一个编译器就是一个程序,它可以阅读以某一种语言(源语言)编写的程序,并把该程序翻译成一个等价的、用另一种语言(目标语言)编写的程序。
2、编译器的重要任务之一就是报告它在翻译过程中发现的源程序中的错误。
3、使用编译器是为了提高编程的速度和准确度。
4、与编译器相关的程序:解释程序(interpreter )、汇编程序(assembler )、连接程序(linker )、装入程序(loader )、预处理器(preprocessor )、编辑器(editor )、调试程序(debugger )、描述器(profiler )、项目管理程序(project manager )。
5、解释器是另一种常见的语言处理器。
它并不通过翻译的方法生成目标程序。
从用户的角度来看,解释器直接利用用户提供的输入执行源程序中指定的操作。
6、一个源程序可能被分割成多个模块,并存放于独立的文件中。
把源程序聚合在一起的任务有时会由一个被称为预处理器(preprocessor )的程序独立完成。
预处理器还负责把那些称为宏的缩写形式转换为源语言的语句。
7、连接器(linker )能够解决外部内存地址的问题。
8、加载器(loader )把所有的可执行目标文件放到内存中执行。
2、一个编译器的结构OutputSourceProgramFront endBack endObject1、将编译器看成黑盒,则源程序映射为在语义上等价的目标程序,而这个映射由两部分组成:分析部分和综合部分。
2、分析部分把源程序分解成多个组成要素,并在这些要素之上加上语法结构。
3、综合部分根据中间表示和符号表中的信息来构造用户期待的目标程序。
4、编译器的第一个步骤:词法分析(lexical)或扫描(scanning)。
词法分析器读入组成源程序的字符流,并且将它们组成有意义的词素(lexeme)的序列。
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。
编译原理课程期末总结
编译原理课程期末总结一、引言编译原理是计算机科学与技术专业必修的一门课程,主要讲授计算机程序语言的组织规则和程序的翻译方法。
本学期的编译原理课程,从基本概念开始,逐渐深入到词法分析、语法分析、语义分析和代码生成等内容。
通过学习编译原理,我对程序的编写和翻译有了更深入的理解,并且提高了编写高效程序的能力。
本文将对本学期编译原理课程的学习内容以及个人体会进行总结和归纳。
二、课程学习内容1. 基本概念在编译原理的第一节课中,老师给我们介绍了编译原理的基本概念。
编译器是将源语言程序翻译成目标语言程序的一种软件。
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。
我们学习了编译器的整体结构和各个阶段的作用。
2. 词法分析词法分析是编译器的第一阶段,它负责将源程序分割成一个个单词(Token)。
在本学期的编译原理课程中,我们学习了正则表达式、DFA(Deterministic Finite Automaton)和NFA(Nondeterministic Finite Automaton)的概念。
通过实践,我了解了如何用正则表达式描述词法单元的集合,并将正则表达式转化为NFA和DFA。
3. 语法分析语法分析是编译器的第二阶段,它负责将词法分析得到的单词序列解析成语法树。
在本学期的编译原理课程中,我们学习了上下文无关文法和语法分析算法。
我通过实现LL(1)语法分析器和LR(1)语法分析器,深入理解了语法分析的原理与方法。
4. 语义分析语义分析是编译器的第三阶段,它负责对语法树进行静态检查和语义处理。
在本学期的编译原理课程中,我们学习了符号表的管理和使用、类型检查和类型转换等内容。
通过实践,我掌握了如何设计和实现一个简单的语义分析器。
5. 中间代码生成中间代码生成是编译器的第四阶段,它负责将语法树转化为中间代码。
在本学期的编译原理课程中,我们学习了三地址码和四元式的表示方法,以及中间代码的生成和优化等内容。
