编译原理第四章词法分析
编译原理词法分析
编译原理词法分析编译原理是计算机科学中的一个重要领域，它研究的是如何将高级语言编写的程序转换成目标机器能够执行的指令序列。
而词法分析则是编译原理中的一个重要环节，它负责将源程序中的字符流转换成有意义的词素序列，也就是词法单元。
在这篇文档中，我们将重点讨论编译原理中的词法分析，包括其基本概念、主要任务和实现方法。
词法分析的基本概念是将源程序中的字符流转换成有意义的词素序列，也就是词法单元。
词法单元是编程语言中的基本构造块，它可以是关键字、标识符、常量、运算符等。
词法分析器的主要任务就是识别源程序中的词法单元，并将其转换成相应的记号，以便后续的语法分析和语义分析。
词法分析的实现方法主要有两种，手工编写词法分析器和使用词法分析器生成器。
手工编写词法分析器需要程序员自己定义词法单元的模式，并编写相应的识别程序。
而使用词法分析器生成器则是通过定义词法单元的模式和对应的动作，然后由生成器自动生成词法分析器的识别程序。
两种方法各有优缺点，选择哪种方法取决于具体的需求和实际情况。
在词法分析中，最常用的方法是有限自动机。
有限自动机是一种抽象的数学模型，它可以用来描述词法单元的识别过程。
有限自动机可以分为确定性有限自动机（DFA）和非确定性有限自动机（NFA），它们分别对应着不同的识别算法。
在实际应用中，通常会先构造NFA，然后将其转换成DFA，以便更高效地进行词法分析。
除了有限自动机，正则表达式也是词法分析中的重要工具。
正则表达式是一种描述字符串模式的形式语言，它可以用来描述词法单元的模式。
在词法分析中，通常会使用正则表达式来定义词法单元的模式，然后通过正则表达式引擎来进行匹配和识别。
总的来说，词法分析是编译原理中的一个重要环节，它负责将源程序中的字符流转换成有意义的词素序列。
词法分析的实现方法有手工编写词法分析器和使用词法分析器生成器两种，而在实际应用中，有限自动机和正则表达式是词法分析中的重要工具。
通过本文的介绍，相信读者对编译原理中的词法分析有了更深入的了解。
编译原理词法分析和语法分析
{ syn=21;
token[m++]=ch;
}
else
{ syn=31;
p--;
}
break;
case '=':token[m++]=ch;
ch=prog[p++];
if(ch=='=')
{ syn=25;
token[m++]=ch;
}
else
{ syn=18;
p--;
}
break;
break;
case -1:printf("you have input a wrong string\n");
getch();
exit(0);
default: printf("( %-10s%5d )\n",token,syn);
break;
}
}while(syn!=0);
getch();
}
scaner()
printf("success!\n");
}
else { if(kk!=1) printf("the string haven't got a 'end'!\n");
kk=1;
}
}
else { printf("haven't got a 'begin'!\n");
kk=1;
}
return;
}
yucu()
if(syn==18)
{ scaner();/*读下一个单词符号*/
编译原理第4章答案
第四章 词法分析1．构造下列正规式相应的DFA ：(1) 1(0|1)*101(2) 1(1010*| 1(010)*1)*0 (3) a((a|b)*|ab *a)*b (4) b((ab)*| bb)*ab 解：(1)1(0|1)*101对应的NFA 为下表由子集法将NFA 转换为DFA ：(2)1(1010*| 1(010)*1)*0对应的NFA 为 10,1下表由子集法将NFA转换为DFA：(3)a((a|b)*|ab *a)*b (略) (4)b((ab)*| bb)*ab (略)2．已知NFA=（{x,y,z},{0,1},M,{x},{z}）其中：M(x,0)={z},M(y,0)={x,y},M(z,0)={x,z},M(x,1)={x}, M(y,1)=φ,M(z,1)={y},构造相应的DFA 。
