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chapter1,1、何谓源程序、目标程序、翻译程序、编译程序 和解释程序？它们之间可能有何种关系？,源程序：用源语言编写的程序。,目标程序：源程序经翻译程序过加工处理后生成的程序。,翻译程序：将源程序转换为与其逻辑上等价的目标程序。,编译程序：,源语言为高级语言，目标语言为汇编语言或机 器语言的翻译程序。,解释程序：,源语言程序作为输入，但不产生目标程序，而是边解释边执行源程序本身。, 先翻译后执行, 边解释边执行,执行速度快, 有利于程序的调试,多次运算, 1次运算,2、一个典型的编译系统通常由有哪些部分组成？ 各部分的主要功能是什么？,chapter1,编译系统,编译程序,语法分析,语义分析与中间代码生成,优化,目标代码生成,运行系统,词法分析, 语法分析(Syntax Analysis)：,在词法分析的基础上将单词序列分解成各类语法短语，如“程序”，“语句”，“表达式”等等。, 语义分析(Syntactic Analysis)：,语义分析是在语法分析程序确定出语法短语后，审查有无语义错误，并为代码生成阶段收集类型信息。,chapter1, 词法分析(Lexical Analysis)：,从左到右一个字符一个字符的读入源程序，对构成源程序的字符串进行扫描和分解，从而识别出一个个单词（也称单词符号或简称符号）。,chapter1, 代码优化(Optimization of code)：,为了使生成的目标代码更为高效，可以对产生的中间代码进行变换或进行改造，这就是代码的优化。, 代码生成(Generation of code)：,目标代码生成是编译器的最后一个阶段。在生成目标代码时要考虑以下几个问题：计算机的系统结构、指令系统、寄存器的分配以及内存的组织等。, 中间代码生成(Generation of intermediate code)：,完成语法分析和语义处理工作后，编译程序将源程序变成一种内部表示形式，这种内部表示形式叫做中间语言或称中间代码，它是一种结构简单、含义明确的记号系统。,chapter2,1.写出C语言和Java语言的输入字母表。,C语言：09数字，大小写英文字母，键盘上可见的字符,Java语言：Unicode可以包括的所有字符。,6.文法G6为: N D|ND D 0|1|2|3|4|5|6|7|8|9 （1） G6的语言是什么?,G6的语言是： 09的数字组成的任意非空串,L(G6)=x|x0,1,2,3,4,5,6,7,8,9+,（2）给出句子0127、34和568的最左和最右推导。,7、 写一文法，使其语言是奇数集。 要求：不以0打头。,复杂的情况:分三部分,末尾：以1|3|5|7|9结尾,(一位):,D 1|3|5|7|9,开头：除了0的任意数字,中间部分：空或者任意数字串,D1|3|5|7|9,CCA| A0|B,所以题目要求的文法GN可以写成：,B2|4|6|8|D,9、证明文法: S iSeS | iS | i 是二义的。,二义性的含义:,如果文法存在某个句子对应两棵以上 不同的语法树，或者两种以上不同的最 左/右推导，则称这个文法是二义的。,首先：找到此文法对应的一个句子 iiiei,其次：构造与之对应的两棵语法树,结论：因为该文法存在句子iiiei对应两棵 不同的语法树，因而该文法是二义的。,11、给出下面语言的相应文法,L1=anbnci| n1,i0,G1(S): SAB AaAb|ab BcB|,从n，i的不同取值来把L1分成两部分：,A aAb | ab,前半部分是 an bn ：,后半部分是 c i ：,B Bc | ,所以整个文法G1S可以写为：,L2=aibncn| n1,i0,G2(S): SAB AaA| BbBc|bc,L3=anbnambm| m,n0,G3(S): SAB AaAb| BaBb|,L4=1n 0m 1m 0n| n,m0,可以看成是两部分：,剩下两边的部分就是：,S 1S0,中间部分是 0m 1m ：,A 0A1 | ,所以G4S可以写为：,S 1S0 | A A 0A1 |,| A,chapter3,7.构造下列正规式相应的DFA。,步骤:,.根据正规式画出对应的状态转换图;,.根据状态转换图画出对应的状态转换矩阵;,.根据状态转换矩阵得到重命名后的状态转换矩阵;,.根据重命名后的状态转换矩阵得出最后的DFA.,问题：将状态转换图与DFA混淆。,1(0|1)*101,.状态转换图,a,b,a,d,b,1(0|1)*101,a,1,(0|1)*,101,d,c,e,f,1,0,1,1,0,1,.