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。
编译原理概念总结
编译原理概念总结编译原理是计算机科学中的一个重要领域,研究如何将高级语言程序翻译成计算机能理解和执行的目标代码。
它涉及到词法分析、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各个阶段。
编译原理的核心目标是实现高效可靠地将高级语言程序转换为等价的机器代码,并能在目标机器上正确运行。
编译器是实现这一目标的关键工具,它将高级语言程序的源代码作为输入,经过多个阶段的处理,最终生成可执行的目标代码。
在编译原理中,词法分析是第一个阶段,它将源代码分解为若干个词法单元,如标识符、关键字、运算符等。
词法分析器通过使用正则表达式和有限自动机等方法,辨别不同的词法单元,为后续的语法分析提供输入。
语法分析是编译过程的第二个阶段,它将词法单元组织成按照语法规则形成的语法结构。
语法分析器使用上下文无关文法描述语言的语法规则,并通过构建语法树或语法分析表等数据结构来表示和分析各种语法结构。
语义分析是编译过程的第三个阶段,它对语法结构进行语义检查和解释,确保程序在语义上是正确的。
语义分析器会对数据类型、作用域、类型转换等进行检查,并生成中间代码以供后续的代码生成和优化。
中间代码生成是编译过程的第四个阶段,它将源代码转换为与机器无关的中间代码表示形式。
中间代码是一种类似于汇编语言的抽象表示形式,它包含了源代码的各种高级结构,如条件语句、循环语句等,但与具体的机器架构无关。
代码优化是编译过程的第五个阶段,它通过对中间代码进行重写和重组,以提高程序的执行效率。
代码优化器会检测和消除冗余的计算、减少内存访问次数、提前计算常量表达式等,从而减少程序的执行时间和空间开销。
目标代码生成是编译过程的最后一个阶段,它将中间代码转换为目标机器能够执行的机器代码。
目标代码生成器会将中间代码中的各种高级结构转换为机器指令,并进行寄存器分配、指令选择和指令调度等操作,以生成最终的目标代码。
除了以上的主要阶段,编译原理还涉及到其他一些重要的概念和技术,如语法制导翻译、动态内存分配、符号表管理、异常处理等。
编译原理总结
第四章 语法分析——自上而下分析
• 7.两种实现方法:递归下降分析法、预测分 递归下降分析法、 递归下降分析法 析程序。 析程序。
• 8. 预测分析法
• • • • (1)FIRST 、FOLLOW集合。 (2)预测分析表的结构 (2)构造预测分析表。 9.习题2
第五章 语法分析——自下而上分析
第六章 属性文法和语法制导定义
• 3.对于文法的每个产生式都配备了一组属性 的计算规则,称为属性。 • 4.文法符号的属性有两种,一种称为综合属 综合属 继承属性。 性,一种称为继承属性 继承属性 • 综合属性传递信息的方向是自下而上。 • 继承属性传递信息的方向是自上而下。
第六章 属性文法和语法制导定义
• (2)写一个文法,使其语言是奇数集合, 且每个奇数不以0开头。 • T→D|ND • D→1|3|5|7|9 • N→NH|1|2|3|4|5|6|7|8|9 H→0|1|2|3|4|5|6|7|8|9
• (3)写一个文法,使其语言是偶数集合,且 每个偶数不以0开头。 • T→D|ND • D→2|4|6|8|0 • N→NH|1|2|3|4|5|6|7|8|9 • H→0|1|2|3|4|5|6|7|8|9
第六章 属性文法和语法制导定义
• 1. 什么是语法制导翻译法? • 语法制导翻译法就是在语法分析的过程中, 随分析的过程,根据为每个产生式添加的语 义动作进行翻译的方法。
第六章 属性文法和语法制导定义
• 2.写出产生式、语义规则和语义子程序之间的关 系。 • ①产生式:一个产生式描述了一个语法单位,但它只 说明了该语法单位能产生的符号串,并未指明所产 生的符号串有什么实际意义,即该符号串究竟要做 , 什么。 • ②语义规则:一个产生式的语义规则描述了该产生 式的具体的动作意义,即该产生式产生的符号串要 做什么。 • ③语义子程序:按照产生式的语义规则生成某种中 间代码,实现相应的动作。
