编译原理31.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》幻灯片
文法和语言
➢怎样理解四种文法之间的关系？
➢
四种文法之间的关系是对产生式逐
步做更多的限制而定义的。为此，它们所
定义语言之间的关系依次是：有不是上下
文有关语言的0型语言，有不是上下文无关
语言的1型语言，有不是正那么语言的上下
文无关语言
编译原理 计算机学院 李金厚
几个理论共识
➢结论1：0型文法(短语构造文法)的能力相 当于图灵机，可以表征任何递归可枚举集， 而且任何0型语言都是递归可枚举的
➢
L(G)= {0n1n|n≥1}集合表示形式
编译原理 计算机学院 李金厚
文法、语言和句子
➢ 例 文法G[S]： ➢ ➢ ➢ ➢ ➢ ➢ ➢
〔1〕S→aSBE 〔2〕S→aBE 〔3〕EB→BE 〔4〕aB→ab 〔5〕bB→bb 〔6〕bE→be 〔7〕eE→ee
L(G)={ anbnen | n≥1 }
➢
要对程序设计语言给出准确无二义的语
法描述，严谨、简洁、易读
➢ 形式化工具
➢ “形式化〞是指这样的事实：语言的所有规那 么只以什麽符号串能出现的方式来陈述，形式化 很像是数学的符号化
编译原理 计算机学院 李金厚
文法的直观概念
➢ 以自然语言为例，人们罗列出所有的句子，但人 们可以给出一些规那么，用它们来说明或定义句 子合理的组成构造
➢ 通过观察可以知道，上述文法定义的句子是用符 号a，+，*，( 以及 )构成的算术表达式
编译原理 计算机学院 李金厚
语言、文法和句子
➢例，由文法G生成的语言记为L(G),它是文 法G的一切句子的集合: L(G)={x|S * x，其中S为文法的开场符 号，且x ∈VT*}
➢
《编译原理》教学课件
过程
4. 使学生在系统级上认识算法和系统的设计，培养系统 能力
2021/8/3
7
主要内容
1. 引论 2. 高级语言及其文法 3. 词法分析 4. 自顶向下的语法分析 5. 自底向上的语法分析 6. 语法制导翻译与属性文法 7. 语义分析与中间代码生成 8. 符号表管理 9. 运行时的存储组织 10. 代码优化 11. 代码生成
22
1、词法分析
• 词法分析由词法分析器(Lexical Analyzer)完 成，词法分析器又称为扫描器(Scanner)
• 词法分析器从左到右扫描组成源程序的字符 串，并将其转换成单词(记号—token)串；同 时要：查词法错误，进行标识符登记——符 号表管理
• 输入：字符串
• 输出：(种别码，属性值)——序对 – 属性值——token的机内表示
2021/8/3
6
课程目的和基本要求
• 知识
– 掌握编译程序的总体结构、编译程序各个组成部分的 任务、编译过程各个阶段的工作原理 、编译过程各 个阶段所要解决的问题及其采用的方法和技术
• 能力
1. 掌握程序变换基本概念、问题描述和处理方法 2. 增强理论结合实际能力 3. 修养“问题、形式化描述、计算机化” 的问题求解
2021/8/3
2
使用说明
• 编译原理课程是计算机专业教育很重要的专业技 术基础课，更多地体现在其所含的学生终生受用 的计算机问题求解的典型思想和方法，所含的知 识是载体，利用好这个载体，还靠大家努力
• 课程教学是与教师和学生紧密相关的，甚至可以 说大纲、教材只是一个框架和素材，课堂教学这 部剧如何展开，还依赖于集导演和演员于一身的 教师，讲课PPT的制作是必不可少的“排练工作” 之一
4. 使学生在系统级上认识算法和系统的设计，培养系统 能力
2021/8/3
7
主要内容
1. 引论 2. 高级语言及其文法 3. 词法分析 4. 自顶向下的语法分析 5. 自底向上的语法分析 6. 语法制导翻译与属性文法 7. 语义分析与中间代码生成 8. 符号表管理 9. 运行时的存储组织 10. 代码优化 11. 代码生成
22
1、词法分析
• 词法分析由词法分析器(Lexical Analyzer)完 成，词法分析器又称为扫描器(Scanner)
• 词法分析器从左到右扫描组成源程序的字符 串，并将其转换成单词(记号—token)串；同 时要：查词法错误，进行标识符登记——符 号表管理
• 输入：字符串
• 输出：(种别码，属性值)——序对 – 属性值——token的机内表示
2021/8/3
6
课程目的和基本要求
• 知识
– 掌握编译程序的总体结构、编译程序各个组成部分的 任务、编译过程各个阶段的工作原理 、编译过程各 个阶段所要解决的问题及其采用的方法和技术
• 能力
