编译原理讲义

1)把用汇编语言或高级语言写成的程序转换成机器语言的程序，被称为翻译程序。

汇编语言的翻译程序称为汇编程序

把高级语言的翻译程序称为编译程序。

可以采用边翻译边执行的解释执行方式，这种处理程序称为解释程序。解释程序的结果是源程序的执行结果。

2)编译有哪些部分组成？

每个部分的作用？

词法分析：输入源程序，对构成源程序的字符串进行扫描和分析，识别出一个个的单词（符号）如关键字，标识符，常数，算符，界符。

语法分析：在词法分析的基础上，根据语言的语法规则，把单词符号分解成各类语法单位（如短语、句子等），并构造一棵能够正确反映该结构的语法树。

作用：通过语法分析确定整个输入是否构成语法上正确的“程序”。

注意：词法分析是种线性分析，而语法分析是一种层次分析。

中间代码生成：任务：语义分析的基础上按语言的语义规则进行初步的翻译（产生中间代码）中间代码：是一种含义明确、便于处理的记号系统，它通常独立具体的硬件；

表示形式：四元式、三元式、间接三元式等

中间代码优化：任务：对前阶段产生的中间代码进行加工变换，以期在最后阶段能产生出更为高效的目标代码。

目标代码生成：任务：把中间代码变换成特定机器上的低级语言代码（目标代码）

目标代码形式：绝对指令代码、可重定位指令代码、汇编指令代码

表格管理：

错误处理：

3)编译前后端的划分？

前端：此法分析、语法分析、中间代码生成、中间代码优化。

后端：目标代码生成及和硬件有关的工作。

4)符号和符号串的概念

1、字母表:它是非空有穷集。

例如：∑={a,b,c}或∑={1,2,3}

2、符号：字母表中的元素称为符号。

3、符号串：符号的有穷序列，符号串也称为字。用ε来表示空符号串。

例如：a,ab,abc,dsfsd

4、长度：符号串的长度是指该串所包含的符号个数。用|x|表示符号串x的长度。

例如：|a|=1，|abn|=3

5、连结：设x和y为符号串，则称xy 为他们的连结。

例如：x=aa,y=bb,则XY=aabb

6、空集：不含任何元素的集合,记为Φ。

7、乘积：设A和B是符号串集，则用AB表示A和B的乘积。

例如：X={a,b},Y={c,d},则XY={ac,ad,bc,bd}

8、方幂：设A为符号串集，则定义

A0={ε}

A1=A

A n=A n-1 A

例如：A={a,b} 则有：

A0={ε} A1={a,b}

A2={aa,ab,ba,bb}

9、正闭包：设A为符号串集，则用A+表示A的正闭包，其具体定义如下：

A+=A1∪A2∪A3∪⋯…

例如：A={a},A+={a,aa,aaa,……}

10、星闭包：设A为一集合，则定义A的星闭包为A*，其具体定义如下A*=A0∪A+例如：A={a},A*={ε,a,aa,aaa,……}

5)巴克斯范式（EBNF），能够写出巴克斯范式

带<>的叫非终止符,不带<>的叫终止符。例如：<逻辑值>→True|False

6)文法定义：文法是一个四元组G(V N，V T，P，Z)。非终极符集记为V N(大写字母)、

终极符集记为V T(小写字母)、产生式集记为P、初始符记为Z。

7)名词：

1、直接推导：设x和y是符号串，若用一次产生式可从x导出y，则称y为x的直接推导，并记为x⇒y。例子：x=Ab,y=ab,A→a,Ab⇒ab

2、推导：若用若干次产生式可从x串导出y

为x

的推导，并记为x y。

例子：x=AB,A→a,B→b AB⇒aB⇒ab 即：。

8) 语法树

定义：设G=(V N,V T,P,S)是给定文法,则称满足下面条件

的树为G的一棵语法树。

•每个结点都标有G的一个文法符号,且根结点标

有初始符S,非叶结点标有非终极符。

•如果一个非叶结点A有n个儿子结点(从左到

右)B1,B2,…,B n,则A→B1B2…,B n一定是G的一个产生

式。

如果每步都是最右非终极字符，则也称该规范推导为

最右推导。

例子：G[S]：S→AB

A→Aa|bB

B→a|Sb

S⇒AB⇒bBB⇒baB(最左推导)

S⇒AB⇒ASb⇒AABb⇒AAab⇒AbBab (最右推导)

S⇒AB⇒ASb⇒bBSb⇒baSb(非左非右)

定义：如果一个文法G 存在某个句子,使得它有两棵语法树,则称G 为二义性文法。 例子：证明 G:E →E+E|E*E|(E)|i 则G 是二义性文法。

因为句子i+i*i 具有两棵语法树分别如图所示。

1、设有文法G[N]:

N →D |ND

D →0|1|2|…|9

(1)试写出021和4321的最右推导和

最左推导。

(2)试举出三个无最右推导的句型。 解:(1)021的最左推导：

N ⇒ND ⇒NDD ⇒DDD ⇒0DD ⇒02D ⇒ 021

021的最右推导： N ⇒ND ⇒N1⇒ND1⇒N21 ⇒D21⇒021 解:4321的最左推导：

N ⇒ND ⇒NDD ⇒NDDD ⇒DDDD ⇒4DDD ⇒43DD ⇒432D ⇒4321 4321的最右推导：

N ⇒ND ⇒N1⇒ND1⇒N21

⇒ND21⇒N321⇒D321⇒4321 (2)无最右推导的句型 N ⇒ND ⇒N1⇒ND1⇒DD1⇒4D1

定理 1、每个句型都有一棵语法树，每个语法树的叶组成一句型。 2、每棵子树的叶组成短语，每棵简单子树的叶组成简单短语，最左简单子树的叶组成句柄。 3、用语法树可证明每个句子都有一规范推导。 3、设有文法G[E]: E →T |E+T |E-T

T →F |T*F |T /F

F →i|(E)

解：(1) i*i /(i+i*i)的语法树

(3)最右推导:E ⇒T ⇒T*F ⇒T*(E)⇒T*(E+T) ⇒T*(E+F)⇒T*(E+i)⇒T*(T+i)⇒ T*F*(T+i)

2、证明下列文法G[S] 是二义性文法： S →if E then S else S | if E then S 解：设有if E 1 then if E 2 then S 1 else S 2 ,则有两棵语法树:

短语：第一个F,F+i,i, 第二个F,i, F*i(F+i),(F*i), T*(F*i),(F+i)-T*(F*i) 简单短语：第一个F,i, 第二个Fi

句柄：第一个F