《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。
编译原理知识总结
简答题:1、翻译和编译程序的区别翻译程序是把一种语言翻译成另一种语言,而编译程序是把高级语言翻译成低级语言,即把源程序翻译成目标程序2、算符优先分析和简单优先分析的相同和不同点算符优先分析:分析思想:自底向上,移进规约思想何时移进:当前栈顶的符号优先性小于或等于当前输入符号的优先性时何时归约:当前栈顶的符号优先性大于当前输入符号的优先性时可归约串:当前句型的最左素短语何时结束:当前输入指向句子的结尾,栈中只有起始符号“#”和一个非终结符简单优先分析:分析思想:自底向下,移进规约思想何时移进:当前栈顶的符号优先性小于或等于当前输入符号的优先性时何时归约:当前栈顶的符号优先性大于当前输入符号的优先性时可规约串:当前句型的句柄何时结束:当前输入指向句子的结尾,栈顶为文法的开始符号3、编译过程的6个阶段、8个模块和框架图以及相应功能6阶段: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8模块:表格管理程序、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、代码优化程序、目标代码生成程序、出错处理程序词法分析:编译过程的第一个阶段,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语法分析:第二阶段,在词法分析的基础上将单词序列分解成各类语法短语语义分析:审查源程序有无语义错误,为代码生成阶段收集类型信息中间代码生成:进行语法分析和语义分析阶段工作后,编译程序将源程序变成一种内部表示形式,这种内部表示形式叫做中间语言或中间代码代码优化:对前阶段产生的中间代码进行变换或进行改造,目的是使生成的目标代码更为高级,省时间、省空间目标代码生成:把中间代码变换成特定机器上的绝对指令代码或可重定位的指令代码或汇编指令代码表格管理:编译过程中源程序的各种信息被保留在种种不同的表格里,这些都涉及到构造查找或更新有关表格,需要表格管理的工作出错处理:编译过程中发现源程序有错误,编译程序应报告错误的性质和错误发生的地点,并且将错误造成的影响限制在尽可能小的范围内,使得源程序的其余部分能继续编译,有些程序错误能自动校正,这些都是出错处理程序完成还要能画出它们的关系图4、文法的类型及其特征0型文法:设G=(V N,V T,P,S),如果它的每个产生式α—>β是这样一种结构α、βЄ(V∪V T)*且α至少包含一个非终结符。
编译原理复习汇总
复习汇总一、第一章概述1.文法与自动机的等价1)0型文法—图灵机2)1型文法—线性有界非确定图灵机3)2型文法—非确定下推自动机4)3型文法—有限状态自动机2.编译技术的应用1)语法制导的结构化编辑器2)程序格式化工具3)软件测试工具4)程序理解工具5)高级语言的翻译工具6)等等3.从面向机器的语言到面向人类的语言(结合第二章第9小点理解)1)面向机器的语言:机器指令,汇编语言2)面向人类的语言:通用程序设计语言,数据查询语言,形式化描述语言(正规式,产生式)等等。
4.各语言的分类(结合第二章第9小点理解)1)过程式语言,面向对象语言:通用程序设计语言。
2)函数语言:面向特点领域的,递归特性。
例如LISP语言3)说明性,非算法式语言:LEX/YACC,SQL。
4)脚本式语言:Shell语言5.语言之间的转换(李静PPT41)1)高级语言之间的转换一般称为预处理或转换。
2)高级语言翻译成汇编语言或机器语言称之为编译。
3)把汇编语言翻译成机器语言称之为汇编。
4)将一个汇编语言程序汇编为可在另一台机器上运行的机器指令称之为交叉汇编。
5)把机器语言翻译成汇编语言称之为反汇编。
6)把汇编语言翻译成高级语言称之为反编译。
6.编译器和解释器1)编译器●源程序的翻译和翻译后的程序的运行是两个不同的阶段。
