编译原理第1章
编译原理第一章Introduction to Courseppt课件
高级语言
2018/11/6
北京化工大学信息科学与技术学院计算机系
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● Building a Program 构建程序
Text Editor 文本编辑器 Preprocessor Compiler 预处理程序 编译 Translator 翻译程序 系统库 Linker 链接器
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#include <iostream.h> int main(void) { int a; …; cin>>…; …; return 0; } 源程序
基础程序 Interpreters 解释程序 Assemblers 汇编程序 Linkers 连接程序 Loaders 装入程序 Preprocessors预处理程序
Editors
编辑器 Debuggers 调试器 Profilers 剖析器 Project managers 项目管理器
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●关注重点
• • • •
编译基础知识和方法 编译器（部分模块）的编写 常用工具（Lex、Yacc）的使用 编程（Programming） 是学习本课程最需要， 同时也最希望提高的能力
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学
分 3.5
教学班级 计科1101～1105
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●
参考书籍
参 考 书 籍
编译原理 吕映芝 清华大学出版社 编译程序构造原理 和实现技术 金成植 高等教育出版社 编译程序设计原理 杜淑敏等 北京大学出版社 程序设计语言编译程序 陈火旺等 国防工业出版社
编译原理复习材料
(4) 所谓传名是在进入调用段之前不对实在参数预先进行计值，而 是过程中每当使用到相应的形参时才对它实行计值。因序),每当过程体中使用到相应 形参时就调用这个子程序。 因此，过程体执行y:=y+1;语句，实现时处理成为： a=a+1; 过程体执行z:=z+x;语句，实现时处理成为： a=a+(a+b); 执行上述两语句后，a的值是 9。因此，程序执行后输出 a的值是 9。 综上所述程序执行时a的输出： (1)传值：2 (2)传地址：8 (3)得结果：7 (4)传名：9 5、几个基本概念 考虑一个有穷字母表∑字符集,其中每一个元素称为一个符号,∑上的
程序是由函数或过程构成的，程序的任务是通过函数或过程之间的 协作（相互调用）l来完成的，函数或过程的调用有以下4种方式：传地 址（call-by-reference）、得结果（call by result）、传值（call-byvalue）和传名（call by name）。 定义函数Swap，其中M、N是形式参数，简称形参。 Void Swap(int M，int N) { int t; t=N; N=M; M=t; } 函数调用： Swap（I,J）；其中I和J是实在参数，简称实参。下面我们以下面的 程序为例分别讨论4种参数传递的方式。
（2）这种类型的数据对象可以具有的值； （3）可以作用于这种类型的数据对象的操作。 一个程序语言必须提供一定的初等数据类型，包括这些数据类型上能 进行的运算的定义。不同的语言含有不同的初等数据成分。常见的初等 数据类型有： （1）数值类型：整型、实型、复数、双精度， 运算：+，-，*，/等 （2）逻辑类型：布尔运算：∨，∧，┑ （3）字符类型：符号处理 （4）指针类型：指针式把内存地址作为其值的数据类型，通过指针可 以操作内存空间。 程序语言中的各种名字都是用标识符表示的。标识符是指由字母、 下划线和数字组成的，以字母或下划线为开头的一个字符串。名字和标 识符在形式上难于区别，标识符是一个没有意义的的字符序列，而名字 则有明确的意义和属性。用计算机术语来说，每个名字可看成是代表一 个抽象的存储单元，这个单元可含有一位、一字节或相继的多个字节。 