《编译原理》课程设计大纲 课程编号： 课程名称：编译原理/Compiler Principles 周数/学分：1周/1学分 先修课程：高级程序设计语言、汇编语言、离散数学、数据结构 适用专业：计算机科学与技术专业、软件工程专业 开课学院，系或教研室：计算机科学与技术学院 一、课程设计的目的 课程设计是对学生的一种全面综合训练，是与课堂听讲、自学和练习相辅相成的必不可少的一个教学环节。通常，设计题中的问题比平时的练习题要复杂，也更接近实际。编译原理这门课程安排的课程设计的目的是旨在要求学生进一步巩固课堂上所学的理论知识，深化理解和灵活掌握教学内容，选择合适的数据逻辑结构表示问题，然后编制算法和程序完成设计要求，从而进一步培养学生独立思考问题、分析问题、解决实际问题的动手能力。 要求学生在上机前应认真做好各种准备工作，熟悉机器的操作系统和语言的集成环境，独立完成算法编制和程序代码的编写。 设计时间： 开发工具： （1） DOS环境下使用Turbo C； （2） Windows环境下使用Visual C++ 。 （3） 其它熟悉语言。 二、课程设计的内容和要求 设计题一：算术表达式的语法分析及语义分析程序设计。 1.目的
通过设计、编制、调试一个算术表达式的语法及语义分析程序，加深对语法及语义分析原理的理解，并实现词法分析程序对单词序列的词 法检查和分析。 2.设计内容及要求： 算术表达式的文法： 〈无符号整数〉∷＝ 〈数字〉{〈数字〉} 〈标志符〉∷＝ 〈字母〉{〈字母〉｜〈数字〉} 〈表达式〉∷＝ [＋｜－]〈项〉{〈加法运算符〉〈项〉} 〈项〉∷＝ 〈因子〉{〈乘法运算符〉〈因子〉} 〈因子〉∷＝ 〈标志符〉｜〈无符号整数〉｜‘（’〈表达式〉‘）’ 〈加法运算符〉∷＝ ＋｜－ 〈乘法运算符〉∷＝ ＊｜／ （1） 分别选择递归下降法、算符优先分析法（或简单优 先法）完成以上任务，中间代码选用逆波兰式。 （2） 分别选择LL（1）、LR法完成以上任务，中间代码选 用四元式。 （3） 写出算术表达式的符合分析方法要求的文法，给出 分析方法的思想，完成分析程序设计。 （4） 编制好分析程序后，设计若干用例，上机测试并通 过所设计的分析程序。 设计题二：简单计算器的设计 1．目的 通过设计、编制、调试一个简单计算器程序，加深对语法及语 义分析原理的理解，并实现词法分析程序对单词序列的词法检 查和分析。 2.设计内容及要求 算术表达式的文法：
《编译原理与技术》课程教学大纲 一、课程编号：1311020 二、课程名称：编译原理与技术（64学时） Compiler Principle and Technology 三、课程教学目的 通过本课程的学习，使学生了解并掌握程序设计语言的编译程序的设计原理与实现技术，了解编译程序的构造方法；加深学生对高级程序设计语言的理解，做到触类旁通；使学生体会到其他专业基础知识如算法与数据结构、程序设计、操作系统、形式语言与自动机、计算机组成原理、汇编语言、软件工程等综合应用，对计算机的软硬件工作原理建立比较深刻的理解，提高学生的专业素养，使学生能够利用所学的理论知识解决实际问题，培养学生分析问题、解决问题的能力。 四、课程教学基本要求 1．了解编译的基本概念和步骤，编译程序的基本组成、结构、编译环境等基本概念。 2．掌握词法分析的原理、词法分析程序的设计和实现方法。 3．掌握语法分析的原理和实现技术、简单的语法分析程序的设计和实现。 4．掌握语法制导翻译技术。 5．理解利用语法制导翻译技术进行语义分析、中间代码生成的实现。 6．理解程序运行环境、代码生成相关的基本概念和实现方法。 7．了解代码优化技术的基本概念和方法。 五、教学内容及学时分配（含实验） 第一章编译概述2学时 1．翻译和解释 2．编译的阶段 3．编译程序的前后处理器（预处理器、汇编程序、连接装配程序）第二章词法分析4学时 1．词法分析器的作用 2．词法分析器的输入与输出 3．记号的描述与识别 4．词法分析程序的设计与实现 5*．软件工具LEX（规格说明、工作原理）
1．语法分析器的作用 2．自顶向下分析（预测分析器、非递归的预测分析器） 3．自底向上分析（规范归约、移进-归约方法实现） 4．LR分析器（模型及工作过程、SLR(1)分析器、LR(1)分析器、LALR(1)分析器）5．LR分析方法对二义文法的应用 6*．软件工具YACC （规格说明、二义性处理） 第四章语法制导翻译技术8学时 1．语法制导定义与翻译方案 2．S属性定义的自底向上翻译 3．L属性的自顶向下翻译 4．L属性的自底向上翻译 第五章语义分析4学时 1．语义分析的概念 2．符号表的组织与管理 3．类型检查（类型表达式、类型等价） 4．简单类型检查器的说明（语言说明、确定标识符的类型、表达式及语句的类型检查） 5*．类型检查有关的其他主题（函数和运算符的重载、类型转换、多态函数） 第六章运行环境6学时 1．程序运行时的存储组织 2．存储分配策略（静态存储分配、栈式存储分配、堆式存储分配） 3．访问非局部名字 4．参数传递方式 第七章中间代码生成6学时 1．中间代码形式 2．赋值语句的翻译 3．布尔表达式的翻译 4．控制语句的翻译 5．过程调用语句的翻译