1. 掌握程序变换基本概念、问题描述和处理方法 2. 增强理论结合实际能力 3. 修养“问题、形式化描述、计算机化” 的问题求解
2021/8/3
2
使用说明
• 编译原理课程是计算机专业教育很重要的专业技 术基础课，更多地体现在其所含的学生终生受用 的计算机问题求解的典型思想和方法，所含的知 识是载体，利用好这个载体，还靠大家努力
• 课程教学是与教师和学生紧密相关的，甚至可以 说大纲、教材只是一个框架和素材，课堂教学这 部剧如何展开，还依赖于集导演和演员于一身的 教师，讲课PPT的制作是必不可少的“排练工作” 之一
《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 PPT学习教案
a
开始 0 a
1b
2
b 第11页/共130页
12
正规文法形式： A→a或A→Ba（左线性）或A→aB（右 线
性）其中：A,B∈Vn， a∈Vt 正规文法描述语言单词，状态转换图可识别单词，它们 之间存在等价关系。
一.对于右线性文法构造状态转换图 设G=(Vn,Vt,P,S)是一右线性文法,Vn中的每个非终结符 号对应状态图中的一个结点,且Ｇ的开始符号Ｓ所标记的 结点为初态结点; 增设一个不属于Ｖ的符号F标记终态结点。 |VN|=k,共有k+1个节点（状态）。
27
例:设有正则文法G[S]： S→U0|V1 U→S1|1 V→S0|0 画出该文法对应的状态图。
1
R
0
1
V
0
图3.5 状态图
U
10
S
例:对句子0110进行的分析。
首先，在开始状态R下扫描的第一个符号是0，转到状态 V，表示0是句柄，归约到V。接下来，在状态V扫描1， 转到状态S，此时句柄为V1，归约成S。再往下扫描1，由 状态S转到状态U，表示句柄为S1归约为U。最后，扫描0 ，转到状态S，此时句柄为U0，归约为S，
第13页/共130页
14
例如：文法G[S]
S→aU|bV
U→bV|a
V→aU|b
a
U
S b
b V
第14页/共130页
a
a Q
b
15
G［S］：
S→aA|bB
A→bB|aD|a
B→aA|bD|ba NhomakorabeaA
a
D→aD|bD|a|b
a
S
ba
a
bB
D
b
b
开始 0 a
1b
2
b 第11页/共130页
12
正规文法形式： A→a或A→Ba（左线性）或A→aB（右 线
性）其中：A,B∈Vn， a∈Vt 正规文法描述语言单词，状态转换图可识别单词，它们 之间存在等价关系。
一.对于右线性文法构造状态转换图 设G=(Vn,Vt,P,S)是一右线性文法,Vn中的每个非终结符 号对应状态图中的一个结点,且Ｇ的开始符号Ｓ所标记的 结点为初态结点; 增设一个不属于Ｖ的符号F标记终态结点。 |VN|=k,共有k+1个节点（状态）。
27
例:设有正则文法G[S]： S→U0|V1 U→S1|1 V→S0|0 画出该文法对应的状态图。
1
R
0
1
V
0
图3.5 状态图
U
10
S
例:对句子0110进行的分析。
首先，在开始状态R下扫描的第一个符号是0，转到状态 V，表示0是句柄，归约到V。接下来，在状态V扫描1， 转到状态S，此时句柄为V1，归约成S。再往下扫描1，由 状态S转到状态U，表示句柄为S1归约为U。最后，扫描0 ，转到状态S，此时句柄为U0，归约为S，
第13页/共130页
14
例如：文法G[S]
S→aU|bV
U→bV|a
V→aU|b
a
U
S b
b V
第14页/共130页
a
a Q
b
15
G［S］：
S→aA|bB
A→bB|aD|a
B→aA|bD|ba NhomakorabeaA
a
D→aD|bD|a|b
a
S
ba
a
bB
D
b
b
编译原理PPT课件
字符串 表示的 字符
词 法 单词符号 分
语 法 分
源程序
析 取下一个 析 器 单词符号 器
0
l
d /
:
;
其它
l|d
01
非d
2
非l
d
03
非d
4
5 6
7
8
9
10
11
非和
非
12
13
14
非
15
16
17
2.语法分析
2.1 任务： –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）。
• 提取公共左因子:
假定关于A的规则是 A→ 1 | 2 | …| n | 1 | 2 | … | m (其中，每个 不以开头)
那么，可以把这些规则改写成
A→A | 1 | 2 | … | m A→ 1 | 2 | … | n
• 经过反复提取左因子，就能够把每个非终 结符(包括新引进者)的所有候选首符集变成 为两两不相交。
编译原理