该单元的内容则被认为是名字的值。仅把名字看成代表一定的存储单元 还是不够的，我们还必须同时指出它的属性（数据类型）。只有指定了 属性的存储单元，其值才是可以理解的。 一个名字的属性包括类型和作用域。名字的类型决定了它能具有什 么样的值， 值在计算机内部的表示方式，以及对它能施加什么运算。 名字的作用域规定了它的值的存在范围。 除了初等数据类型外，有些语言还提供了由初等数据构造复杂数据 的手段。常见的复杂数据类型有： （1）数组。一个数组是由同一类型数据所组成的某种n维矩形结 构。数组在内存中占有一块连续的空间，系统采用基地址加偏移量的方 式来访问数组元素。 （2）记录。从逻辑上讲，记录是由已知的数据组合起来的一种结 构。一个记录通常含有若干个分量，每个分量称为记录的一个栏（或域 field）。每个分量都是一个确定类型的数据，不同的分量的数据类型可 以不同。 （3）字符串、表格、栈和队列。 （4）抽象数据类型。抽象数据类型封装了数据和操作，在面向对象 程序设计语言中，Ada通过程序包（package）提供了数据封装的支持， Smalltalk、C++和Java语言则通过类（class）对抽象数据类型提供支 持。 4、函数调用的方式
清华大学编译原理第二版课后习答案
Lw.《编译原理》课后习题答案第一章第1章引论第1题解释下列术语：（1）编译程序（2）源程序（3）目标程序（4）编译程序的前端（5）后端（6）遍答案：（1）编译程序：如果源语言为高级语言，目标语言为某台计算机上的汇编语言或机器语言，则此翻译程序称为编译程序。
（2）源程序：源语言编写的程序称为源程序。
（3）目标程序：目标语言书写的程序称为目标程序。
（4）编译程序的前端：它由这样一些阶段组成：这些阶段的工作主要依赖于源语言而与目标机无关。
通常前端包括词法分析、语法分析、语义分析和中间代码生成这些阶段，某些优化工作也可在前端做，也包括与前端每个阶段相关的出错处理工作和符号表管理等工作。
（5）后端：指那些依赖于目标机而一般不依赖源语言，只与中间代码有关的那些阶段，即目标代码生成，以及相关出错处理和符号表操作。
（6）遍：是对源程序或其等价的中间语言程序从头到尾扫视并完成规定任务的过程。
第2题一个典型的编译程序通常由哪些部分组成？各部分的主要功能是什么？并画出编译程序的总体结构图。
答案：一个典型的编译程序通常包含8个组成部分，它们是词法分析程序、语法分析程序、语义分析程序、中间代码生成程序、中间代码优化程序、目标代码生成程序、表格管理程序和错误处理程序。
其各部分的主要功能简述如下。
词法分析程序：输人源程序，拼单词、检查单词和分析单词，输出单词的机内表达形式。
语法分析程序：检查源程序中存在的形式语法错误，输出错误处理信息。
语义分析程序：进行语义检查和分析语义信息，并把分析的结果保存到各类语义信息表中。
中间代码生成程序：按照语义规则，将语法分析程序分析出的语法单位转换成一定形式的中间语言代码，如三元式或四元式。
中间代码优化程序：为了产生高质量的目标代码，对中间代码进行等价变换处理。
盛威网（）专业的计算机学习网站1《编译原理》课后习题答案第一章目标代码生成程序：将优化后的中间代码程序转换成目标代码程序。
表格管理程序：负责建立、填写和查找等一系列表格工作。
编译原理课后习题答案+清华大学出版社第二版
用以引用非局部（包围它的过程）变量时，寻找该变量的地址。 DL： 动态链，指向调用该过程前正在运行过程的数据段基地址，用以过程执行结束释放
数据空间时，恢复调用该过程前运行栈的状态。 RA： 返回地址，记录调用该过程时目标程序的断点，即调用过程指令的下一条指令的地
编译程序大致有哪几种开发技术？
答案：
（1）自编译：用某一高级语言书写其本身的编译程序。 （2）交叉编译：A 机器上的编译程序能产生 B 机器上的目标代码。 （3）自展：首先确定一个非常简单的核心语言 L0，用机器语言或汇编语言书写出它的编
译程序 T0，再把语言 L0 扩充到 L1，此时 L0⊂ L1 ,并用 L0 编写 L1 的编译程序 T1，再把语 言 L1 扩充为 L2，有 L1 ⊂ L2 ,并用 L1 编写 L2 的编译程序 T2，……，如此逐步扩展下 去， 好似滚雪球一样，直到我们所要求的编译程序。 （4）移植：将 A 机器上的某高级语言的编译程序搬到 B 机器上运行。
(main).