编译原理与技术模拟试题一 一、填空题（20分） 1.1编译程序的工作过程可划分为词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成、代码优化、目标代码生成等 阶段，一般在语义分析阶段对表达式中运算对象的类型进行检查。 1.2 递归下降法和预测分析法是自上而下的语法分析方法。 1.3常用日的存储分配策略有静态存储分配和动态存储分配，其中，动态存储分配策略包括栈分配和堆分配。 1.4移进、归约是自下而上或LR 分析中的典型操作。 1.5对于数组M[1..6, 1..8]，如果每个元素占k个存储单元，且起始地址为a，则以行为主序存放时元素M[4,4]的地址是__ a+27*k __，以列为主序存放时元素M[4,4]的地址是__ a+21k __。 二、单选题（20分） 2.1词法分析器不能 D 。 A. 识别出数值常量 B. 过滤源程序中的注释 C. 扫描源程序并识别记号 D. 发现括号不匹配 2.2给定文法A→bA|ca， C 是该文法的句子。 A. bba B. cab C. bca D. cba 2.3一个句型中的最左 B 称为该句型的句柄。 A. 短语 B. 直接短语 C. 非终结符号 D. 终结符号 2.4已知文法G[S]:S→A1A→A1|S0|0。与G等价的正规式是 C 。 A. 0(0|1)* B. 1*|0*1 C. 0(1|10)*1 D. 1(10|01)*0 2.5源程序是句子的集合， B 可以较好地反映句子的结构。 A. 线性表 B. 树 C. 完全图 D. 堆栈 2.6与逆波兰式ab+c*d+对应的中缀表达式是 B 。 A. a+b+c*d B. (a+b)* c+d C. (a+b)* (c+d) D. a+b*c+d 2.7识别上下文无关语言的自动机是 A 。 A. 下推自动机 B. NFA C. DFA D. 图灵机 2.8 B 是与规范归约（最左归约）互逆的一个过程。 A. 最左推导 B. 最右推导 C. 词法分析 D. 语义分析 2.9文法G产生的 A 的全体是该文法描述的语言， A. 句子 B. 短语 C. 终结符 D. 非终结符 2.10在表达式x:=y+1中， A 作为左值出现(其中，“:=”表示赋值)。 A. x B. y C. 1 D. y+1 三、简答题（30分） 3.1 （5分）请分别写出传值调用、引用调用方式下，下面代码的输出结果。 program main(input,output) procedure f(a,b) begin a := b - a; b := a * b + 1; end; begin x := 5; y := 10; f(y,x); print(x,y); end.
课程设计(论文)任务书 软件学院学院软件工程专业07-1班 一、课程设计(论文)题目LL(1)分析过程模拟 二、课程设计(论文)工作自 2010 年 6 月 22日起至 2010 年 6月 28 日止。 三、课程设计(论文) 地点: 四、课程设计(论文)内容要求： 1．本课程设计的目的 （1）使学生掌握LL（1）模块的基本工作原理； （2）培养学生基本掌握LL（1）分析的基本思路和方法； （3）使学生掌握LL（1）的调试； （4）培养学生分析、解决问题的能力； （5）提高学生的科技论文写作能力。 2．课程设计的任务及要求 1）基本要求： （1）分析LL（1）模块的工作原理； （2）提出程序的设计方案； （3）对所设计程序进行调试。 2）创新要求： 在基本要求达到后，可进行创新设计，如改算法效率。 3）课程设计论文编写要求 （1）要按照书稿的规格打印誊写课程设计论文 （2）论文包括目录、绪论、正文、小结、参考文献、附录等 （3）课程设计论文装订按学校的统一要求完成 4）答辩与评分标准： （1）完成原理分析：20分； （2）完成设计过程（含翻译）：40分； （3）完成调试：20分；
（4）回答问题：20分。 5）参考文献： （1）张素琴，吕映芝，蒋维杜，戴桂兰.编译原理（第2版）.清华大学出版社 （2）丁振凡.《Java语言实用教程》北京邮电大学出版社 6）课程设计进度安排 内容天数地点 构思及收集资料2图书馆 编程与调试4实验室 撰写论文1图书馆、实验室 学生签名： 2009 年6 月22 日 课程设计(论文)评审意见 （1）完成原理分析（20分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（2）设计分析（20分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（3）完成调试（20分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（4）翻译能力（20分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（5）回答问题（20分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（6）格式规范性及考勤是否降等级：是（）、否（） 评阅人：职称： 年月日