状态转换矩阵,I,I0,I1,a,b,c,d,b,c,d,c,d,c,d,e,c,d,c,d,c,d,e,c,d,e,c,d,f,c,d,e,c,d,f,c,d,c,d,e,g,c,d,e,g,c,d,f,c,d,e,.重命名后的状态转换矩阵,S,0,1,A(始态),B,B,C,D,C,C,D,D,E,D,E,C,F(终态),F(终态),E,D,A,B,1,0,C,1,D,0,1,0,E,1,0,1,0,1,.DFA,1(1010*|1(010)*1)*0,a,b,d,c,1,0,0,1,0,1,f,g,h,i,0,1,1,1,0,j,k,l,m,n,.状态转换图,.状态转换矩阵,.重命名后的状态转换矩阵,.DFA,8、给出下面正规表达式,（1）以01结尾的二进制数串。,(0 | 1)*01,（2）能被5整除的十进制数。,0 | 5,(0 |5),| (1|2|3|4|5|6|7|8|9),(0|1|2|3|4|5|6|7|8|9)*,（4）英文字母组成的所有符号串，要求符号串中的 字母按字典序排列。,(A | a)* (B | b)* (C | c)* (Z | z)*,（3）包含奇數個1或奇數個0的二進制串,0*1(0|10*1)*|1*0(0|10*1)*,（5）沒有重複出現的數字的數字符號串的全體,令ri=i| ,i=0,1,2.9 R0|R1|R2|.|R9記為Ri i (0,1,2.,9) P（0,1,2.,9)表示0,1,2.,9的全排列 ri0ri1.ri9 ri0ri1.ri9 P(0,1,2.,9),8、给出下面正规表达式,（6）最多有一個重複出現的數字的數字符號串的全體,i ri0ri1.ri9 i (0,1,2.,9) ri0ri1.ri9 P(0,1,2.,9),（7）不包含字串abb的由a和b組成的符號串的全體,b*(a*|(ba)*)*,9、对下面情况给出DFA及正规表达式：,（1）0,1上的含有子串010的所有串。,正规式：(0 | 1)* 010 (0 | 1)*,DFA做法同第7题。,（2） 0,1上不含子串010的所有串。,正规式：1*(0|11*1)*,1*0*1*,(0 | 11)*(0 | 1),1*( 0 | 11)*1*,12、将图3.18的(a)和(b)分别确定化和最少化。,(a),.状态转换矩阵,0,0,1,1,1,0,1,0,1,1,0,.重命名后的状态转换矩阵,0,1,2,2,1,1,2,0,a,2,b,a,b,a,.DFA,.最小化,0=(0,1,2),0,1a=1,0,1b=2,因此，不能再分,2,b,a,a,(b),这道题实质上已经是确定化了的，所以我们只需最小化,：2，3，4，5 0，1,2，3，4，5a=0，1，3，5,分属两区，所以分为2，4 3，5,0，1a=1 0，1b=2，4,所以 0，1等价,2，4a=0，1 2，4b=3，5,所以2，4等价,3，5a=3，5 3，5b=2，4,所以3，5等价,所以分为 0，1 2，4 3，5,14、构造一个DFA，它接受=0,1上所有满足如下 条件的字符串：每个1都有0直接跟在右边。,思路：先写出满足条件的正规式，由正规式构造 NFA，再把NFA确定化和最小化。,满足条件的正规式：(0|10)*,确定化：,给状态编号：,最小化： 0,1，2 0,10=1 0,11=2 20=0，21= 2或0,1 所以0,1不可分，用狀態0代表它們,15、给定右线性文法G：求一个与G等价的左线性文法。,S 0S | 1S | 1A | 0B A 1C | 1 B 0C | 0 C 0C | 1C | 0 | 1,GZ: Z Z0|Z1|B0|A1 B A0 | 0 A B1 | 1,确定化、最小化后的DFA为：,补充：构造一右线性文法，使它与如下文法等价： SAB AUT Ua|aU Tb|bT Bc|cB 并根据所得右线性文法，构造出相应的状态转换图。,思路： 先写出原文法所描述的语言 L(G)=ambnck|m,n,k1,GS: S aS|aB B bB|bC C cC|c,chapter4,4.1、考虑下面文法G1：S a | | （T） T T，S | S （1）消去G1的左递归；,S a | | （T）,T ST,T ，S T |,（2）经改写后的文法是否是LL(1)文法，给出预测分析表。,经改写后的文法满足3个条件，所以是LL(1)的,预测分析表构造算法:,1.