• 概论 • 词法分析 • 语法分析 • 语义分析 • 中间代码生成 • 优化 • 目标代码生成
一. 概论
1.1 翻译程序
源程序
翻译程序
目标程序
汇编程序：源语言为汇编语言，目标语言为
翻
机器语言
译 编译程序：源语言为高级语言，目标语言为
程
某台计算机上的汇编语言或机器 语言
序 解释程序：能够按源程序的动态顺序逐句进
行分析解释，根据语句功能翻译
成与该语句相应的机器指令序
列，并立即执行，直至结束。
《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。
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。
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32
有效项目
编译原理
33
编译原理
34
示例
编译原理
35
初始项目 接收项目 规约项目
移进项目
36
编译原理
规约项目 待约项目
构造文法G’(S’)的LR(0)项目集规范族 Step1:
编译原理
37
Step2:
LR分析程序利用有穷自动机去识别给定文法的所有 规范句型的活前缀
LR(0)分析程序主要依靠LR(0)分析表进行动作 LR(0)分析表构造的思想和方法是构造其它LR分析
表的基础
LR(0)分析仅依据当前栈顶状态就能确定应执行何种 分析动作，无需向前察看任何输入符号
18
几个概念：前缀、活前缀
编译原理
9
编译原理
ACTION[si,aj]规定了栈顶状态为si时遇 到输入符号aj应执行的动作
GOTO[si,xj]规定了当栈顶状态si面临文 法符号xj时应到达的下一状态
10
动作有4种可能： ① 移进 ② 归约 ③ 接受 ④ 报错
11
编译原理
四种动作的解释
编译原理
① 移进：
– 把(si，a)的下一状态sj=GOTO[si，a]和输入符号a 移入栈。其中i，j表示状态号。
同一个文法采用的LR分析器不同时，分析表 将也不同，分析表又可分为动作表(ACTION) 和状态转换(GOTO)表两个部分，它们都可 用二维数组表示。
(3)先进后出分析栈，存有形如 s文 栈0x法 顶1s1符 ，x2号s…0是，xm初每sm始个的状s符i是态号一。串个，状其态中，每状个态xis是m位一于个
19
几个概念：LR(0)项目
编译原理
20
文法G的拓广文法G′
编译原理
若原文法G的开始符号为S，在G中加 产生式S′→S后得新的文法G′，则称G′ 为原文法G的拓广文法，而S′为拓广后 文法G′的开始符号
当用S′→S.进行规约时，整个分析工作 可视为正常结束
21
示例
文法G′[S′]为： S′→E E→aA|bB A→cA|d B→cB|d
a1
ak
$
zk
有限状态控制
zk-1
z0
7
LR分析器组成
编译原理
输入串 a1
分析栈
sm sm-1
. . .
s0
...
ai ...
驱动程序
action
goto
分析表
$ 输出
8
LR分析器组成
编译原理
一个LR分析器由3个部分组成 (1) 总控程序，也可以称为驱动程序。
对所有的LR分析器总控程序都是相同的。 (2) 分析表，不同的文法分析表将不同，
LR分析器的关键部分是分析表的构造
14
示例
编译原理
15
编译原理
16
LR(k)文法和LR(k)分析器 LR(0)分析表的构造 下一讲的内容
– SLR(1)分析表的构造 – LR(1)分析表的构造 – LALR(1)分析表的构造
编译原理
17
LR(0)简介
编译原理
LR(0)分析方法严格地执行最左规约，即每次规约都 是真正的句柄
④ 报错：
– 当遇到栈顶为某一状态下出现不该遇到的 文法符号时，则报错，说明输入串不是该 文法能接受的句子。
13
编译原理
LR分析器的总控算法
– 从初始构型(s0, a1a2…an$)开始，然后分析 器的任何一次移动都是根据栈顶状态sm和 当前输入符号ai去查ACTION表并执行 ACTION[sm,ai]规定的动作，直至执行到 “接收”动作或ERROR动作
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LR(k)文法和LR(k)分析器 LR(0)分析表的构造 下一讲的内容
– SLR(1)分析表的构造 – LR(1)分析表的构造 – LALR(1)分析表的构造
编译原理
6
LR分析器是一个确定的PDA
编译原理
下推自动机(简称为PDA)是上下文无关文
法的识别器。一个下推自动机由一条
输入带, 一个有限控制器和一个后进先 出下推栈组成.