2.1 考虑文法G[S],其产生式如下: S→(L)|a L→L，S|S (1)试指出此文法的终结符号、非终结符号。 终结符号为：{(,),a,,,} 非终结符号为：{S,L} 开始符号为：S (2)给出下列各句子的分析树： ① (a,a)②(a,(a,a))③ (a,((a,a),(a,a))) (3)构造下列各句子的一个最左推导： ① (a,a) S (L) (L,S) (S,S) (a,S) (a,a) ② (a,(a,a)) S (L) (L,S) (S,S) (a,S) (a,(L) (a,(L,S)) (a,(S,S)) (a,(a,S)) (a,(a,a)) ③ (a,((a,a),(a,a))) S (L) (L,S) (S,S) (a,S) (a,(L)) (a,(L,S)) (a,(S,S)) (a,((L),S)) (a,((L,S),S)) (a,((S,S),S)) (a,((a,S),S)) (a,((a,a),S)) (a,((a,a),(L)))
(a,((a,a),(L,S))) (a,((a,a),(S,S))) (a,((a,a),(a,S))) (a,((a,a),(a,a))) (4)构造下列各句子的一个最右推导： ①(a,a) S (L) (L,S) (L,a) (S,a) (a,a) ②(a,(a，a)) S (L) (L,S) (L,(L)) (L,(L,S)) (L,(L,a)) (L,(S,a)) (L,(a,a)) (S,(a,a)) (a,(a,a) ③(a，((a，a)，(a，a)) S (L) (L,S) (L,(L)) (L,(L,S)) (L,(L,(L))) (L,(L,(L,S))) (L,(L,(L,a))) (L,(L,(S,a))) (L,(L,(a,a))) (L,(S,(a,a))) (L,((L),(a,a))) (L,((L,S),(a,a))) (L,((L,a),(a,a))) (L,((S,a),(a,a))) (L,((a,a),(a,a))) (S,((a,a),(a,a))) (a,((a,a),(a,a))) (5)这个文法生成的语言是什么？ L(G[S]) = (α1,α2,...,αn)或a 其中αi(1≤i≤n)，即L(G[S])是一个以a为原子的纯表，但不包括空表。 2.2 考虑文法G[S] S→aSbS|bSaS|ε (1)试说明此文法是二义性的。可以从对于句子abab有两个不同的最左推导来说明。 S aSbS abS abaSbS ababS abab S aSbS abSaSbS abaSbS ababS abab 所以此文法是二义性的。 (2)对于句子abab构造两个不同的最右推导。 S aSbS aSbaSbS aSbaSb aSbab abab S aSbS aSb abSaSb abSab abab (3)对于句子abab构造两棵不同的分析树。 (一) (二) (4)此文法所产生的语言是什么？ 此文法产生的语言是：所有a的个数与b的个数相等的由a和b组成的字符串。 2.4 已知文法G[S]的产生式如下：S → (L)|a L → L,S|S 属于L(G[S])的句子是 A ，(a,a)是L(G[S])的句子，这个句子的最左推导是 B ，最右推导是 C ，分析树是 D ，句柄是 E 。 A：① a ② a,a ③ (L) ④ (L,a) B,C：① S (L) (L,S) (L,a) (S,a) (a,a) ② S (L) (L,S) (S,S) (S,a) (a,a)
<编译原理>历年试题及答案 一．（每项选择 2 分，共 20 分）选择题 1．将编译程序分成若干个“遍”是为了_b__。 a.提高程序的执行效率 b.使程序的结构更加清 晰 c.利用有限的机器内存并提高机器的执行效 率 d.利用有限的机器内存但降低了机器的执行 效率 2．构造编译程序应掌握__d__。 a.源程序 b.目标语言 c.编译 方法 d.以上三项都是 3．变 量应当 c＿。 a.持有左值 b.持有右值 c.既持有左值又持有右值 d. 既不持有左值也不持有右值 4．编译程序绝大多数时间 花在_d___上。 a.出错处理 b.词法分析 c.目标代 码生成 d.管理表格 5．词法分析器 的输出结果是_c___。 a.单词的种别编码 b.单词在符号表中的位置 c. 单词的种别编码和自身值 d.单词自身值 6．正规式 MI 和 M2 等价是指__c__。 a. MI 和 M2 的状态数相等 b.Ml 和 M2 的有向弧条数相等。 C.M1 和 M2 所识别的语言集相等d. Ml 和 M2 状态数和有向弧条数相等 7．中间代码生成时所依据的是—c。 a．语法规则 b．词法规则c．语义规则 d．等价变换规则8．后缀式 ab+cd+/可用表达式__b_来表示。 a． a+b/c+d b． (a+b)/(c+d) c． a+b/(c+d) d． a+b+c/d 9．程序所需的数据空间在程序运行前就可确定，称为____c_＿管理技术。 a.动态存储 b.栈式存储 c.静态存储 d.堆式存储 10. 堆式动态分配申请和释放存储空间遵守___d____＿原则。 a.先请先放 b.先请后放 c.后请先放 d.任意 二（每小题 10 分，共 80 分）简答题 1.画出编译程序 的总体结构图，简述各部分的主要功能。 2. 已知文法 G[E]: E→ET+|T T→TF* | F F→F^ | a 试证：FF^^*是文法的句型，指出该句型的短语、简单短语和句柄. 3．为正规式(a|b) *a(a|b)构造一个确定的有限自动机。 4．设文法 G(S)：