对文法中的每个产生式A 执行第二步和第三步;,FIRST(S)=a,( FIRST(T)=a,( FIRST(T)= , , FOLLOW(S) = ), ,# FOLLOW(T) = ) FOLLOW(T) = ),S a,S ,S (T),T ST,T ST,T ST,T ,ST,T ,预测分析表构造算法:,1.对文法中的每个产生式A 执行第二步和第三步;,2.对每个终结符a FIRST( ),把A a加到MA,a中;,S a; S ; S (T); T ST; T ,ST T ,S a,S ,S (T),T ST,T ST,T ST,T ,ST,3.若 FIRST( ),则对于任何b FOLLOW(A)把A 加至MA,b中,FOLLOW(T)=FOLLOW(T)=),T ,递归子程序： procedure S; begin if sym=a or sym= then abvance else if sym=( then begin advance;T; if sym=) then advance; else error; end else error end;,procedure T; begin S;T End procedure T; begin if sym=, then bengin advance; S;T end End,sym:是输入串指针IP所指的符号 advance:是把IP调至下一个输入符号 error:是出错诊察程序,补充题：有文法： E TE E ATE | T FT T MFT | F （E）| i A + | - M * | / （1）求First、Follow集，判断是否是LL（1）文法？ （2）若是构造LL（1）分析表？ （3）简述LL（1）分析器的工作原理。,4.2：有文法： E TE E +E | T FT T T | F PF F *F | P (E) |a|b| （1）求First、Follow集，判断是否是LL（1）文法？ （2）若是构造LL（1）分析表？ （3）简述LL（1）分析器的工作原理。,E TE E ATE | T FT T MFT | F （E）| i A + | - M * | /,FIRST(M)=* ， /,FIRST(A)=+，-,FIRST(F)=(， i,FIRST(T)=* ，/ ， ,FIRST(T)=(， i),FIRST(E)=+ ，- ， ,FIRST(E)=(， i,FOLLOW(E)=# ，),FOLLOW(E)=# ，),FOLLOW(T)=,+ ，- ，# ，),FOLLOW(T)=,+ ，- ，# ，),FOLLOW(F)=* ，/ ， + ，- ，# ，) ,FOLLOW(A)=,(， i,FOLLOW(M)= (， i,P81.2.对文法G: E TE E +E| T FT T T| F PF F *F| P (E)|a|b| ,1)FIRST(E)=,FIRST(T),=FIRST(F),=FIRST(P),=(,a,b, ,FIRST(E),=+, ,FIRST(T),=FIRST(T) ,= (,a,b, , ,FIRST(F),=*, ,FOLLOW(E),=#,),FOLLOW(E),=FOLLOW(E)= #,),FOLLOW(T),=FIRST(E) FOLLOW(E),= +,#,),FOLLOW(T),=FOLLOW(T)= +,#,),FOLLOW(F),=FIRST(T) FOLLOW(T),=(,a,b, , +,#,),FOLLOWF),=FOLLOW(F),=(,a,b, , +,#,),FOLLOW(P),=FIRST(F) FOLLOW(F),= *, (,a,b, , +,#,),2)考虑下列产生式: FIRST(+E)FIRST()=+= FIRST(+E)FOLLOW(E)=+#,)= FIRST(T)FIRST()=(,a,b,= FIRST(T)FOLLOW(T)=(,a,b,+,),#= FIRST(*F)FIRST()=*= FIRST(*F)FOLLOW(F)=*(,a,b,+,),#= FIRST(E)FIRST(a) FIRST(b) FIRST()= 所以,该文法式LL(1)文法.,3)預測分析表：,4)程序 procedure E; begin if sym=( or sym=a or sym=b or sym= then begin T; E end else error end procedure E; begin if sym=+ then begin advance; E end else if sym) and sym# then error end procedure T; begin if sym=( or