编译原理 第二章

2.1.1 语法
语言的语法是指这样一组规则，用它 可产生一个程序。 规则： 词法规则 语法规则
词法规则：单词符号的形成规则。
单词符号是语言中具有独立意义的最 基本结构。一般包括：常数、标识符、 基本字、算符、界符等。 描述工具：有限自动机
语法规则：语法单位的形成规则。
语法单位通常包括：表达式、语句、 分程序、过程、函数、程序等; 描述工具：上下文无关文法
33
2.2 高级语言的一般特性
乘幂 **或↑ 与数学习惯类似 一元负 不同的语言，这两种性质各有差异 乘、除 *，/，÷ FORTRAN 加、减 +，结合性 关系符 <,=,>,<=,<>,>= 非 ﹁， not或 .NOT. 与∧，&，and 或 .AND. 优先集 或∨，|， or 或 .OR. 隐含 imp或 等值 ≡，～或epui 2014-6-21 中国科大
标识符与名字
标识符：以字母开头的，由字母数字 组成的字符串。 标识符与名字两者有本质区别：
标识符是语法概念 名字有确切的意义和属性
标识符与名字
名字：
值：单元中的内容 属性：类型和作用域
名字的性质的说明方式：
由说明语句来明确规定的 隐含说明：FORTRAN 以I,J,K,…N为首的名字 代表整型，否则为实型。 动态确定：走到哪里，是什么，算什么