位置
有LR分析程序的产生器：YACC
3
编译原理
LR分析法能根据当前分析栈中的符号 串和向右顺序查看输入串的K个(K≥0) 符号就可唯一地确定分析器的动作是 移进还是归约和用哪个产生式归约， 能唯一地确定句柄.
LR分析法的归约过程是规范推导的逆 过程，所以LR分析过程是一种规范归 约过程.
4
本讲主要内容
编译原理
LR分析的基本思想
K≤1时LR分析器的基本构造原理和方法
– LR(0)分析器是在分析过程中不需向右查看输入 符号，因而它对文法的限制较大，然而它是构造 其它LR类分析器的基础
着重介绍LR(0)、SLR(1)、LALR(1)、LR(1) 四种分析器的构造方法（分两次介绍）
– SLR(1)和LALR(1)分是LR(0)和LR(1)的一种改 进
② 归约：
– 当在栈顶形成句柄为β时，则用β归约为相应的非 终结符A，即文法中有A→β的产生式. 若β的长度 为r(即|β|=r)，则从分析栈中自栈顶向下去掉2r个 符号。并把A和下一状态sj=GOTO[si，A]移进栈， 其中Si为修改指针后的栈顶状态。
12
编译原理
③ 接收：
– 当归约到分析栈中只剩文法的开始符号S 时，并且输入符号串已结束即当前输入符 是‘#’，则为分析成功。
编译原理
编译原理
主 讲：温 璞 责任教师：蒋慧平
1
编译原理
第七讲
LR(k)分析方法(I)
2
LR(k)分析法简介
编译原理
LR(K)分析方法是1965年Knuth提出 K表示向右查看输入串符号的个数 大多数用无二义性CFG描述的语言都可
以用相应的LR分析器进行识别 分析速度快，能准确即时地指出出错
22
CLOSURE(I)的构造
编译原理
23
编译原理
24
GOTO(I,X)函数
编译原理
25
示例
编译原理
26
LR(0)项目集规范族
编译原理
27
LR(0)项目集规范族求解算法
编译原理
28
文法（7-1）
编译原理
29
编译原理
30
编译原理
31
编译原理
该文法的LR(0)项目集规范族的goto函数定义了一 个确定的有穷自动机，它识别G的全部活前缀
该文法的项目有： 1． S′→·E 2． S′→E· 3． E→·aA 4． E→a·A 5． E→aA· 6． A→·cA 7． A→c·A 8． A→cA· 9． A→·d
编译原理
10. A→d· 11. E→·bB
12. E→b·B 13. E→bB· 14. B→·cB 15. B→c·B 16. B→cB· 17. B→·d 18. B→d·
有效项目
编译原理
33
编译原理
34
示例
编译原理
35
初始项目 接收项目 规约项目
移进项目
36
编译原理
规约项目 待约项目
构造文法G’(S’)的LR(0)项目集规范族 Step1:
编译原理
37
Step2:
LR分析程序利用有穷自动机去识别给定文法的所有 规范句型的活前缀
LR(0)分析程序主要依靠LR(0)分析表进行动作 LR(0)分析表构造的思想和方法是构造其它LR分析
表的基础
LR(0)分析仅依据当前栈顶状态就能确定应执行何种 分析动作，无需向前察看任何输入符号
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几个概念：前缀、活前缀
编译原理
9
编译原理
ACTION[si,aj]规定了栈顶状态为si时遇 到输入符号aj应执行的动作
GOTO[si,xj]规定了当栈顶状态si面临文 法符号xj时应到达的下一状态
10
动作有4种可能： ① 移进 ② 归约 ③ 接受 ④ 报错
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编译原理
四种动作的解释
编译原理
① 移进：
– 把(si，a)的下一状态sj=GOTO[si，a]和输入符号a 移入栈。其中i，j表示状态号。
同一个文法采用的LR分析器不同时，分析表 将也不同，分析表又可分为动作表(ACTION) 和状态转换(GOTO)表两个部分，它们都可 用二维数组表示。
(3)先进后出分析栈，存有形如 s文 栈0x法 顶1s1符 ，x2号s…0是，xm初每sm始个的状s符i是态号一。串个，状其态中，每状个态xis是m位一于个
19
几个概念：LR(0)项目
编译原理
20
文法G的拓广文法G′
编译原理
若原文法G的开始符号为S，在G中加 产生式S′→S后得新的文法G′，则称G′ 为原文法G的拓广文法，而S′为拓广后 文法G′的开始符号
当用S′→S.进行规约时，整个分析工作 可视为正常结束
21
示例
文法G′[S′]为： S′→E E→aA|bB A→cA|d B→cB|d
a1
ak
$
zk
有限状态控制
zk-1
z0
7
LR分析器组成
编译原理
输入串 a1
分析栈
sm sm-1
. . .
s0
...
ai ...