sym=a or sym=b or sym= then begin F; T end else error end,procedure T; begin if sym=( or sym=a or sym=b or sym= then T else if sym=* then error end procedure F; begin if sym=( or sym=a or sym=b or sym= then begin P; F end else error end procedure F; begin if sym=* then begin advance; F end end,procedure P; begin if sym=a or sym=b or sym= then advance else if sym=( then begin advance; E; if sym=) then advance else error end else error end;,4.3下面文法中，那些是LL(1)文法的，說明理由 构造不带回溯的自上而下分析的文法条件 1. 文法不含左递归， 2. 对于文法中每一个非终结符A的各个产生式的候选首符集两两不相交。即，若A 1| 2| n 则 FIRST( i)FIRST( j) (ij) 3. 对文法中的每个非终结符A，若它存在某个候选首符集包含，则FIRST(A)FOLLOW(A)= 如果一个文法G满足以上条件，则称该文法G为LL(1)文法。,4.3.1 SAbc Aa| Bb| 是，满足三个条件,4.3.2 SAb Aa|B| Bb| 对于A不满足条件3,4.3.3 SABBA Aa| Bb| A、B都不满足条件3,4.3.4 SaSe|B BbBe| CcCe| d 满足条件3,解題思路：構造文法的預測分析表，通常應當按下列步驟進行： 1.消除文法的左遞歸（包括所有直接左遞歸和間接左遞歸） 2.對消除左遞歸后的文法，提取公因子 3.對經過上述改造后的文法，計算它的每個非終結符的FIRST集合和FOLLOW集合； 4.根據FIRST集合和FOLLOW集合構造預測分析表： 第1步對文法G的每個產生式A執行第1步和第3步； 第2步對每個終結符aFIRST(),把A加至MA,a中； 第3步若 FIRST(),則對任何b FIRST(A),把A加至MA,b中； 第4步把所有無定義的MA,a標上“出錯標誌”,4.4對下面的文法： Expr-Expr Expr(Expr)|Var ExprTail ExprTail-Expr| Varid VarTail VarTail(Expr)| (1)構造LL(1)分析表 (2)給出對句子id- - id(id)分析過程,4.4對下面的文法： Expr-Expr Expr(Expr)|Var ExprTail ExprTail-Expr| Varid VarTail VarTail(Expr)| (1)構造LL(1)分析表 (2)給出對句子id- - id(id)分析過程,4.4對下面的文法： Expr-Expr Expr(Expr)|Var ExprTail ExprTail-Expr| Varid VarTail VarTail(Expr)| (1)構造LL(1)分析表 (2)給出對句子id- - id(id)分析過程,(2)給出對句子id- - id(id)分析過程,(2)給出對句子id- - id(id)分析過程,(2)給出對句子id- - id(id)分析過程,(2)給出對句子id- - id(id)分析過程,chapter5,1、令文法G1为： EE+T | T TT*F | F F(E) | i 证明E+T*F是它的一个句型，指出这个句型的所有 短语、直接短语和句柄。,T*F是句型E+T*F相对于T的短语,E+T*F句型E+T*F相对于E的短语,T*F是句型E+T*F相对于T的直接短语,T*F是句柄,2、考虑下面的表格结构文法G2： Sa | | (T) T T,S | S,（1）给出(a,(a,a)和(a,a),(a),a)的最左和最右推导。