◆编译阶段:用户输入源程序,经过编译器的处理,生成目标程序。
◆目标程序的运行阶段:根据要求输入数据,得出结果。
2)解释器(凡是可以采用编译器的地方均可以采用解释器)●解释器把翻译和运行结合到一起,编译一段源程序,紧接着就执行它。
这种方式称为解释。
7.解释器的优点(对比与编译器)1)具有较好的动态特性。
2)具有较好的移植特性。
8.解释器的缺点(对比于编译器)1)相比于编译器需花费大量的时间。
2)占用更多的内存空间。
9.编译器的工作阶段(结合第二章6小点红色部分理解)1)源程序->词法分析器->语法分析器->语义分析器->中间代码生成器->代码优化器->目标代码生成器->目标代码2)工作过程中的每个阶段均采用了符号表管理器,出错处理器。
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。
最全的编译原理知识点--完美总结
不容易掌握。 38.实现扩充语言编译程序的方式有: 直接法:直接接受扩充式语言,并按语言的语义规则处理。 间接法:接受串行源程序(或带并行指示标志的串行源程序),并行编译程序对源程序进 行并行性检查,将检测到的并行成分转换成并行语句。或者立即进行并行编译处理。 39.并行粒度是对并行执行任务或者事务大小的度量。 分为作业级,用户级,程序级,指令级(语 句级)。作业级粒度最大,指令级粒度最小。并行编译程序应该选择适当的并行粒度。 40.加速比 Sp 可认为是应用程序在单处理机上串行执行时间 Ts 和 p 个处理器并行执行的时 间 Tp 之比,即 Sp=Ts/Tp。分析比较并行编译程序所生成的目标程序的执行速度是可用此 指标。 41.并行硬件上实现神经模型和连接机制模型途径: 用大量的专门的神经元器件连接成特定的模型。用通用并行计算机支持各种连接模型。 第二章 1. 字母表:字母表是元素的非空有穷集合。字母表中的元素称为符号。 2. 符号串:符号的有穷序列成为符号串。什么符号也不包含的符号称为空符号串。符号串 中符号的个数称为符号的长度。 3. 符号串相等 若 xy 是集合上的两个符号串。且符号串的每个元素和元素的位置均相等时 符号串相等。 4. 符号串的正闭包:A+ 为集合 A 上所有符号串的集合。 5. 符号串的自反闭包:A* 自反闭包不包含 A 本身 A+=AA*=A*A 6. 文法: 文法是对语言结构的定义与描述。 即从形式上用于描述和规定语言结构的称为 “文 法” (或称为“语法” ) 。对于 we 妇女发 要研究它的句型、句子和语言。 7. 语法规则:我们通过建立一组规则,来描述句子的语法结构。规定用“::=”表示“由„„ 组成”或“定义为„„” 。 8. 产生式的定义;设 VN、 VT 分别是非空有限的非终结符号集和终结符号集, V=VN∪ VT ,VN∩VT=Φ 。 一个产生式是一个有序偶对(α ,β ),其中α ∈V+,β ∈V*,通常表示 为α →β 或α ::=β 。称α 为产生式的左部,称β 为产生式的右部。产生式又称为重写规 则,它意味着能将一个符号串用另一个符号串替换。 9. 文法的定义:文法 G =(VN,VT,P,S) 。VN:非终结符号集。VT:终结符号集。P: 产生式或规则的集合。S:开始符号(识别符号) S∈VN. 10.文法和语言分类 Chomsky 将文法分为四类:0 型、1 型、2 型、3 型。这几类文法的差别 在于对产生式施加不同的限制。 11.0 型文法:P: α ::=β 其中α ∈(VN∪VT)+,β ∈(VN∪VT)* 0 型文法称为短语结构文法。规则的左部和右部都可 以是符号串,一个短语可以产生另一个短语。 0 型语言:L0 这种语言可以用图灵机(Turing)接受。 12.1 型文法: P: γ 1Aγ 2::= γ 1δ γ 2 其中 γ 1,γ 2∈(VN∪VT)*, A∈VN, δ ∈ (VN∪VT)+ 称为上下文有关文法或上下文敏感文法。也即只有在 γ 1,γ 2 这样的上下文中才能把 A 改写为δ 1 型语言:L1 这种语言可以由一种线性界限自动机接受.