答案： 程序执行到赋值语句 b∶=10 时运行栈的布局示意图为：
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《编译原理》课后习题答案第二章
第 3题 写出题 2 中当程序编译到 r 的过程体时的名字表 table 的内 容。
name
kind
level/val
adr
size
答案：
题 2 中当程序编译到 r 的过程体时的名字表 table 的内容为：
盛威网（）专业的计算机学习网站
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《编译原理》课后习题答案第一章
合实现方案，即先把源程序翻译成较容易解释执行的某种中间代码程序，然后集中解释执行 中间代码程序，最后得到运行结果。
北京航空航天大学《编译原理》第1章 概论
编译原理及编译程序构造
张 莉 教授 史晓华
2006. 9-2007.1
北京航空航天大学计算机学院
课程要求
课时:48学时（1－17周） 分为两部分:(分别计分)
– 理论基础（3学分）:课堂教学，按时交作业。 • 作业10分； • 3-6次随堂考试，共计30分；（不补） • 期末闭卷考试，60分 • 主动回答问题，每次奖励0.5分，5分封顶(考前公布) – 实践部分(2学分）：上机实践(50机时)（10周开始上机）
北京航空航天大学计算机学院
第一章 概论
（介绍名词术语、了解编译系统的结构和编译过程）
•• 编译的起源：程序设计语言的发展 编译的起源：程序设计语言的发展 •• 基本概念 基本概念 •• 编译过程和编译程序构造 编译过程和编译程序构造 编译技术的应用 •• 编译技术的应用
北京航空航天大学计算机学院
1.1 程序设计语言的发展
能运用所学技术解决实际问题能独立编写北京航空航天大学计算机学院北京航空航天大学计算机学院课程定位课程定位课程定位课程定位计算机学院核心课程计算机学院核心课程计算机学院核心课程计算机学院核心课程分类分类课程名称课程名称课程定位课程定位备注备注计算机基础计算机基础计算机导论入门算法和数据结构高级语言程序设计12基础必备工具计算机理论离散数学离散数学123计算机理论数理逻辑计算机数学集合论和图论组合数学计算机硬件类课程计算机硬件类课程数子电路和数字逻辑硬件基础课程含实验计算机原理和汇编语言部件原理含实验计算机接口与通讯部件间通讯含实验计算机体系结构体系结构含实验计算机网络计算机软件类课程计算机软件类课程编译技术编译技术系统软件层系统软件层含课程设计含课程设计操作系统操作系统含课程设计数据库系统原理含课程设计软件工程信息系统分析与设计应用类计算机图形学多媒体技术应用类北京航空航天大学计算机学院北京航空航天大学计算机学院数字逻辑计算机导论高等数学线性代数计算机原理和汇编语言高级程序设计语言1离散数学数据结构和算法c语言提高数据库系统编译技术编译技术操作系统计算机图形学网络计算机系统结构信息系统软件工程课程间的拓扑关系课程间的拓扑关系接口与通讯1学期学期23456电路分析北京航空航天大学计算机学院北京航空航天大学计算机学院??教材和参考书教材和参考书教材和参考书教材和参考书高仲仪金茂忠编译原理及编译程序构造北航出版社
编译原理第一章练习和答案
例1设有文法G[S]:S →a|（T ）| T →T,S|S （1） 试给出句子(a,a,a)的最左推导。
（2） 试给出句子(a,a,a)的分析树 （3） 试给出句子(a,a,a)的最右推导和最右推导的逆过程(即最左规约)的每一步的句柄。
【解】(1) (a,a,a)的最左推导S=>(T) =>(T,S) =>( T,S,S) =>( S,S,S) =>(a,S,S) =>(a,a,S) =>(a,a,a) （2）(a,a,a)的分析树S( T ) T ， S S T ，S aa(3) (a,a,a)最右推导 最左规约每一步的句柄S=>(T) 句柄为：(T) =>(T,S) 句柄为：T,S =>(T,a) 句柄为：a =>(T,S,a) 句柄为：T,S =>(T,a,a) 句柄为：第一个a =>(S,a,a) 句柄为：S=>(a,a,a) 句柄为：第一个a例2已知文法G[Z]:Z →0U|1V U →1Z|1 V →0Z|0（1） 请写出此文法描述的只含有４个符号的全部句子。
（2） G [Z]产生的语言是什么？ （3） 该文法在Chomsky 文法分类中属于几型文法？ 【解】（1）0101，0110，1010， 1001（2）分析G[Z]所推导出的句子的特点：由Z 开始的推导不外乎图1所示的四种情形。
图 1文法G[Z]可能的几种推导Z1U Z UZ1Z1Z1V由Z 推导出10或01后就终止或进入递归，而Z 的每次递归将推导出相同的符号串：10或01。
所以G[Z]产生的语言L(G[Z])={x|x∈(10|01)+ }(3)该文法属于3型文法。
