第7章 符号表
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编译原理
第7章 符号表
安庆师范学院计算机与信息学院
本章目标
解释符号表的作用 阐明符号表的内容 介绍符号表的基本操作 介绍符号表的组织结构
说明符号表的构造与查找方法
解释名字的作用范围
教学内容
7.1 符号表的作用与内容
7.2 符号表的组织与管理
7.3 名字的作用范围
7.4 本章小结
NULL
link
NULL
2、 符号表的构造与查找
（3）杂凑技术
①方法
构造一个地址函数H，对任何名字SYM，H（SYM）取值于0~N-1， 不论对SYM查表或填表，都希望能从H（SYM）获得它在表中的位置。 ②Hash函数构造方法 直接定址法 取关键字或关键字的某个线性函数值为Hash地址。 H(key)=key或H(key)=a· key+b 数字分析法
f
(function)
7.3 名字的作用范围
（3）实现最近嵌套作用域规则的办法
返回
还有其它的方式可以实现嵌套的作用域。其中的一种策略是对每个
作用域建立一张新的符号表，把它们按照作用域自里向外连接起来，这 样，查找操作如果不能在当前表中找到一个名字，就自动在外面包含它
它适合于规定标识符长度的程序语言。
名字 Sentence Data … … … … 信息
1、 符号表的组织结构
②间接方式
用一个独立的字符串数组，把所有标识符都连续存放在其中。在符 号表的主栏放一个指示器和一个整数，或在主栏仅放一个指示器，在标 识符前放一个整数。指示器指出标识将在字符串数组中的位置，整数代 表此标识符的长度。 符号表
规则；为同一个名字可以给定几个不同的说明，被引用的说明是最接近
引用的那个嵌套块。
7.3 名字的作用范围
（3）实现最近嵌套作用域规则的办法
对每个过程指定一个惟一的编号，即过程的顺序号，以便跟踪过程
里的局部名字。一个过程的编号（层次）作为本过程中说明的全部局部 量的组成部分，即编号被看成是名字的一个组成部分。于是，在符号表
②处理完f体内的复合语句B之后：
桶 i j 同义词表 (char) (char *) i (int) (int) j (int)
size
temp f
(char)
(function)
7.3 名字的作用范围
（3）实现最近嵌套作用域规则的办法
③退出函数f以后：
桶 i j 同义词表 (char) (int)
若关键字是以r为基的数，且Hash表中可能出现的关键字都是事先知
道的，则可取关键字的若干数位组成Hash地址。
2、 符号表的构造与查找
折迭法
将关键字分割成位数相同的几部分，然后取这几部分的迭加和作为
Hash地址。 除留余数法
取关键字被某个不大于哈希表表长m的数P除后所得余数为Hash地址。
Βιβλιοθήκη Baidu
1 2 3 4 AVAILABLE
… … … …
2、 符号表的构造与查找
③提高线性表查找效率（自适应线性表）
给每项附设一个指示器，这些指示器把所有的项按“最新最近”访
问原则连接成一条链，使得在任何时候，这条链的第一个元素所指的项 是那个最新最近被查询过的项，第二个元素所指的项是那个次新次近被
查询过的项如此等等，每次查表时都按这条链所指的顺序，一旦查到之
1、 符号表的组织结构
例如，对数组标识符需要存 储有关数组维数，每维上、下界 值，数组类型及数组存放的起始 地址等信息。如果将信息与名字 一起全部放在符号表中，则因维 数不同而使记录该信息的空间大 小不易确定，因此，通常给它们 另外安排一个内情向量表来记录 数组的全部信息，同时在符号表 的信息栏设置一指针指向内情向 量的入口地址(见图8-4)。此外， 对像函数名、过程名等含有较多 信息且不容易规范信息长度的名 字都可以采取这种办法。
NAME a b c INFORMATION 整型，变量，形参 整型，变量，形参 整型，变量 VALUE 1 0 NAME f INFORMATION 二目子程序，入口地址
（a）简单变量名表
（b）常数表
（c）函数入口名表
1、 符号表的组织结构
（2）信息栏组织方式
根据符号表名字栏的组织特点，符号表信息栏的组织方式也分为两