驱动程序
action
goto
分析表
$ 输出
8
LR分析器组成
编译原理
一个LR分析器由3个部分组成 (1) 总控程序，也可以称为驱动程序。
对所有的LR分析器总控程序都是相同的。 (2) 分析表，不同的文法分析表将不同，
LR分析器的关键部分是分析表的构造
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示例
编译原理
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编译原理
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LR(k)文法和LR(k)分析器 LR(0)分析表的构造 下一讲的内容
– SLR(1)分析表的构造 – LR(1)分析表的构造 – LALR(1)分析表的构造
编译原理
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LR(0)简介
编译原理
LR(0)分析方法严格地执行最左规约，即每次规约都 是真正的句柄
④ 报错：
– 当遇到栈顶为某一状态下出现不该遇到的 文法符号时，则报错，说明输入串不是该 文法能接受的句子。
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编译原理
LR分析器的总控算法
– 从初始构型(s0, a1a2…an$)开始，然后分析 器的任何一次移动都是根据栈顶状态sm和 当前输入符号ai去查ACTION表并执行 ACTION[sm,ai]规定的动作，直至执行到 “接收”动作或ERROR动作
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LR(k)文法和LR(k)分析器 LR(0)分析表的构造 下一讲的内容
– SLR(1)分析表的构造 – LR(1)分析表的构造 – LALR(1)分析表的构造
编译原理
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LR分析器是一个确定的PDA
编译原理
下推自动机(简称为PDA)是上下文无关文
法的识别器。一个下推自动机由一条
输入带, 一个有限控制器和一个后进先 出下推栈组成.
位置
有LR分析程序的产生器：YACC
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编译原理
LR分析法能根据当前分析栈中的符号 串和向右顺序查看输入串的K个(K≥0) 符号就可唯一地确定分析器的动作是 移进还是归约和用哪个产生式归约， 能唯一地确定句柄.
LR分析法的归约过程是规范推导的逆 过程，所以LR分析过程是一种规范归 约过程.
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本讲主要内容
编译原理
LR分析的基本思想
K≤1时LR分析器的基本构造原理和方法
– LR(0)分析器是在分析过程中不需向右查看输入 符号，因而它对文法的限制较大，然而它是构造 其它LR类分析器的基础
着重介绍LR(0)、SLR(1)、LALR(1)、LR(1) 四种分析器的构造方法（分两次介绍）
– SLR(1)和LALR(1)分是LR(0)和LR(1)的一种改 进
② 归约：
– 当在栈顶形成句柄为β时，则用β归约为相应的非 终结符A，即文法中有A→β的产生式. 若β的长度 为r(即|β|=r)，则从分析栈中自栈顶向下去掉2r个 符号。并把A和下一状态sj=GOTO[si，A]移进栈， 其中Si为修改指针后的栈顶状态。
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编译原理
③ 接收：
– 当归约到分析栈中只剩文法的开始符号S 时，并且输入符号串已结束即当前输入符 是‘#’，则为分析成功。
编译原理
编译原理
主 讲：温 璞 责任教师：蒋慧平
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编译原理
第七讲
LR(k)分析方法(I)
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LR(k)分析法简介
编译原理
LR(K)分析方法是1965年Knuth提出 K表示向右查看输入串符号的个数 大多数用无二义性CFG描述的语言都可
以用相应的LR分析器进行识别 分析速度快，能准确即时地指出出错
22
CLOSURE(I)的构造
编译原理
23
编译原理
24
GOTO(I,X)函数
编译原理
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示例
编译原理
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LR(0)项目集规范族
编译原理
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LR(0)项目集规范族求解算法
编译原理
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文法（7-1）
编译原理
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编译原理
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编译原理
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编译原理
该文法的LR(0)项目集规范族的goto函数定义了一 个确定的有穷自动机，它识别G的全部活前缀
该文法的项目有： 1． S′→·E 2． S′→E· 3． E→·aA 4． E→a·A 5． E→aA· 6． A→·cA 7． A→c·A 8． A→cA· 9． A→·d
编译原理
10. A→d· 11. E→·bB
12. E→b·B 13. E→bB· 14. B→·cB 15. B→c·B 16. B→cB· 17. B→·d 18. B→d·