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1.绪论 概述 “编译原理”是一门研究设计和构造编译程序原理课程，是计算机各专业的一门重要的专业课。编译原理这门课程蕴含着计算机学科中解决问题的思路和解决问题的方法，对应用软件和系统软件的设计与开发有一定的启发和指导作用。“编译原理”是一门实践性很强的课程，要掌握这门课程中的思想，就必须要把所学到的知识应用于实践当中。而课程设计是将理论与实践相互联系的一种重要方式。 设计目的 课程设计是对学生的一种全面综合素质训练，是与课堂听讲、自学和练习相辅相成的必不可少的一个教学环节。通常，设计题中的问题比平时的练习题要复杂很多，但也更接近实际。编译原理这门课程安排的课程设计的目的是旨在要求学生进一步巩固课堂上所学的理论知识，深化理解和灵活掌握教学内容，选择合适的数据逻辑结构解决问题，然后编制算法和程序完成设计要求，从而进一步培养学生独立思考问题、分析问题、解决实际问题的能力。 设计题目及要求 基于这个学期所学习的内容以及自己所掌握到的知识，本次我所要设计的题目是赋值语句的四元式生成。
要求： （1）设计语法制导生成赋值语句的四元式的算法； （2）编写代码并上机调试运行通过； （3）输入一赋值语句； （4）输出相应的表达式的四元式； 2.背景知识 语法制导翻译方法 语法制导翻译的方法就是为每个产生式配上一个翻译子程序（称语义动作或语义子程序），并在语法分析的同时执行这些子程序。语义动作是为产生式赋予具体意义的手段，它一方面指出了一个产生式所产生的符号串的意义，另一方面又按照这种意义规定了生成某种中间代码应做哪些基本动作。在语法分析的过程中，当一个产生式获得匹配（对于自顶向下分析）或用于规约（对于自底向上分析）时，此产生式相应的语义子程序就进入工作，完成既定的翻译任务。语法制导翻译分为自底向上语法制导翻译和自顶向下语法制导翻译。 属性文法 属性文法是编译技术中用来说明程序语言语义的工具，也是当前实际应用中比较流行的一种语义描述方法。属性是指与文法符号的类型和值等有关的一些信息，在编译中用属性描述处理对象的特征。属性文法是一种
编译原理程序设计报告 一个简单文法的编译器的设计与实现专业班级：计算机1406班 组长姓名：宋世波 组长学号： 20143753 指导教师：肖桐 2016年12月
设计分工 组长学号及姓名：宋世波20143753 分工：文法及数据结构设计 词法分析 语法分析（LL1） 基于DAG的中间代码优化 部分目标代码生成 组员1学号及姓名：黄润华20143740 分工：中间代码生成(LR0) 部分目标代码生成 组员2学号及姓名：孙何奇20143754 分工：符号表组织 部分目标代码生成
摘要 编译器是将便于人编写，阅读，维护的高级计算机语言翻译为计算机能解读、运行的低阶机器语言的程序。编译是从源代码（通常为高阶语言）到能直接被计算机或虚拟机执行的目标代码（通常为低阶语言或机器语言）的翻译过程。 一．编译器的概述 1.编译器的概念 编译器是将便于人编写，阅读，维护的高级计算机语言翻译为计算机能解读、运行的低阶机器语言的程序。编译器将原始程序作为输入，翻译产生使用目标语言的等价程序。源代码一般为高阶语言如Pascal、C++、Java 等，而目标语言则是汇编语言或目标机器的目标代码，有时也称作机器代码。 2．编译器的种类 编译器可以生成用来在与编译器本身所在的计算机和操作系统（平台）相同的环境下运行的目标代码，这种编译器又叫做“本地”编译器。另外，编译器也可以生成用来在其它平台上运行的目标代码，这种编译器又叫做交叉编译器。交叉编译器在生成新的硬件平台时非常有用。“源码到源码编译器”是指用一种高阶语言作为输入，输出也是高阶语言的编译器。例如: 自动并行化编译器经常采用一种高阶语言作为输入，转换其中的代码，并用并行代码注释对它进行注释（如OpenMP）或者用语
第八节习题一、单项选择题 1、将编译程序分成若干个“遍”是为了 b 。 a．提高程序的执行效率 b．使程序的结构更加清晰 c．利用有限的机器内存并提高机器的执行效率 d．利用有限的机器内存但降低了机器的执行效率 2、构造编译程序应掌握 d 。 a．源程序b．目标语言 c．编译方法d．以上三项都是 3、变量应当 c 。 a．持有左值b．持有右值 c．既持有左值又持有右值d．既不持有左值也不持有右值 4、编译程序绝大多数时间花在 b 上。 a．出错处理b．词法分析 c．目标代码生成d．管理表格 5、 d 不可能是目标代码。 a．汇编指令代码b．可重定位指令代码 c．绝对指令代码d．中间代码 6、使用 a 可以定义一个程序的意义。 a．语义规则b．词法规则 c．产生规则d．词法规则 7、词法分析器的输入是 a 。 a．单词符号串b．源程序 c．语法单位d．目标程序 8、中间代码生成时所遵循的是- d 。 a．语法规则b．词法规则 c．语义规则d．等价变换规则 9、编译程序是对 d 。 a．汇编程序的翻译b．高级语言程序的解释执行 c．机器语言的执行d．高级语言的翻译 10、语法分析应遵循 b 。 a．语义规则b．语法规则 c．构词规则d．等价变换规则 解答 1、将编译程序分成若干个“遍”是为了使编译程序的结构更加清晰，故选b。 2、构造编译程序应掌握源程序、目标语言及编译方法等三方面的知识，故选d。 3、对编译而言，变量既持有左值又持有右值，故选c。 4、编译程序打交道最多的就是各种表格，因此选d。 5、目标代码包括汇编指令代码、可重定位指令代码和绝对指令代码3种，因此不是目标代码的只能选d。 6、词法分析遵循的是构词规则，语法分析遵循的是语法规则，中间代码生成遵循的是语义规则，并且语义规则可以定义一个程序的意义。因此选a。 7、b 8、c 9、d 10、c 二、多项选择题