编译原理期末总结
编译原理期末总结编译原理是计算机科学中的一门重要课程,它涵盖了从程序的源代码到可执行代码的整个过程。
在本学期的学习中,我通过理论学习和实践项目的方式,深入了解了编译原理的重要概念和实践技术,对编译器的原理和设计有了更深入的了解。
在本文中,我将对编译原理的重要内容进行总结并分享我的学习收获。
一、编译原理的基础知识在学习编译原理之前,我们需要了解计算机的基础知识和概念,例如计算机的组成原理、计算机体系结构和计算机操作系统等。
这些基础知识对我们理解编译原理起到了重要的辅助作用。
1. 计算机的组成原理计算机由硬件和软件两部分组成,硬件指的是计算机的物理部分,包括CPU、内存、硬盘等。
而软件指的是运行在计算机上的程序。
2. 计算机体系结构计算机体系结构是计算机硬件和软件之间的接口,包括指令集体系结构和系统结构。
指令集体系结构定义了计算机的机器语言和指令集编码规范,系统结构定义了计算机的组成和连接方式。
3. 计算机操作系统计算机操作系统是一个管理和控制计算机硬件资源的软件,它提供了基本的功能,如进程管理、内存管理和文件管理。
二、编译原理的基本概念编译原理是关于将高级语言编写的程序转化为机器语言的过程,它包括了词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成和代码优化等阶段。
1. 词法分析词法分析是将源代码中的字符流转化为词法单元流的过程。
在词法分析阶段,编译器会识别出关键字、标识符、常量等词法单元,并对它们进行标记和分类。
2. 语法分析语法分析是将词法单元流转化为语法树的过程。
在语法分析阶段,编译器会检查源代码是否符合语法规则,并将它们组织成一个由语法规则决定了语法结构的树状结构。
3. 语义分析语义分析是对语法树进行语义检查和语义修正的过程。
在语义分析阶段,编译器会检查类型一致性、变量声明和作用域等语义规则,并生成符号表来存储变量和函数的信息。
4. 中间代码生成中间代码生成是将源代码转换为一种中间表示形式的过程。
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。
编译原理知识点汇总
编译原理的复习提纲1.编译原理=形式语言+编译技术2.汇编程序:把汇编语言程序翻译成等价的机器语言程序3.编译程序:把高级语言程序翻译成等价的低级语言程序4.解释执行方式:解释程序,逐个语句地模拟执行翻译执行方式:翻译程序,把程序设计语言程序翻译成等价的目标程序5.计算机程序的编译过程类似,一般分为五个阶段:词法分析、语法分析、语义分析及中间代码生成、代码优化、目标代码生成词法分析的任务:扫描源程序的字符串,识别出的最小的语法单位(标识符或无正负号数等)语法分析是:在词法分析的基础上的,语法分析不考虑语义。
语法分析读入词法分析程序识别出的符号,根据给定的语法规则,识别出各个语法结构。
语义分析的任务是检查程序语义的正确性,解释程序结构的含义,语义分析包括检查变量是否有定义,变量在使用前是否具有值,数值是否溢出等。
语法分析完成之后,编译程序通常就依据语言的语义规则,利用语法制导技术把源程序翻译成某种中间代码。
所谓中间代码是一种定义明确、便于处理、独立于计算机硬件的记号系统,可以认为是一种抽象机的程序代码优化的主要任务是对前一阶段产生的中间代码进行等价变换,以便产生速度快、空间小的目标代码编译的最后一个阶段是目标代码生成,其主要任务是把中间代码翻译成特定的机器指令或汇编程序编译程序结构包括五个基本功能模块和两个辅助模块6.编译划分成前端和后端。
编译前端的工作包括词法分析、语法分析、语义分析。
编译前端只依赖于源程序,独立于目标计算机。
前端进行分析编译后端的工作主要是目标代码的生成和优化后端进行综合。
独立于源程序,完全依赖于目标机器和中间代码。
把编译程序分为前端和后端的优点是:可以优化配置不同的编译程序组合,实现编译重用,保持语言与机器的独立性。
7.汇编器把汇编语言代码翻译成一个特定的机器指令序列第二章1.符号,字母表,符号串,符号串的长度计算P18,子符号串的含义,符号串的简单运算XY,Xn,2.符号串集合的概念,符号串集合的乘积运算,方幂运算,闭包与正闭包的概念P19,P20A0={ε}3.重写规则,简称规则。
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)。
编译原理概念汇总
编译原理概念汇总一、编译原理概述编译原理是计算机科学中的一个重要分支,主要研究如何将高级语言编写的源代码转换成计算机能够执行的机器码。