解：根据题意有NFA 图如下下表由子集法将NFA 转换为DFA ：0，1下面将该DFA最小化：(1)首先将它的状态集分成两个子集：P1={A,D,E},P2={B,C,F}(2)区分P2:由于F(F,1)=F(C,1)=E,F(F,0)=F并且F(C,0)=C,所以F，C等价。
由于F(B,0)=F(C,0)=C,F(B,1)=D,F(C,1)=E,而D，E不等价（见下步），从而B与C，F可以区分。
有P21={C,F},P22={B}。
(3)区分P1:由于A，E输入0到终态，而D输入0不到终态，所以D与A，E可以区分，有P11={A,E},P12={D}。
(4)由于F(A,0)=B,F(E,0)=F,而B，F不等价，所以A，E可以区分。
(5)综上所述，DFA可以区分为P={{A}，{B}，{D}，{E}，{C，F}}。
所以最小化的DFA如下：3.将图确定化：1101111解：下表由子集法将NFA 转换为DFA ：4.把图的(a)和(b)分别确定化和最小化：(a) (b)解： (a):下表由子集法将NFA 转换为DFA ：0，1a可得图（a1），由于F(A,b)=F(B,b)=C,并且F(A,a)=F(B,a)=B,所以A,B 等价，可将DFA 最小化，即：删除B ，将原来引向B 的引线引向与其等价的状态A ，有图(a2)。
编译原理-词法分析
词法分析是编译原理中的重要阶段，负责将源代码分解为词法单元，为后续 的语法分析准备输入。
词法分析的定义和作用
词法分析是编译器的第一阶段，其主要目的是将源代码转换为有意义的词法 单元，如标识符、关键字、操作符等，以便后续的语法分析和语义分析使用。
词法分析的流程
1
扫描
将源代码分割为符号序列。
2
识别
将符号序列映射到相应的词法单元。
归类
将词法单元分为不同的类别，如标识符、关键字、操作符等。
常见的词法分析技术
正则表达式
用于描述词法单元的模式。
有限自动机
用于识别符号序列并生成词法 单元。
词法分析器生成器
自动生成词法分析器的工具。
词法分析的应用场景
词法分析广泛应用于编译器、解释器和语言处理工具等领域，确保源代码的正确解析和语义分析。
词法分析的挑战和解决方案
错误处理
如何处理错误输入和不合法的词法 单元。
性能优化
如何提高词法分析的速度和效率。
跨平台兼容
如何处理不同编程语言和操作系统 的词法规则。
结论和总结
词法分析是编译原理中不可或缺的一部分，对于编译器的正确性和性能有着 重要影响。了解词法分析的流程和技术，可帮助开发者构建更高效的编译器 和语言处理工具。
wsx(编译原理第04章)词法分析
VT={a,d} VN={S,A,B}
第19页，共152页
• 2. 将正规文法转换成正规式 文法产生式 正规式 （1）AxB, By A=xy
（2）AxAy （3）AxБайду номын сангаасy
G[s]:SaA AaA AdA Sa Aa Ad
A=xy A=xy
S=aAa A =aAdA a d =(ad)A(ad) =(ad)(ad) S=a(ad)(ad)a =a((ad)(ad)) =a(ad) R=a(ad)
第24页，共152页
• 标识符和保留字的转换图
id letter (letter | digit )* letter或digit 开始
9
letter
10
other
*
11
return(install_id( ))
第25页，共152页
• 无符号数的转换图
num digit+ (.digit+) (E (+ | ) digit+)
•本章目的：讨论词法分析程序的设计原则，单词的描述技术，识 别机制及词法分析程序的自动构造原理。
第2页，共152页
本章重点 • 单词的描述工具
• 单词的识别系统
• 设计和实现词法分析程序 – 首先需要描述和刻画程序设计语言中的原子 单位——单词，其次需要识别单词和执行某 些相关的动作。 – 描述程序设计语言的词法的机制是正则表达 式，识别机制是有穷状态自动机。
E digit 开始 digit 12 13 .