第二章 2.3叙述由下列正规式描述的语言 (a) 0(0|1)*0 在字母表{0, 1}上,以0开头和结尾的长度至少是2的01 串 (b) ((ε|0)1*)* 在字母表{0, 1}上,所有的01串,包括空串 (c) (0|1)*0(0|1)(0|1) 在字母表{0, 1}上,倒数第三位是0的01串 (d) 0*10*10*10* 在字母表{0, 1}上,含有3个1的01串 (e) (00|11)*((01|10)(00|11)*(01|10)(00|11)*)* 在字母表{0, 1}上,含有偶数个0和偶数个1的01串 2.4为下列语言写正规定义 C语言的注释，即以 /* 开始和以 */ 结束的任意字符串，但它的任何前缀（本身除外）不以 */ 结尾。 ［解答］ other → a | b | … other指除了*以外C语言中的其它字符 other1 → a | b | … other1指除了*和/以外C语言中的其它字符 comment → /* other* (* ** other1 other*)* ** */ (f) 由偶数个0和偶数个1构成的所有0和1的串。 ［解答］由题目分析可知，一个符号串由0和1组成，则0和1的个数只能有四种情况： x 偶数个0和偶数个1（用状态0表示）； x 偶数个0和奇数个1（用状态1表示）； x 奇数个0和偶数个1（用状态2表示）； x 奇数个0和奇数个1（用状态3表示）；所以， x 状态0（偶数个0和偶数个1）读入1，则0和1的数目变为：偶数个0和奇数个1（状态1） x 状态0（偶数个0和偶数个1）读入0，则0和1的数目变为：奇数个0和偶数个1（状态2） x 状态1（偶数个0和奇数个1）读入1，则0和1的数目变为：偶数个0和偶数个1（状态0） x 状态1（偶数个0和奇数个1）读入0，则0和1的数目变为：奇数个0和奇数个1（状态3） x 状态2（奇数个0和偶数个1）读入1，则0和1的数目变为：奇数个0和奇数个1（状态3） x 状态2（奇数个0和偶数个1）读入0，则0和1的数目变为：偶数个0和偶数个1（状态0） x 状态3（奇数个0和奇数个1）读入1，则0和1的数目变为：奇数个0和偶数个1（状态2） x 状态3（奇数个0和奇数个1）读入0，则0和1的数目变为：偶数个0和奇数个1（状态1） 因为，所求为由偶数个0和偶数个1构成的所有0和1的串，故状态0既为初始状态又为终结状态，其状态转换图： 由此可以写出其正规文法为： S0 → 1S1 | 0S2 | ε S1 → 1S0 | 0S3 | 1 S2 → 1S3 | 0S0 | 0 S3 → 1S2 | 0S1 在不考虑S0 →ε产生式的情况下，可以将文法变形为： S0 = 1S1 + 0S2 S1 = 1S0 + 0S3 + 1 S2 = 1S3 + 0S0 + 0 S3 = 1S2 + 0S1 所以： S0 = (00|11) S0 + (01|10) S3 + 11 + 00 (1) S3 = (00|11) S3 + (01|10) S0 + 01 + 10 (2) 解(2)式得： S3 = (00|11)* ((01|10) S0 + (01|10)) 代入(1)式得： S0 = (00|11) S0 + (01|10) (00|11)*((01|10) S0 + (01|10)) + (00|11) => S0 = ((00|11) + (01|10) (00| 11)*(01|10))S0 + (01|10) (00|11)*(01|10) + (00|11) => S0 = ((00|11)|(01|10) (00|11)*(01|10))*((00|1
编译原理的复习提纲 1.编译原理=形式语言+编译技术 2.汇编程序： 把汇编语言程序翻译成等价的机器语言程序 3.编译程序： 把高级语言程序翻译成等价的低级语言程序 4.解释执行方式： 解释程序，逐个语句地模拟执行 翻译执行方式： 翻译程序，把程序设计语言程序翻译成等价的目标程序 5.计算机程序的编译过程类似，一般分为五个阶段： 词法分析、语法分析、语义分析及中间代码生成、代码优化、目标代码生成 词法分析的任务： 扫描源程序的字符串，识别出的最小的语法单位（标识符或无正负号数等） 语法分析是： 在词法分析的基础上的，语法分析不考虑语义。语法分析读入词法分析程序识别出的符号，根据给定的语法规则，识别出各个语法结构。 语义分析的任务是检查程序语义的正确性，解释程序结构的含义，语义分析包括检查变量是否有定义，变量在使用前是否具有值，数值是否溢出等。