返回语句 return (E)
说明语句：定义各种不同数据类型的 变量或运算，定义名字的性质。
简单句和复合句
简单句：不包含其他语句成分的基本 句 复合句：句中有句的语句
复习：高级语言的一般特性
高级语言的分类 程序结构 数据类型与操作
初等数据类型 数据结构 抽象数据类型
语句与控制结构
作业
P35页，第3、4题
2.2 高级语言的一般特性
1、数组
数组：同一类型数据所组成的某种n 维矩形结构 下标：沿着某一维的距离 数组元素：由数组名连同各维的下标值命名 确定数组、可变数组
int size = 3; //或用户输入的数 int *array = new int[size]; int a = array[2]; Delete []array;
中国科大
35
2.2 高级语言的一般特性
2.2.4 语句和控制结构 二、语句
从功能上说，语句大体可分执行性语 句和说明性语句。 从形式上说，语句还可分为简单句、 复合句和分程序等。
2014-6-21
中国科大
36
二．语句
赋值语句：
A := B
名字左值：该名字代表的那个单元（地址） 称为该名字的左值。(所代表的存贮单元 的地址) 右值：一个名字的值称为该名字的右值。 (所代表的存贮单元的内容)
4 5
5 3
6 6
按行存放
按列存放
2014-6-21
中国科大
26
内情向量
把数组的有关信息记录在一个“内情向 量”中，每个数组的内情向量必须包括： 维数，各维的上、下限，首地址，以及 数组（元素）的类型。
l1 l2 … ln n type u1 u2 … un C a d1 d2 … dn
对于确定数组来说，内情向量可登记 在符号表中； 对于可变数组，内情向量的信息在编译 时无法全部知道，只有到运行阶段才 能全部确定下来，存贮分配也要等到 运行时方能进行
注意： (1) 字母表中至少包含一个元素。 (2) 字母表中的元素, 可以是字母、数字 或其他符号。 例如，∑‘ ={0, 1} 是一个字母表，由0、1两个元素组成。
2. 符号（字符） 字母表中的元素称为符号或称为 字符。 例如，前述例子中 a、b、c 是字母表Σ中的符号； 0、1 是字母表Σ'中的符号。
中国科大
int array[3]; int a = array[2]; 确定数组
2014-6-21
可变数组
25
2.2 高级语言的一般特性
1、数组
数组存储方式：按行存放、按列存放 数组元素地址计算：数据结构
A[2][3] = {{1, 2, 3}, {4, 5, 6}}
1
4
2
5
3
6
1 1
2 4
3 2
2.1.2语义
语义：一组规则，用它可以定义一个 程序的意义。 程序语言的基本功能：描述数据和对 数据的运算。 所谓程序，本质上说是描述一定数据 的处理过程。
程序的层次结构
程序 | 子程序或分程序、过程、函数 | 语句 | 表达式 | 数据引用 算符 函数调用
程序语言每个组成成分的逻辑和实现意义
对于语言用户来说：语言定义就是一 本用户手册。 对于编译程序设计者来说：语言定义 就是具体实现的理论依据。
对程序设计语言的描述是从语 法、语义和语用三个因素来考 虑。
语法是对语言结构的定义。 语义是描述了语言的含义 语用则是从使用的角度去描述语言。
例如 赋值语句s＝2*3.1416*r*(r+h)的 非形式化的描述为： 语法：赋值语句由一个变量，后随 一个赋值号“＝”，再在其后面跟 一个表达式构成。 语义：首先计算语句右部表达式的 值，然后把所得结果送给左部变量 中。 语用：赋值语句可用来计算和保存 表达式的值。
2.2.2 程序结构 FORTRAN
一个程序由一个主程序段和若干辅程序段组成。 辅程序段可以是子程序、函数段或数据块。 每个程序段有一系列的说明语句和执行语句组成。 各段可以独立编译。 模块结构，没有嵌套和递归 各程序段中的名字相互独立，同一个标识符在不 同的程序段中代表不同的名字。
主程序
PROGRAM … … end
辅程序1 SUBROUTINE … … end 辅程序2 FUNCTION … … end
PASCAL
PASCAL程序本身可以看成是一个操作系 统所调用的过程，过程可以嵌套和递归。 一个PASCAL过程： 过程头； 说明段（由一系列的说明语句组成）； begin 执行体（由一系列的执行语句组成）； end
3. 符号串（字） 符号的有穷序列称为符号串。 例如，设有字母表∑={ a, b, c } 则有符号串 a，b，ab，ba， cba， abc… 符号串总是建立在某个特定字 母表上的且只由字母表上的有穷多 个符号组成。
(2) public、 protected、 private
2014-6-21
2.2.3
数据类型与操作
一个数据类型通常包括以下三种要 素：
用于区别这种类型数据对象的属性 这种类型的数据对象可以具有的值 可以作用于这种类型的数据对象的操 作
2.2.3
数据类型与操作
一．初等数据类型
数值类型：整型、实型、复数、双精度， 运算：+，-，*，/等 逻辑类型：布尔运算：∨，∧，┑ 字符类型：符号处理 指针类型：值指向另外一些数据
温故知新
翻译程序：它是一个程序，能把一种
语言程序转换成另一种语言程序，且 二者在逻辑上是等价的。这两种语言 分别称为源语言和目标语言。 编译程序：一种翻译程序，它的源语 言是“高级语言”（C, Java, Pascal），目标语言是“低级语 言”(汇编语言，机器语言)
2014-6-21 1
温故知新
3 字符串、表格、栈
字符串：符号处理、公式处理
表格：本质上是一种记录结构
线性表：一组顺序化的记录结构
栈：一种线性表，后进先出，POP, PUSH
三
抽象数据类型
数据对象的一个集合； 作用于这些数据对象的抽象运算的集合； 这种类型对象的封装，即，除了使用类型中 所定义的运算外，用户不能对这些对象进行 操作。
编译前端 编译后端
源程序
编译前端：与 源语言有关， 与目标机无关
词法分析器
单词符号 语法分析器 语法单位 语义分析与中 间代码生成器 中间代码 优化器 中间代码
表 格 管 理
出 错 处 理
2014-6-21
目标代码生成器 中国科大 目标代码
编译后端：与 源语言无关， 与目标机有关2
第二章
高级语言及其语法描述
本章内容简介
本章描述程序设计语言的基本结构和 主要共同特征并介绍程序设计语言主 要语句的文法描述与形式定义。
与机器语言或汇编语言比较，高级语 言的优点：
较接近于数学语言和工程语言，比较直观、 自然和易于理解; 便于验证其正确性，易于改错; 编写效率高; 易于移植.
2.1程序语言的定义
任何语言实现的基础是语言定义 语言的定义决定了该语言具有什么样 的语言功能、什么样的程序结构、什 么样的数据结构以及具体的使用形式 等细节问题。
控制语句：

无条件转移语句 goto L


循环语句 while B do S repeat S until B for i:=E1 step E2 until E3 do S 过程调用语句 call P(X1, X2, ... ,Xn)

条件语句 if B then S if B then S1 else S2
2.2 高级语言的一般特性
表达式的结合性和优先集
与数学习惯类似 不同的语言，这两种性质各有差异
FORTRAN
结合性 X – Y - Z 等于(X – Y) - Z 左结合 X – Y + Z 等于 (X - Y) + Z 左结合 X**Y**Z 等于X**(Y**Z) 右结合
优先集
2014-6-21
2.2 高级语言的一般特性
2.2.2 程序结构 – Java
(1)封装、 继承、 多态
class Car{ int color_number; int door_number; int speed; Push_break(){…} Add_oil(){…} } class Trash_Car extends Car{ double amount; Fill_trash(){…} 20 中国科大 }