14
digit digit
15
digit E +/ digit
digit
18
16
《编译原理》第4章词法分析
编译原理武汉大学计算机学院编译原理课程组第4章词法分析·词法分析器·单词符号·词法分析程序设计·词法分析器的自动生成4.1 词法分析器与单词符号词法分析程序依据语言词法规则，分析由字符组成的源程序，把它识别为一个一个具有独立意义的最小语法单位，即“单词”，并识别出与其相关的属性(如是标识符，是界限符，还是数，等等)，再转换成长度上统一的标准形式——属性字，把字符串形式的源程序改造成为单词符号串(属性字)形式的中间程序，以供其它部分使用。
1. 词法分析程序的作用如删除注解、空格、回车符、换行符之类非必要信息，把标识符登录入符号表及某些预加工处理等。
4.1 词法分析器与单词符号2.词法分析程序的地位·作为一个独立阶段⑴能独立地研究词法与语法两方面的特性。
⑵词法规则简单，可建立特别适用的有效分析技术，易于实现词法分析程序生成自动化。
⑶可以就同一语言，为每种不同的机器编写一个词法分析程序，而只编写一个共同的语法分析程序。
每当语法分析程序需要一个单词符号时就调用词法分析子程序，每一次调用，词法分析子程序就从源程序中识别出一个单词符号交给语法分析程序。
2.词法分析程序的地位4.1 词法分析器与单词符号·作为一个独立阶段·安排为一个子程序4.1 词法分析器与单词符号3. 单词符号程序语言的单词符号一般可分为五种：关键字、标识符、常数、运算符、界限符。
•单词种别一类一码；一符一码。
•单词符号的属性值反映单词符号特征或特性的值。
如标识符的符号表指针，常数的常数表指针等。
4.2 扫描程序的设计1．预处理如删除注解、空格、回车符、换行符之类非必要信息。
从源程序中处理出一串确定长度的输入字符，并将其装进词法分析程序指定的缓冲区——扫描缓冲区中。
4.2 扫描程序的设计1．预处理2．单词符号的识别——超前搜索•关键字的识别•标识符的识别•常数的识别•算符和界限符的识别4.2 扫描程序的设计状态转换图的实现：将状态转换图看作是通常的程序框图。
编译原理课件第四章
中间代码生成的过程和方法
过程
中间代码生成是将源代码转换为中间表示形式的过 程，可以使用三地址码等中间代码表示。
方法
中间代码生成可以应用常见的优化技术，如常量折 叠、公共子表达式消除等。
编译优化的基本原理和技术
基本原理
编译优化的基本原理包括消除冗余、提高并行度和改进数据局部性等。
技术
编译优化的常用技术有指令调度、循环优化和内函数等。
编译原理课件第四章
在这一章中，我们将介绍编译原理课件中的第四章内容。我们将探讨编译器 前端和后端的概念，以及它们各自的任务和流程。
编译器前端和后端
1
编译器后端
2
编译器后端负责中间代码生成、代码优 化和目标代码生成等任务。
编译器前端
编译器前端负责词法分析、语法分析和 语义分析等任务。
语法分析器的作用和原理
1 作用
语法分析器用于分析源代码的语法结构，并生成抽象语法树。
2 原理
语法分析器使用文法规则和语法分析算法进行解析，如LL(1)分析和LR分析。
语法制导翻译的概念和实现
概念
语法制导翻译是在语法分析的同时进行翻译，通过 语法规则和语义动作实现。
实现
语法制导翻译可以使用语义动作和符号表等技术来 实现语义分析和中间代码生成。
编译原理词法分析
编译原理词法分析
编译原理的词法分析是编译器中的一个重要过程，它负责将源代码分
割成一个个的词法单元（Token）。
词法单元是程序中的最小语法单位，
如标识符、关键字、运算符、常数等。
词法分析的主要任务是从左到右扫描源代码字符流，逐个字符进行解析，并根据预先定义的词法规则识别出各种词法单元。
为了实现词法分析，通常会采用有限自动机（DFA）或正则表达式来描述词法规则。
具体的词法分析过程包括以下几个步骤：
1.建立输入缓冲区：将源代码存储在缓冲区中，方便逐个字符进行读
取和处理。
2.扫描字符流：从缓冲区中逐个字符读取并处理，跳过空白字符（空格、制表符、换行符等）。
3.根据词法规则识别词法单元：根据预先定义的词法规则，将字符序
列转换为词法单元，并记录其类型和属性信息。
4.错误处理：如果遇到无法识别的字符序列或不符合词法规则的情况，进行相应的错误处理并报告错误。
5.输出词法单元流：将识别出的词法单元按照顺序输出，作为下一步
的输入。
词法分析是编译器的前端处理阶段，它为语法分析提供了基础数据，
将源代码转化为一个个的词法单元，为后续的语法分析、语义分析和代码
生成等阶段提供支持。