语法分析完成之后，编译程序通常就依据语言的语义规则，利用语法制导技术把源程序翻译成某种中间代码。所谓中间代码是一种定义明确、便于处理、独立于计算机硬件的记号系统，可以认为是一种抽象机的程序 代码优化的主要任务是对前一阶段产生的中间代码进行等价变换，以便产生速度快、空间小的目标代码 编译的最后一个阶段是目标代码生成，其主要任务是把中间代码翻译成特定的机器指令或汇编程序 编译程序结构包括五个基本功能模块和两个辅助模块 6.编译划分成前端和后端。 编译前端的工作包括词法分析、语法分析、语义分析。编译前端只依赖于源程序，独立于目标计算机。前端进行分析 编译后端的工作主要是目标代码的生成和优化后端进行综合。独立于源程序，完全依赖于目标机器和中间代码。 把编译程序分为前端和后端的优点是： 可以优化配置不同的编译程序组合，实现编译重用，保持语言与机器的独立性。 7.汇编器把汇编语言代码翻译成一个特定的机器指令序列 第二章 1.符号，字母表，符号串，符号串的长度计算P18，子符号串的含义，符号串的简单运算XY，Xn， 2.符号串集合的概念，符号串集合的乘积运算，方幂运算，闭包与正闭包的概念P19，P20A0 ={ε} 3.重写规则，简称规则。非xx（V
1、给出下面语言的相应文法。L1={a n b n c i|n≥1,i≥0} 从n，i的不同取值来把L1分成两部分：前半部分是anbn：A→aAb|ab后半部分是ci：B→Bc|ε所以整个文法G1[S]可以写为：G1(S):S→AB；A→aAb|ab；B→cB|ε 3、构造一个DFA，它接受 ={a，b}上所有包含ab的字符串。 （要求：先将正规式转化为NFA，再将NFA确定化，最小化）
4、对下面的文法G: E →TE ’ E ’→+E|ε T →FT ’ T ’→T|ε F →PF ’ F ’ →*F ’|ε P →(E)|a|b|∧ （1）证明这个文法是LL(1)的。 （2）构造它的预测分析表。 (1)FIRST(E)={(,a,b,^}FIRST(E')={+,ε}FIRST(T)={(,a,b,^}FIRST(T')={(,a,b,^,ε} FIRST(F)={(,a,b,^}FIRST(F')={*,ε}FIRST(P)={(,a,b,^}FOLLOW(E)={#,)} FOLLOW(E')={#,)}FOLLOW(T)={+,),#}FOLLOW(T')={+,),#}FOLLOW(F)={(,a,b,^,+,),#} FOLLOW(F')={(,a,b,^,+,),#}FOLLOW(P)={*,(,a,b,^,+,),#} (2)考虑下列产生式: '→+'→'→'→E E T T F F P E a b ||*|()|^||εεε FIRST(+E)∩FIRST(ε)={+}∩{ε}=φ FIRST(+E)∩FOLLOW(E')={+}∩{#,)}=φ FIRST(T)∩FIRST(ε)={(,a,b,^}∩{ε}=φ FIRST(T)∩FOLLOW(T')={(,a,b,^}∩{+,),#}=φ FIRST(*F')∩FIRST(ε)={*}∩{ε}=φ FIRST(*F')∩FOLLOW(F')={*}∩{(,a,b,^,+,),#}=φ FIRST((E))∩FIRST(a) ∩FIRST(b) ∩FIRST(^)=φ 所以,该文法式LL(1)文法. (3) + * ( ) a b ^ # E E TE →' E TE →' E TE →' E TE →' E' '→+E E '→E ε '→E ε T T F T →' T F T →' T F T →' T F T →' T' '→T ε '→T T '→T ε '→T T '→T T '→T T '→T ε F F P F →' F P F →' F P F →' F P F →' F' '→F ε '→'F F * '→F ε '→F ε '→F ε '→F ε '→F ε '→F ε P P E →() P a → P b → P →^
先简要分析一下语法分析的大致流程： 当有句子要进行处理时，首先要对其进行词法分析来分解出该句子中的每个符号，然后将该句子按照算符优先算法压入归约栈中，如果可以顺利归约，则说明这是一个合法的句子，否则该句子非法。 这里有一个需要考虑的地方，就是如何进行归约。由于文法已经给定，所以我们考虑设计一个文法表，文法表中的内容就是可归约串的种别码的顺序，比如v=E可以表示为9,1,13。这样的话当我们要进行一次归约时，只用按顺序存储最左素短语中符号的种别码，然后拿这个种别码序列与文法表进行匹配，就可知道当前归约需要执行哪些操作。 还有一点需要注意，就是如何对一个表达式进行求值。这里需要我们设计一个二元组的变量名表，这个变量名表可以根据变量的名称来返回变量的数据。变量名表的具体设计见详细设计部分。 由于是简化分析，所以这个程序只考虑整数的处理。 有了上面的分析，可以构造出算符优先分析算法的流程图，如下图所示。