表并选择好的查表、填表方法是提高编译程序工作效率的有效办法。
2、 符号表的内容与操作
（1）符号表的组成
一张符号表的每一项（入口）包含两大栏（区段，字域），即名字
栏和信息栏。
名字（NAME 第1项（入口1） ） 信息（INFORMATION）
第2项（入口2） …… 第n 项（入口n）
……
……
2、 符号表的内容与操作
名字 信息
· 8 · 4
s
e
n 符号表
t
e
n
c
e
d
a
t
a
名字
信息
· ·
8
s
e
n
t
e
n
c
e
4
d
a
t
a
1、 符号表的组织结构
③按标识符的种属建立不同的符号表
如对简单变量、数组、过程等分别建立简单变量名表、数组名表、 过程名表等。例如，下面的函数：
int f(int a,int b)
{
int c; if(a>b) c=1; else c=0; return c; }
（1）名字栏组织方式
按照处理对象的特点，符号表的组织方式一般可分为直接方式和间
接方式。也按标识符的种属分别建立不同的符号表。 ①直接方式
直接方式是指在符号表中直接填入源程序中定义的标识符及相关信
息。在下图所示的符号表中，名字栏的长度是固定的，这种栏目长度固 定的表格易于组织、填写或查找，因而是最简单的一种符号表组织方式，
H(key) = key MOD P (P≤m) 平方取中法 取关键字平方的中间几位为Hash地址。 随机数法 选择一个随机函数，取关键字的随机函数值为它的Hash地址。
2、 符号表的构造与查找
③处理冲突的方法
返回
开放定址法
Hi=(H(key)+di) MOD m 再哈希法 Hi=R Hi(key) 链地址法 将所有关键字为同义词的记录存储在同一线性链中。 建立一个公共溢出区 i=1,2,…,k i=1,2,….,k(k≤m-1)
有n项，要查找某项SYM时，首先把SYM和中项（即第 n 2 1 项）作 比较：
若相等，则宣布查到。
若SYM小于中项，则继续在 若SYM大于中项，则就到
1 ~ n 2 的各项中去查找。
n n 2 2 ~ 的各项中去查找。
使用这种查找法每查找一项最多只需作
1 log2 N
7.1 符号表的作用与内容
1 符号表的作用
2 符号表的内容与操作
1、 符号表的作用
返回
在编译程序工作的过程中，需要不断收集、记录、查证和使用源程 序中的一些语法符号（简称为符号）的类型和特征等相关信息。为方便 起见，一般的做法是让编译程序在其工作过程中建立并保存一批表格， 如常数表、变量名表、数组内情向量表、过程或子程序名表及标号表等，
分析要解决的问题。
7.3 名字的作用范围
（2）编程语言中的作用域规则
①使用前说明（declaration before use）
在C，Java和Pascal等众多程序设计语言中广泛使用，要求程序中出 现的名字要在对它的任何引用之前进行说明。使用前说明允许符号表在
分析期间建立，当程序中遇到对名字的引用时进行查找，如果查找失败，
7.3 名字的作用范围
（3）实现最近嵌套作用域规则的办法
下面以C语言中的符号表的组织为例，以说明块结构语言的名字作
用域分析。
int i,j; int f(int size) { char i,temp; … A:{ double j; … } … B:{ char *j; … } }
B4
B3 B2 B1
②查找
从第一项开始顺序查找，若一直查找到AVAILBLE项还未找到，说 明该名字不在表中。对于一张含n项的线性表来说，欲从中查找一项，平 线性符号表 均来说需要做 n/2 次的比较。
项 数 NAME pointer data x link INFORMATION
AVAILABLE总是指向 空白区的首地址
类：固定信息内容和仅记录信息存放地址。 如果名字栏中的标识符按种属分类，则因同类标识符其基本特征一 致，故可将这些信息一一记录在信息栏中。 如果符号表的名字不分种属，则由于不同种属的标识符其特征不一
致，也即它们所需存储的信息不一致，因而不容易确定一个固定长度的
空间来统一安排。这时，可在符号表外另设一组存储空间，并在符号表 信息栏中放一指针来指向这个存储空间始址。
次比较
2、 符号表的构造与查找