,(a,(a,a)的最左推导： S (T) (T,S) (S,S) (a,S) (a,(T) (a,(T,S) (a,(S,S) (a,(a,S) (a,(a,a),(a,a),(a),a)的最左推导： S (T) (T,S) (S,S) (T),S) (T,S),S) (T,S,S),S) (S,S,S),S) (T,S),S,S),S) (S,S),S,S),S) (a,S),S,S),S) (a,a),S,S),S) (a,a),S),S) (a,a),a),S) (a,a),a),a),(a,a),(a),a)的最右推导： S (T) (T,S) (S,S) (S,a) (T),a) (T,S,S),S) (S,S,S),S) (T,S),S,S),S) (S,S),S,S),S) (a,S),S,S),S) (a,a),S,S),S) (a,a),S),S) (a,a),a),S) (a,a),a),a),(a,(a,a)的最右推导： S (T) (T,S) (T,(T) (T,(T,S) (T,(T,a) (T,(S,a) (T,(a,a) (S,(a,a) (a,(a,a),2）指出(a,a),(a),a)的规范归约及每一步的句柄。,S,(,T,),T,S,a,(,T,),S,T,S,T,S,(,T,),S,a,(,T,),S,T,S,a,S,a,a,Sa,(S,a),(a),a),S,TS,(T,a),(a),a),a,Sa,(T,S),(a),a),T,S,TT , S,(T),(a),a),(T),S(T),(S,(a),a),S,TS,(T,(a),a),S,(T,S,(a),a),T,S,TT , S,根据这个规范规约，给出“移进归约”的过程， 并给出它的语法树的自下而上的构造过程。,符号栈,输入串： ( ( ( a , a ) , , ( a ) ) , a ) #,S,(,T,),T,S,a,(,T,),S,T,S,T,S,(,T,),S,a,(,T,),S,T,S,a,S,a,(,(,(,a,S,T,a,S,S,),T,S,T,(,a,S,T,),S,),S,T,a,S,T,),S,3、(1)计算练习2文法G2的FIRSTVT和LASTVT。 G2： Sa | | (T) T T,S | S,FIRSTVT(S)= a， ，( ,FIRSTVT(T)=， ， a， ，(,LASTVT(S)=a， ，),LASTVT(T)=， ， a， ，),T T，S ,T T，S ,S （T）,S （T）,对待特殊地#,把它看作句型的开始和结束符.根据#S#同理可得,1、文法是算术文法，且不含产生式。 2、由优先关系矩阵可知，任何两个终结符之间的优先关系不多于一种。 综上，该文法是算术优先文法。,输入串(a,(a,a)的算符优先过程。,(,a,(,a,a,),),#,a,S,#(S,(a,a)#,a,S,#(S,(S,a)#,a,S,#(S,(S,S)#,S,S,T,#(S,(T)#,(T),S,#(S,S)#,S,S,T,#(T)#,(T),S,#S#,确认！,问题：没有依据最左素短语进行规约,P134-5考虑文法SAS|b ASA|a 1、列出这个文法的所有LR(0)项目 2、构造这个文法的LR(0)项目集规范族及识别或前缀的DFA 3、这个文法是SLR的吗？若是，构造出它的SLR分析表 4、这个文法是LALR或LR(1)的吗,解答：1、,P134-5考虑文法SAS|b ASA|a 1、列出这个文法的所有LR(0)项目 2、构造这个文法的LR(0)项目集规范族及识别或前缀的DFA 3、这个文法是SLR的吗？若是，构造出它的SLR分析表 4、这个文法是LALR或LR(1)的吗,解答：1、,确定化：,P135-6,P135-7证明下面文法是SLR(1)文法，但不是LR(0)文法 SA AAb|bBa BaAc|a|aAb 解：文法GS： 0：SA 1：AAb 2：AbBa 3：BaAc 4：Ba 5：BaAb,p135-8.证明下面的文法是LL(1)的,但不是SLR(1)的。 SAaAb|BbBa A B 解答: (1)首先该文法无左递归存在,没有公共左因子。 其次:对于SAaAb|BbBa FIRST(AaAb)=a FIRST(BbBa)=b FIRST(AaAb)FIRST(BbBa)= 所以该文法是LL(1)文法。 (2)证明该文法不是SLR的。 文法的LR(0)项目集规范族为: I0=S.S S.AaAb S.BbBa A. B. I1= S S. I2= SA.aAb I3= SB.bBa I4= SAa.Ab A. I5= SBb.Ba B. I6= SAaA.b I7= SBbB.a I8= SAaAb. I9= SBbBa. 考察I0:FOLLOW(A)=a,b FOLLOW(B)=a,b FOLLOW(A)FOLLOW(B)= a,b 产生规约-规约冲突。 所以该文法不是SLR(1)文法。,P135-9,
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