详细设计 （1）词法分析部分 由于词法分析的内容在课程设计1中已经介绍，并且这次的状态转换图与课程设计1中的非常相似，所以这里就不过多介绍。（2）优先关系表 在程序中我们用一个二维数组priTable[][]来存储算符间的优先关系。priTable[a][b]=1表示a>b; 。priTable[a][b]=0表示a=b; 。priTable[a][b]=-1表示a 编译原理课程设计报告 设计题目编译代码生成器设计 学生姓名 班级 学号 指导老师 成绩 一、课程设计的目的 编译原理课程兼有很强的理论性和实践性，是计算机专业的一门非常重要的专业基础课程，它在系统软件中占有十分重要的地位，是计算机专业学生的一门主修课。为了让学生能够更好地掌握编译原理的基本理论和编译程序构造的基本方法和技巧，融会贯通本课程所学专业理论知识，提高他们的软件设计能力，特设定该课程的课程设计，通过设计一个简单的PASCAL语言（EL语言）的编译程序，提高学生设计程序的能力，加深对编译理论知识的理解与应用。 二、课程设计的要求 1、明确课程设计任务，复习编译理论知识，查阅复印相关的编译资料。 2、按要求完成课程设计内容，课程设计报告要求文字和图表工整、思路清晰、算法正 确。 3、写出完整的算法框架。 4、编写完整的编译程序。 三、课程设计的内容 课程设计是一项综合性实践环节，是对平时实验的一个补充，课程设计内容包括课程的主要理论知识，但由于编译的知识量较复杂而且综合性较强，因而对一个完整的编译程序不适合平时实验。通过课程设计可以达到综合设计编译程序的目的。本课程的课程设计要求学生编写一个完整的编译程序，包括词法分析器、语法分析器以及实现对简单程序设计语言中的逻辑运算表达式、算术运算表达式、赋值语句、IF语句、While语句以及do…while语句进行编译，并生成中间代码和直接生汇编指令的代码生成器。 四、总体设计方案及详细设计 总体设计方案： 1.总体模块 主程序 词法分析程序语法分析 程序 中间代码 生成程序 2. 表2.1 各种单词符号对应的种别码 单词符号种别码单词符号种别码bgin 1 ：17 If 2 ：= 18 Then 3 < 20 wile 4 <> 21 do 5 <= 22 end 6 > 23 lettet（letter|digit）* 10 >= 24 dight dight* 11 = 25 + 13 ；26 —14 ( 27 * 15 ) 28 / 16 # 0 详细设计： 4.1界面导入设计 (1)一共三个选项： ①choice 1--------cifafenxi ②choice 2--------yufafenxi ③choice 3--------zhongjiandaima (2)界面演示 图一 《编译原理》课程论文 编译程序是现代计算机系统的基本组成部分之一，而且多数计算机系统都配有不止一个高级语言的编译程序，对有些高级语言甚至配置了几个不同性能的编译程序。从功能上讲，一个编译程序就是一个语言翻译程序。语言翻译程序把一种源语言书写的程序翻译成另一种目标语言的等价程序，所以总的说编译程序是一种翻译程序，其源程序是高级语言，目标语言程序是低级语言。 编译程序完成从源程序到目标程序的翻译工作，是一个复杂的整体的过程。从概念上来讲，一个编译程序的整个工作过程是划分成几个阶段进行的，每个阶段将源程序的一种表示形式转换成另一种表示形式，各个阶段进行的操作在逻辑上是紧密连接在一起的。一般一个编译过程是词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成、代码优化和目标代码生成。 编写编译器的原理和技术具有十分普遍的意义，以至于在每个计算机工作者的职业生涯中，本书中的原理和技术都会反复用到。在这本书中，向我们介绍了文法的概念，在讲词法分析的章节中讲述了构造一个有穷自动机的方法，以及如何将一个不确定的有穷自动机转化成确定的有穷自动机和有穷自动机的最小化等方法。 词法分析相对来说比较简单。可能是词法分析程序本身实现起来很简单吧，很多没有学过编译原理的人也同样可以写出各种各样的词法分析程序。不过编译原理在讲解词法分析的时候，重点把正则表达式和自动机原理加了进来，然后以一种十分标准的方式来讲解词法分析程序的产生。这样的做法道理很明显，就是要让词法分析从程序上升到理论的地步。 词法分析中的重点是有穷自动机DFA的生成以及DFA和正规式与正规文法的关系。还要熟练掌握NFA转换为DFA的方法及DFA的化简。 词法分析的核心应该是构建DFA，最后维护一个状态转移表。通过转态转移的结果来识别词性。DFA的思想和字典树很像。NFA通过求每个状态的闭包后构造出的自动机与DFA等价。正则表达式闭包，连接，或三种操作都有相应的NFA与其等价。所以正则表达式==NFA==DFA。DFA状态最小化算法化简DFA。LL(1)文法主要就是根据FIRST集判断向哪条路径走，来避免回溯；LR(0)文法构造项 练习 1 1.1 为什么高级程序语言需要编译程序？ 1.2 解释下列术语： 源程序，目标程序，翻译程序，编译程序，解释程序 1.3 简单叙述编译程序的主要工作过程。 1.4 编译程序的典型体系结构包括哪些构件，主要关系如何，请用辅助图示意。 1.5 编译程序的开发有哪些途径？了解你熟悉的高级编程语言编译程序的开发方式。 1.6 运用编译技术的软件开发和维护工具有许多类，简单叙述每一类的主要用途。 1.7 了解一个真实编译系统的组成和基本功能。 1.8 简单说明学习编译程序的意义和作用。 1.9 如果机器H上有两个编译：一个把语言A翻译成语言B，另一个把B翻译成C，那么可以把第一个编译的输出作为第二个编译的输入，结果在同一类机器上得到从A到C的编译。请用T形图示意过程和结果。 练习 2 2.1 词法分析器的主要任务是什么？ 2.2 下列各种语言的输入字母表是什么？ (1) C (2) Pascal (3) Java (4) C# 2.3 可以把词法分析器写成一个独立运行的程序，也可以把它写成一个子程序，请比较各自的优劣。 2.4 用高级语言编写一个对C#或Java程序的预处理程序，它的作用是每次调用时都把下一个完整的句子送到扫描缓冲区，去掉注释和无用的空格、制表符、回车、换行。 