③符号表组织成二叉树
令每项是一个结点，每个结点附设两个 指示器栏，分别为LEFT，RIGHT。每个结点 主栏内码值被看成是代表该结点的值，任何 结点P右枝所有结点值均应小于结点P的值， 而左枝任何结点值均应大于结点P的值。 ④二叉树形成过程
NULL data
·
NULL
符号表 信息 名字 种属 地址
返回
· · ·
… 数组 … 内情向量表 维数 数组首地址 界差 d1 … 界差 d n 下界 l1 … 下界 l n 上界 u1 … 上界 u n
·
2、 符号表的构造与查找
符号表主要有三种构造和处理方式：线性查找、二叉树和杂凑技术。
（1）线性表
①构造 按关键字出现顺序填写各个项， “先来者先填”。
意味着未经说明就直接使用了，这是一种说明错误，编译器给出相应的 出错消息。因此可以看出，使用前说明有助于实现一遍编译。
7.3 名字的作用范围
（2）编程语言中的作用域规则
②最近嵌套规则（most closely nest rule）
一种语言是块结构的，如果它允许在块的内部嵌入块，并且一个块 中说明的作用域限制在本块以及包含在本块的其它块中，服从最近嵌套
后就即时改造这条链，使得链头指向刚才查到的那个项。每当填入新项 时，总让链头指向这个最新项。含有这种链的线性表叫做自适应线性表。
（2）对折查找与二叉树
①整理 为了提高查表的速度，可以在造表的同时把表格中的项按名字的 “大小”顺序整理排列。
2、 符号表的构造与查找
②对折查找（折半查找）
对于这种经顺序化整理了的表格的查找可用对折法。假定表中已含
（2）符号表的基本操作
① 对给定名字，查询此名是否已在表中（查表）
② 填入新名（填表） ③ 对给定名字，访问它的信息（访表信息） ④ 对给定名字，往表中填写或更新它的某些信息（更新） ⑤ 删除一个或一组无用的项（删除）
返回
7.2 符号表的组织与管理
1 符号表的组织结构
2 符号表的构造与查找
1、 符号表的组织结构
7.3 名字的作用范围
（1）名字的作用域分析
程序语言中，名字往往有一个确定的作用范围，一般是和它所处的
那个过程（它在这个过程中被说明了的）相联系的。这意味着，在一个 程序里，同一个标识符在不同的地方可能被说明为标识不同的对象，也 就是说，同一个标识符，具有不同的性质，要求分配不同的存储空间。 于是便产生了这样的问题，如何组织符号表，使得同一个标识符在不同 的作用域中能得到正确地引用，而不会产生混乱？这就是名字的作用域
将它们统称为符号表或名字表。
语义分析时，符号表中的信息可用于语义检查；代码优化时，编译 程序利用符号表提供的信息选出恰当的代码进行优化；目标代码生成时，
编译程序将依据符号表中的符号名来分配目标地址。可见，几乎在编译
程序工作的全过程中，都需要对符号表进行频繁地访问(查表或填表)，其 耗费的时间在整个编译过程中占有很大的比例。因此，合理地组织符号
pointer
· ·
x NULL
令第一个碰到的名字作为“根“结点， 它的左，右指示器均置为null.当要加入新结 点时，首先把它和根结点值作比较，小者放 在右枝上，大者放在左枝上，如果根结点的 左（右）枝已成子树，则让新结点和子树的 根再作比较，重复直至把新结点插入使它成 为二叉树的一个端末结点（叶子）为止。
B5
7.3 名字的作用范围
（3）实现最近嵌套作用域规则的办法
以散列组织符号表：
①处理完过程f的声明之后、进入复合语句A之前
桶 i
同义词表 (char) size (int) i j (int) (int)
temp f
(char)
(function)
7.3 名字的作用范围
（3）实现最近嵌套作用域规则的办法
中表示局部名字用一个二元组：（名字，过程编号）。这种办法意味着
我们把整个符号表按不同的过程逻辑地划分为相应的不同段落。在查找 每个名字时，先查对过程编号，确定所属的表区段落，然后，再从此段
落中查对标识符。也就是说，对一个名字查找符号表是指：只有当表项
中的名字其字符逐个匹配，并且该记录相关的编号和当前所处理的过程 的编号匹配时，才能确定查找成功。
第7章 符号表
安庆师范学院计算机与信息学院
本章目标
解释符号表的作用 阐明符号表的内容 介绍符号表的基本操作 介绍符号表的组织结构