这个过程涉及到多个阶段,包括词法分析、语法分析、中间代码生成、优化和目标代码生成等。
二、源代码到目标代码的转换编译过程的核心是将源代码转换成目标代码。
这个过程通常包括词法分析、语法分析、语义分析和生成目标代码等阶段。
词法分析是将源代码分解成一系列的记号,语法分析是将记号组合成语法结构,语义分析是检查这些结构是否有意义,最后生成目标代码是将这些结构转换成机器码。
三、词法分析词法分析是编译过程中的第一个阶段,主要任务是将源代码分解成一个个的记号。
这个过程通常使用词法扫描器或词法器完成,它按照一定的规则将源代码分解成一个个的记号,每个记号代表一个单词或符号。
四、语法分析语法分析是编译过程中的第二个阶段,主要任务是将记号组合成语法结构。
这个过程通常使用语法分析器完成,它按照一定的语法规则将记号组合成语法结构,这些结构代表了源代码的语义。
五、中间代码生成在完成语法分析后,通常会生成中间代码,也称为抽象语法树或中间表示。
这个过程是将语法结构转换成一种更易于处理的表示形式,以便进行后续的优化和目标代码生成。
中间代码生成是编译器设计中一个非常重要的技术,它可以提高编译器的灵活性和可扩展性。
六、优化优化是编译过程中的一个重要阶段,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。
这个过程通常包括消除无用代码、简化计算、优化循环结构等操作,以减小目标代码的大小和提高程序的运行效率。
编译器优化技术可以显著提高程序的性能和效率。
七、目标代码生成目标代码生成是编译过程中的最后一个阶段,主要任务是将中间代码转换成机器码或可执行文件。
这个过程通常使用代码生成器完成,它根据中间代码和目标机器的指令集,生成可在特定硬件平台上运行的机器码或可执行文件。
目标代码生成的目标是生成高效、低耗的机器码,同时保证程序的正确性和可维护性。
编译原理总结(2024版)
词法分析
词法分析程序的接口 单词分类 TOKEN的结构 DFA的实现
语法分析--自顶向下分析方法
思想 关键问题 两种分析方法: [条件、分析过程]
递归下降方法 LL(1)分析方法 等价变换:消除左递归、左公共前缀
语法分析--自底向上分析方法
思想 关键问题 分析方法:
编译原理总结
编译引论
编译器 、解释器 编译程序结构 、各部分的功能 高级语言的实现方式 编译器的实现途径
形式语言与自动机
文法、文法分类 上下文无关文法 语法分析树、二义性、推导、归约、短语
简单短语、句柄。 文法分析:First、Follow、Predict
பைடு நூலகம்
形式语言与自动机
正则表达式 有限自动机:DFA NFA 正则表达式、DFA、NFA之间的关系、
基于值编码的优化 循环不变表达式外提
运行时的存储空间管理
存储结构、各区的存储分配的特点、分配对 象和方法
AR的结构、内容 调用链、动态链、声明链、变量访问环境的
含义。 变量访问环境的实现方法:
静态链、局部/全局Display表、寄存器方法
目标代码生成
目标代码形式 单寄存器的目标代码结构
表达式操作的目标代码 赋值的目标代码 标号和跳转的目标代码 条件、循环语句的目标代码 过程的调用、声明、调用结束
LR(0)、 SLR(1)、 LR(1)、LALR(1)、 比较:
状态数、展望符、分析能力
语义分析
符号表: 标识符、类型、值的表示:
全局符号表和局部符号表
中间代码的生成
中间代码生成: 表达式的中间代码 复杂变量的中间代码 语句的中间代码 过函声明的中间代码
《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。
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4
《编译原理》
1 绪论——计算机语言的发展
机器语言(Machine Language)与汇编语言
(Assemble Language) 高级语言(High Level Language)
强制式语言(Imperative Language) 函数(应用)式语言(Functional Language) 逻辑式(基于规则)语言(Logical Language) 面向对象语言(Object-Oriented Language)
33
I0 : S’→.S S→.L=R S→.R L→.*R L→.id R→.L
S
I1 : S’→S. I2 : S→L.=R R→L.R R→.L L→.*R L→.id
I9 : R S→L=R.