2.5 用高级语言实现图2.5所示的Pascal语言数的状态转换图。 2.6 用高级语言编程实现图2.6所示的小语言的词法扫描器。 2.7 用自然语言描述下列正规式所表示的语言： (1) 0(0|1)*0 (2) ((ε|0)1)*)* (3) (a|b)*a(a|b|ε) (4) (A|B|...|Z)(a|b|...|z)* (5) (aa|b)*(a|bb)* (6) (0|1|...|9|A|B|C|D|E)+(t|T) 2.8 为下列语言写正规式 (1) 所有以小写字母a开头和结尾的串。 (2) 所有以小写字母a开头或者结尾（或同时满足这两个条件）的串。 (3) 所有表示偶数的串。 (4) 所有不以0开始的数字串。 (5) 能被5整除的10进制数的集合。 (6) 没有出现重复数字的全体数字串。 2.9 试构造下列正规式的NFA，并且确定化，然后最小化。 (1) (a|b)*a(a|b) (2) (a||b)*a(a|b) * (3) ab((ba|ab)*(bb|aa))*ab (4) 00|(0|1)*|11 (5) 1(0|1)*01 (6) 1(1010*|1(010)*1*0 2.10 请分别使用下面的技术证明(a|b)*，(a*|b*)*以及((a|ε)b*)*这三个正规式是等价的： (1) 仅用正规式的定义及其代数性质； (2) 从正规式构造的最小DFA的同构来证明正规式的等价。 《编译原理》课程实验报告（临时） 题目 专业 班级 学号 姓名 指导教师 华东理工大学软件与管理信息学院 2006年9月22日 一.实验题目 二.实验成员 组长名字写在第一个，每个同学完成的基本任务是什么。 三.实验内容 本学期的编译实验内容是使用编译构造工具实现一个扩充PL0语言的编译器。 扩充PL0语言是在PL0语言的基础上增加对整型一维数组的支持、扩充IF-THEN-ELSE 条件语句、增加REPEA T语句、支持带参数的过程和增加注释，如下所示：（1）整型一维数组，数组的定义格式为： V AR <数组标识名>(<下界>:<上界>) ●其中上界和下界可以是整数或者常量标识名。 ●访问数组元素的时候，数组下标是整型的表达式，包括整数、常量或者变量和 它们的组合。例如，假设a是常量，b是整型变量，c是数组，这些访问方式 都应该可以使用：c(1)，c(a)，c(b)，c(b+c(1))。 （2）扩充条件语句，格式为： <条件语句>::= IF <条件>THEN <语句>[ELSE <语句>] （3）增加REPEA T语句，格式为： <重复语句> ::= REPEAT <语句> UNTIL <条件> (4) 支持带参数（传值参数）的过程，定义和调用形式如下: <过程首部>::= PROCEDURE <标识符> [‘(’<形式参数>{, <形式参数>}‘)’] ; <过程调用语句> ::= CALL <标识符>[‘(’<传值参数> {,<传值参数> }‘)’] (5) 注释 单行注释以{ 开始，以} 结束，注释内容不包括{和}. 完整的扩充PL0语言的EBNF范式见实验提供的文档所示。下文所说的PL0语言，如果不加说明，就是特指扩充PL0语言。 本实验实现的PL0语言编译器，输入是PL0源语言程序，输出是一个栈式机的汇编语言(PCODE)程序，然后解释执行。如图1所示。 图1 编译程序的功能 参考答案及评分标准 一、填空（15分，每空1分） 1．高级，低级 2．源程序，单词 3．自顶向下 4．综合，继承 5．结构，名称 6．非局部名字访问，参数传递 7．上下文有关，上下文无关，正规 8．abcd+*+ 二、（15分） 答：正规表达式（4）代表了这个程序段所有可能走过的全部步序列（5分）把A,T,B,I分别代表相应的基本块，E表示程序段的出口，则程序段可以表示为如下的流（程）图：（5分） 转换为等价的确定状态自动机如下： 由上述确定状态自动机可以得到等价的正规表达式为：AT(BIT)*（5分） 如果没有画流程图而直接给出自动机可以给分。既没有画流程图，也没有画自动机，可以根据描述的理由是否能说明清楚酌情给分。 三、（20分） 答：1．FIRST(S)={a,b} FOLLOW(S)={$} FIRST(A)={a,b} FOLLOW(A)={b,$} FIRST(B)={b,ε} FOLLOW(B)={c,$} (6分，每个1分)。 2 3．分析符号串baabbb是否为该文法的句子的过程如下表所示：（7分）步骤栈输入串输出 1 $S baabbb$ 2 $BAb baabbb$ S →bAB 3 $BA aabbb$ 4 $BbAa aabbb$ A →aAb 5 $BbA abbb$ 6 $BbbAa abbb$ A →aAb 7 $BbbA bbb$ 8 $Bbbb bbb$ A →b 9 $Bbb bb$ 10 $Bb b$ 11 $B $ 12 $ $ B →ε 四、（25分） 答：1．文法G的拓广文法G`如下：（10分） S`→S S →Aa∣dAb∣Bb∣dBa A →c B→c 构造识别所有活前缀的确定有限状态自动机（DFA）如下：编译原理课程设计 C语言编译器的实现
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