说明符号表的构造与查找方法
解释名字的作用范围
教学内容
7.1 符号表的作用与内容
7.2 符号表的组织与管理
7.3 名字的作用范围
7.4 本章小结
NULL
link
NULL
2、 符号表的构造与查找
（3）杂凑技术
①方法
构造一个地址函数H，对任何名字SYM，H（SYM）取值于0~N-1， 不论对SYM查表或填表，都希望能从H（SYM）获得它在表中的位置。 ②Hash函数构造方法 直接定址法 取关键字或关键字的某个线性函数值为Hash地址。 H(key)=key或H(key)=a· key+b 数字分析法
f
(function)
7.3 名字的作用范围
（3）实现最近嵌套作用域规则的办法
返回
还有其它的方式可以实现嵌套的作用域。其中的一种策略是对每个
作用域建立一张新的符号表，把它们按照作用域自里向外连接起来，这 样，查找操作如果不能在当前表中找到一个名字，就自动在外面包含它
它适合于规定标识符长度的程序语言。
名字 Sentence Data … … … … 信息
1、 符号表的组织结构
②间接方式
用一个独立的字符串数组，把所有标识符都连续存放在其中。在符 号表的主栏放一个指示器和一个整数，或在主栏仅放一个指示器，在标 识符前放一个整数。指示器指出标识将在字符串数组中的位置，整数代 表此标识符的长度。 符号表
规则；为同一个名字可以给定几个不同的说明，被引用的说明是最接近
引用的那个嵌套块。
7.3 名字的作用范围
（3）实现最近嵌套作用域规则的办法
对每个过程指定一个惟一的编号，即过程的顺序号，以便跟踪过程
里的局部名字。一个过程的编号（层次）作为本过程中说明的全部局部 量的组成部分，即编号被看成是名字的一个组成部分。于是，在符号表
②处理完f体内的复合语句B之后：
桶 i j 同义词表 (char) (char *) i (int) (int) j (int)
size
temp f
(char)
(function)
7.3 名字的作用范围
（3）实现最近嵌套作用域规则的办法
③退出函数f以后：
桶 i j 同义词表 (char) (int)
若关键字是以r为基的数，且Hash表中可能出现的关键字都是事先知
道的，则可取关键字的若干数位组成Hash地址。
2、 符号表的构造与查找
折迭法
将关键字分割成位数相同的几部分，然后取这几部分的迭加和作为
Hash地址。 除留余数法
取关键字被某个不大于哈希表表长m的数P除后所得余数为Hash地址。
Βιβλιοθήκη Baidu
1 2 3 4 AVAILABLE
… … … …
2、 符号表的构造与查找
③提高线性表查找效率（自适应线性表）
给每项附设一个指示器，这些指示器把所有的项按“最新最近”访
问原则连接成一条链，使得在任何时候，这条链的第一个元素所指的项 是那个最新最近被查询过的项，第二个元素所指的项是那个次新次近被
查询过的项如此等等，每次查表时都按这条链所指的顺序，一旦查到之
1、 符号表的组织结构
例如，对数组标识符需要存 储有关数组维数，每维上、下界 值，数组类型及数组存放的起始 地址等信息。如果将信息与名字 一起全部放在符号表中，则因维 数不同而使记录该信息的空间大 小不易确定，因此，通常给它们 另外安排一个内情向量表来记录 数组的全部信息，同时在符号表 的信息栏设置一指针指向内情向 量的入口地址(见图8-4)。此外， 对像函数名、过程名等含有较多 信息且不容易规范信息长度的名 字都可以采取这种办法。
NAME a b c INFORMATION 整型，变量，形参 整型，变量，形参 整型，变量 VALUE 1 0 NAME f INFORMATION 二目子程序，入口地址
（a）简单变量名表
（b）常数表
（c）函数入口名表
1、 符号表的组织结构
（2）信息栏组织方式
根据符号表名字栏的组织特点，符号表信息栏的组织方式也分为两
表并选择好的查表、填表方法是提高编译程序工作效率的有效办法。
2、 符号表的内容与操作
（1）符号表的组成
一张符号表的每一项（入口）包含两大栏（区段，字域），即名字
栏和信息栏。
名字（NAME 第1项（入口1） ） 信息（INFORMATION）