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19
《编译原理》
4 自顶向下语法分析
LL(1)文法
A→α1|α2|…|αn FIRST(αi)∩FIRST(αj)=Φ i≠j 当ε∈FIRST(αj)时,FOLLOW(A)∩FIRST(αi)=Φ
求FIRST(α)的算法
α=X1 X2…Xn
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3
《编译原理》
“编译原理”是一门非常好的课程
掌握“编译原理”中的基本概念、基本理论、基 本方法,在系统级上再认识程序和算法,提升计算 机问题求解的水平,增强系统能力,体验实现自动 计算的乐趣 实验情况
递归子程序、LL(1)、SLR(1)、LR(1) 多种形式的输入 LR(1)分析表的自动生成 错误处理与续编译
方法
算符优先分析法 LR分析法
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26
《编译原理》
分析器结构
输入缓冲区 id + id * id # 输出产生 式序列
+
E 栈
移进归约 控制程序
分析表
#
4种操作:移进、归约、接受、出错 栈内容 ♁ 输入缓冲区内容=#“当前句型”# ??LL(1)分析法
LL(1)分析 器系统结构
栈
控制程序 P 77
输出的 产生式 序列
预测分析表M
LL(1)通用控制算法 预测分析表的构造算法
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《编译原理》
表达式文法的预测分析表
E→TE'
语法 变量 E E' T T' F
→id
→FT'
E' →+TE' |ε
T→FT'
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8
《编译原理》
T 形图
表示语言翻译的 T 形图
源语言 目标语言
表示语言
功能
1) 交叉编译/移植:用A机的C编译构造B机的C编译 2) 本机编译器利用:用A机的C编译构造A机的B编译
3) 自展技术
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9
《编译原理》
If a与b无优先关系 then 出错
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28
《编译原理》
算符优先分析法
算符文法(不含形如 A→αBCβ 的产生式) 算符优先级
栈内栈外、优先函数
算符优先文法
素短语和最左素短语 句型#N1a1 N2a2… Nnan #的最左素短语是满足下列条 件的最左子串 Niai Ni+1ai+1… Njaj Nj+1 其中:ai-1≮ai≡ai+1≡…≡aj-1≡aj≯aj+1
候选式: α→β1|β2|…|βn
推导(派生) :αAβαγβ A→γ∈ P
αβ; αnβ;α*β; α+β
句型:S *α α∈(VT∪VN)* 句子:S * x, x∈VT*
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11
《编译原理》
2 文法与语言
最左(Left-most)推导——最左分析
23
+
E T * T
E→T(+T)*
简化的语法图
T→F(*F)*
F
F
(
E
)
F→(E)|id
id
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24
《编译原理》
简单算术表达式的分析器
E的子程序(E→T(+T)*) procedure E; begin T; while lookhead='+' do begin match(‘+’); T end end;
T的过程调用 lookhead:当前符号 当前符号等于+时 处理终结符+ T的过程调用
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25
《编译原理》
5 自底向上语法分析
思想
从输入串出发,反复利用产生式进行归约,如果最 后能得到文法的开始符号,则输入串是句子,否则 输入串有语法错误
核心
寻找句型中的当前归约对象——“句柄”进行归约, 用不同的方法寻找句柄,就可获得不同的分析方法
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17
