编译原理 形式语言

语义(semantics) 分类: 静态语义：一系列限定规则，确定哪些 合乎语法的程序是合适的 动态语义：表明程序要做什么 描述工具: 指称语义,操作语义等 作用: 检查类型匹配，变量作用域等
2.
文法的直观概念
第二章
形式语言概论
形式语言理论

什么是语言？


“为相当大地区的公众所懂得并使用的‘话’，以及组 成这些‘话’的方法的统一体” “某一字母表上符号串（句子）的集合”
定义仍需精确化 1）字母表 2）语法 3）语义

形式语言理论

由数学方法研究自然语言(如英语)和人工语言(如程 序语言)之语法的理论,主要讨论了语言和文法的数 学机制以及语言和文法的分类
定义语言中的一个语法实体 （称为语法单位、语法结构、⑧<动词>::=has 语法范畴、语法变量等）。 “::=”是用于定义语法结构 ⑨<冠词>::=the 的符号，其含义（并读作） ⑩<冠词>::=a “定义为” 。文法也称为产 生式(Production)
(二)语言和文法的直观概念（引例）

例如
(六)上下文无关文法及语法树
(七)句型的分析
(八)有关文法实用中的一些说明
(一)形式语言理论
(二)语言和文法的直观概念
(三)字母表、串、语言
(四)文法和语言的形式定义
(五)文法的类型
(六)上下文无关文法及语法树
(七)句型的分析
(八)有关文法实用中的一些说明
(二)语言和文法的直观概念（引例）


我们从“产生语言”的角度 出发,讨论文法和语言的形式 定义 语言生成——指制定出有限 条规则，借助它们产生的句 子的集合
推导序列 练习：请推导the banana eat a monkey
语法规则及其产生的语言


前面的语法规则可以产生16个不同的句子，由这16 个句子组成的集合，就是该规则所定义（或所产生） 的语言 应指出，所产生的句子中，有些句子的含义是荒谬 的（如 the banana eat a monkey和the banana eat the banana等）。然而，若不考虑语义，则我 们就必须承认它们是语法上合法的句子。

推导(derivation)——从语言最大的一个语法实体（本例中 是<句子>）开始，反复用语法规则中“::=” 右侧的符号串 取代其左侧符号，直到所得的符号串中不再含有可被替换 语法实体。每次替换称为一步（直接）推导，并用符号 “”表示。 首先用规则①进行第一步推导，可得到<主语短语><动词短 语>，即
(二)语言和文法的直观概念
1.


程序设计语言的定义 语言是一个记号系统。 汉语--符合汉语语法的句子的全体 英语--符合英语语法的句子的全体 程序设计语言--该语言的程序的全体 程序设计语言由语法和语义定义： 语法：定义每个程序构成的规则 语义：定义每个程序的意义
程序设计语言包括:语法和语义 语法(syntax) 定义: 是一组规则，用它可以形成和产生 一个合适的程序 描述工具:文法 作用: 定义什么样的符号序列是合法的， 与符号的含义无关。

<句子> <主语短语><动词短语>
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所得符号串<主语短语><动词短语>含有两个语法实体，可 对其中任一个（例如对<动词短语>）进行新的推导


<句子> <主语短语><动词短语> <主语短语><动词><宾语短语>

重复上述过程，可得到一个推导序列（见下页）。
推导长度
推导 步 1 2 3 4 5 6 7 8 所用 所得的符号串 规则 ① <句子> <主语短语> <动词短语> ③ <主语短语><动词><宾语短语> ② the <名词><动词><宾语短语> ④ the <名词><动词><冠词><名词> ⑤ the monkey<动词><冠词><名词> ⑦ the monkey eat <冠词><名词> ⑩ the monkey eat a <名词> ⑥ the monkey eat a banana
①<句子>::=<主语短语> <动词短语> ②<主语短语>::= the <名词> ③<动词短语>::=<动词><宾语短语> ④<宾语短语>::=<冠词><名词>

英语语言为例。并设每个句 ⑤<名词>::=monkey 子都是“主-谓-宾”结构 文法——见右。其中，每个 ⑥<名词>::=banana 用< >括起来的部分是所要 ⑦<动词>::=eat
<名词>::= monkey | banana <动词>::= eat | has <冠词>::= the | a
推导 步 1 2 3 4 5 6 7 8
所用 所得的符号串 规则 ① <句子> <主语短语> <动词短语> ③ <主语短语><动词><宾语短语> ② the <名词><动词><宾语短语> ④ the <名词><动词><冠词><名词> ⑤ the monkey<动词><冠词><名词> ⑦ the monkey eat <冠词><名词> ⑩ the monkey eat a <名词> ⑥ the monkey eat a banana
推导序列
用语法规则进行推导

从<句子>出发，经8步推导得到一个英语句子,则 称前面的推导为长度为8的推导

若不关心推导的中间过程，可将从一符号串到另

一符号串的推导用记号 表示, 例如上例中经过 5步的
句子 the m onkey 动词
规则的简化表示

在前面的语法规则定义中，有些语法范畴（如<名词 >、<动词>）有若干条不同的规则来定义它，为简 明起见，我们可以将它们写在同一个左部语法范畴 下，将其定义值用符号“|”（读作‘或’）隔开。 如<名词>、 <动词>、 <冠词>的定义规则可简记为
应用领域

(一)形式语言理论
(二)语言和文法的直观概念
(三)字母表、串、语言
(四)文法和语言的形式定义
(五)文法的类型
(六)上下文无关文法及语法树
(七)句型的分析
(八)有关文法实用中的一些说明
(一)形式语言理论
(二)语言和文法的直观概念
(三)字母表、串、语言
(四)文法和语言的形式定义
(五)文法的类型