第2项（入口2） …… 第n 项（入口n）
……
……
2、 符号表的内容与操作
名字 信息
· 8 · 4
s
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n 符号表
t
e
n
c
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a
名字
信息
· ·
8
s
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4
d
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a
1、 符号表的组织结构
③按标识符的种属建立不同的符号表
如对简单变量、数组、过程等分别建立简单变量名表、数组名表、 过程名表等。例如，下面的函数：
int f(int a,int b)
{
int c; if(a>b) c=1; else c=0; return c; }
（1）名字栏组织方式
按照处理对象的特点，符号表的组织方式一般可分为直接方式和间
接方式。也按标识符的种属分别建立不同的符号表。 ①直接方式
直接方式是指在符号表中直接填入源程序中定义的标识符及相关信
息。在下图所示的符号表中，名字栏的长度是固定的，这种栏目长度固 定的表格易于组织、填写或查找，因而是最简单的一种符号表组织方式，
H(key) = key MOD P (P≤m) 平方取中法 取关键字平方的中间几位为Hash地址。 随机数法 选择一个随机函数，取关键字的随机函数值为它的Hash地址。
2、 符号表的构造与查找
③处理冲突的方法
返回
开放定址法
Hi=(H(key)+di) MOD m 再哈希法 Hi=R Hi(key) 链地址法 将所有关键字为同义词的记录存储在同一线性链中。 建立一个公共溢出区 i=1,2,…,k i=1,2,….,k(k≤m-1)
有n项，要查找某项SYM时，首先把SYM和中项（即第 n 2 1 项）作 比较：
若相等，则宣布查到。
若SYM小于中项，则继续在 若SYM大于中项，则就到
1 ~ n 2 的各项中去查找。
n n 2 2 ~ 的各项中去查找。
使用这种查找法每查找一项最多只需作
1 log2 N
7.1 符号表的作用与内容
1 符号表的作用
2 符号表的内容与操作
1、 符号表的作用
返回
在编译程序工作的过程中，需要不断收集、记录、查证和使用源程 序中的一些语法符号（简称为符号）的类型和特征等相关信息。为方便 起见，一般的做法是让编译程序在其工作过程中建立并保存一批表格， 如常数表、变量名表、数组内情向量表、过程或子程序名表及标号表等，
分析要解决的问题。
7.3 名字的作用范围
（2）编程语言中的作用域规则
①使用前说明（declaration before use）
在C，Java和Pascal等众多程序设计语言中广泛使用，要求程序中出 现的名字要在对它的任何引用之前进行说明。使用前说明允许符号表在
分析期间建立，当程序中遇到对名字的引用时进行查找，如果查找失败，
7.3 名字的作用范围
（3）实现最近嵌套作用域规则的办法
下面以C语言中的符号表的组织为例，以说明块结构语言的名字作
用域分析。
int i,j; int f(int size) { char i,temp; … A:{ double j; … } … B:{ char *j; … } }
B4
B3 B2 B1
②查找
从第一项开始顺序查找，若一直查找到AVAILBLE项还未找到，说 明该名字不在表中。对于一张含n项的线性表来说，欲从中查找一项，平 线性符号表 均来说需要做 n/2 次的比较。
项 数 NAME pointer data x link INFORMATION
AVAILABLE总是指向 空白区的首地址
类：固定信息内容和仅记录信息存放地址。 如果名字栏中的标识符按种属分类，则因同类标识符其基本特征一 致，故可将这些信息一一记录在信息栏中。 如果符号表的名字不分种属，则由于不同种属的标识符其特征不一
致，也即它们所需存储的信息不一致，因而不容易确定一个固定长度的