《编译原理》
3 词法分析
RG
FA
A→a
A
a
B
A→aB
正规定义式FA
A→rs*
A
a s
词法分析器的实现
按状态转移图设计主程序 设计适当的子程序 A r
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18
《编译原理》
4 自顶向下语法分析
T→T* F|F
F→( E )| id
15
2 文法与语言
0型文法 (PSG) 1型文法 (CSG) 2型文法 (CFG) 3型文法 (RG) 3型文法 (RG)
SaBC
SaBC
E→E+E
S→a|b S→aT|bT T→a|b T→1|2 T→aT|bT T→1T|2T
状态
0 1 2 3 4 5 6
动作表 action a b # s3 s4 acc s3 s4 s3 s4 r3 r3 r3 r1 r1 r1 r2 r2 r2
转移表 goto S B 1 2
5 6
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32
《编译原理》
LR 分析表的构造
拓广文法——给出分析开始和结束状态
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27
《编译原理》
算符优先分析法
根据当前输入符号a与栈顶符号b的优先 级确定动作:
if b≮a then 移进——归约对象未形成
if b≡a then 移进——归约对象未形成
if b≯a then 归约——归约对象已形成
if a=b=# then 接受——分析成功
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29
《编译原理》
LR 分析法
关键概念
规范句型活前缀——规范句型(右句型)的不 含句柄右边任何符号的前缀
句柄形成情况的表示——LR(0)项目:
A→α.β 移进项目: A→α.aβ
待约项目: A→α.Bβ
归约项目: A→α.
G=(VN ∪ {S’}, VT, P ∪{S’→S}, S’) S’V 对应S’→.S(分析开始)和S’→S.(分析成功)
识别CFG G的拓广文法的所有规范句型活前缀的 DFA
以项目集{S’→.S }的闭包为启动状态 分析器的状态——某个项目集闭包 后继项目
项目集规范族——DFA的全部状态
T' →*FT' |ε
F→(E)|id
终极符号
id
→TE' →+TE' →FT'
+
*
(
→TE'
)
#
→ε
→ε
→ε
→*FT' →(E)
→ε
→ε
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22
《编译原理》
4 自顶向下语法分析
语法图
简化语法图
递归子程序法
为每个语法变量编写一个处理子程序
S→a|b S→Ha|Hb S→H1|H2 H→Ha|Hb
SaSBC SaSBC E→E*E CBBC CBBC E→(E) aBab aBd E→id bBbb bBbb E→E-E bCbc bCb cC cc
H→H1|H2
H→a|b
15
cC cc
E→E/E
文法的Chomsky体系
1
总 结
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——
2
《编译原理》
“编译原理”是一门非常好的课程
Alfred V.Aho:编写编译器的原理和技术具有十 分普遍的意义,以至于在每个计算机科学家的研 究生涯中,本书中的原理和技术都会反复用到 “自顶向下”和“自底向上”的系统设计方法( 思想、方法、实现全方位讨论) 一些具体的表示和变换算法 一个相当规模的系统的设计(含总体结构)
2 文法与语言
字母表∑ :非空有穷集合 字母表的乘积: ∑1∑2={ab|a∈∑1,b∈∑2}
∑*、∑+
x∈∑*, L ∑*, x∈ L
ε语句
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——
10
《编译原理》
2 文法与语言
文法:G = (VT,VN,P,S)
α→β ∈P
BNF: ∷=,[ ],{ }lu,{ }m
E E E * E id3 id1 id2
E E id1 + E id2
* E
E
E
+
id3
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