空间来统一安排。这时，可在符号表外另设一组存储空间，并在符号表 信息栏中放一指针来指向这个存储空间始址。
次比较
2、 符号表的构造与查找
③符号表组织成二叉树
令每项是一个结点，每个结点附设两个 指示器栏，分别为LEFT，RIGHT。每个结点 主栏内码值被看成是代表该结点的值，任何 结点P右枝所有结点值均应小于结点P的值， 而左枝任何结点值均应大于结点P的值。 ④二叉树形成过程
NULL data
·
NULL
符号表 信息 名字 种属 地址
返回
· · ·
… 数组 … 内情向量表 维数 数组首地址 界差 d1 … 界差 d n 下界 l1 … 下界 l n 上界 u1 … 上界 u n
·
2、 符号表的构造与查找
符号表主要有三种构造和处理方式：线性查找、二叉树和杂凑技术。
（1）线性表
①构造 按关键字出现顺序填写各个项， “先来者先填”。
意味着未经说明就直接使用了，这是一种说明错误，编译器给出相应的 出错消息。因此可以看出，使用前说明有助于实现一遍编译。
7.3 名字的作用范围
（2）编程语言中的作用域规则
②最近嵌套规则（most closely nest rule）
一种语言是块结构的，如果它允许在块的内部嵌入块，并且一个块 中说明的作用域限制在本块以及包含在本块的其它块中，服从最近嵌套
后就即时改造这条链，使得链头指向刚才查到的那个项。每当填入新项 时，总让链头指向这个最新项。含有这种链的线性表叫做自适应线性表。
（2）对折查找与二叉树
①整理 为了提高查表的速度，可以在造表的同时把表格中的项按名字的 “大小”顺序整理排列。
2、 符号表的构造与查找
②对折查找（折半查找）
对于这种经顺序化整理了的表格的查找可用对折法。假定表中已含
（2）符号表的基本操作
① 对给定名字，查询此名是否已在表中（查表）
② 填入新名（填表） ③ 对给定名字，访问它的信息（访表信息） ④ 对给定名字，往表中填写或更新它的某些信息（更新） ⑤ 删除一个或一组无用的项（删除）
返回
7.2 符号表的组织与管理
1 符号表的组织结构
2 符号表的构造与查找
1、 符号表的组织结构
7.3 名字的作用范围
（1）名字的作用域分析
程序语言中，名字往往有一个确定的作用范围，一般是和它所处的
那个过程（它在这个过程中被说明了的）相联系的。这意味着，在一个 程序里，同一个标识符在不同的地方可能被说明为标识不同的对象，也 就是说，同一个标识符，具有不同的性质，要求分配不同的存储空间。 于是便产生了这样的问题，如何组织符号表，使得同一个标识符在不同 的作用域中能得到正确地引用，而不会产生混乱？这就是名字的作用域
将它们统称为符号表或名字表。
语义分析时，符号表中的信息可用于语义检查；代码优化时，编译 程序利用符号表提供的信息选出恰当的代码进行优化；目标代码生成时，
编译程序将依据符号表中的符号名来分配目标地址。可见，几乎在编译
程序工作的全过程中，都需要对符号表进行频繁地访问(查表或填表)，其 耗费的时间在整个编译过程中占有很大的比例。因此，合理地组织符号
pointer
· ·
x NULL
令第一个碰到的名字作为“根“结点， 它的左，右指示器均置为null.当要加入新结 点时，首先把它和根结点值作比较，小者放 在右枝上，大者放在左枝上，如果根结点的 左（右）枝已成子树，则让新结点和子树的 根再作比较，重复直至把新结点插入使它成 为二叉树的一个端末结点（叶子）为止。
B5
7.3 名字的作用范围
（3）实现最近嵌套作用域规则的办法
以散列组织符号表：
①处理完过程f的声明之后、进入复合语句A之前
桶 i
同义词表 (char) size (int) i j (int) (int)
temp f
(char)
(function)
7.3 名字的作用范围
（3）实现最近嵌套作用域规则的办法
中表示局部名字用一个二元组：（名字，过程编号）。这种办法意味着
我们把整个符号表按不同的过程逻辑地划分为相应的不同段落。在查找 每个名字时，先查对过程编号，确定所属的表区段落，然后，再从此段
落中查对标识符。也就是说，对一个名字查找符号表是指：只有当表项
中的名字其字符逐个匹配，并且该记录相关的编号和当前所处理的过程 的编号匹配时，才能确定查找成功。