例3 已知文法G=({A,B,C}，{a,b,c}，P，A), P由以下产生式组成:A→abcA→aBbcBb→bBBc→CbccbC→CbaC→aaBaC→aa此文法所表示的语言是什么？【解】分析文法的规则：每使用一次Bc→Cbcc，b、c的个数各增加一个；每使用一次aC→aaB或aC→aa, a的个数就增加一个；产生式Bb→bB、 bC→Cb起连接转换作用。
编译原理
课程地位：编译理论与方法
计算机科学与技术中理论和实践相结合的最好典范 ACM 图灵奖，授予在计算机技术领域作出突出贡献的 科学家
程序设计语言、编译理论与方法约占1/3
程序的构造方法
1.1 什么是编译程序
编译程序与程序员的关系？ 回顾程序执行的方式
解释型，如：BASIC 编译型，如：C 混合型，如：JAVA
1. 词法分析
任务: 对源程序字符流进行扫描和分解，识别出一 个个单词符号。 依循原则：构词规则 描述工具：有限自动机 例： Z := X + 6 * Y z : = x + 6 * y
可识别为下列单词（记号）： 标识符z 赋值 := 标识符x 加号+ 数字6 乘号* 标识符y
2. 语法分析
任务:在词法分析的基础上，根据语言的语法规则把单词 符号串分解成各类语法单位。 依循的原则：语法规则 描述工具：上下文无关文法、语法树和抽象语法树 例(PASCAL): VAR Z,X,Y:real; E Z := X + 6* Y :=
PROCEDURE INCWAP(M，N:INTEGER); LABEL START; VAR K:INTEGER; BEGIN START: K:=M+1; M:=N+4; N:=K; END.
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PROCEDURE INCWAP(M，N:INTEGER); LABEL START; VAR K:INTEGER; BEGIN START: K:=M+1; 表 0.1 符号名表 SNT M:=N+4; NAME INFORMATION N:=K; END. M 形式参数，整 型，值参数 N 形式参数，整 型，值参数 K 整型，变量
(完整版)编译原理课后答案(第三版蒋立源康慕宁编)
编译原理课后答案（第三版蒋立源康慕宁编）第一章习题解答1解：源程序是指以某种程序设计语言所编写的程序。
目标程序是指编译程序（或解释程序）将源程序处理加工而得的另一种语言（目标语言）的程序。
翻译程序是将某种语言翻译成另一种语言的程序的统称。
编译程序与解释程序均为翻译程序，但二者工作方法不同。
解释程序的特点是并不先将高级语言程序全部翻译成机器代码，而是每读入一条高级语言程序语句，就用解释程序将其翻译成一段机器指令并执行之，然后再读入下一条语句继续进行解释、执行，如此反复。
即边解释边执行，翻译所得的指令序列并不保存。
编译程序的特点是先将高级语言程序翻译成机器语言程序，将其保存到指定的空间中，在用户需要时再执行之。
即先翻译、后执行。
2解：一般说来，编译程序主要由词法分析程序、语法分析程序、语义分析程序、中间代码生成程序、代码优化程序、目标代码生成程序、信息表管理程序、错误检查处理程序组成。
3解：C语言的关键字有：auto break case char const continue default do double else enum extern float for goto if int long register return short signed sizeof static struct switch typedef union unsigned void volatile while。
上述关键字在C语言中均为保留字。
4解：C语言中括号有三种：{}，[]，（）。
其中，{}用于语句括号；[]用于数组；（）用于函数（定义与调用）及表达式运算（改变运算顺序）。
C语言中无END关键字。
逗号在C语言中被视为分隔符和运算符，作为优先级最低的运算符，运算结果为逗号表达式最右侧子表达式的值（如：(a,b,c,d)的值为d）。
5略第二章习题解答1.（1）答：26*26=676（2）答：26*10=260（3）答：{a,b,c,...,z,a0,a1,...,a9,aa,...,az,...,zz,a00,a01,...,zzz},共26+26*36+26*36*36=34658个2.构造产生下列语言的文法（1）{anbn|n≥0}解：对应文法为G(S) = ({S},{a,b},{ S→ε| aSb },S)（2）{anbmcp|n,m,p≥0}解：对应文法为G(S) = ({S,X,Y},{a,b,c},{S→aS|X,X→bX|Y,Y→cY|ε},S)（3）{an # bn|n≥0}∪{cn # dn|n≥0}解：对应文法为G(S) = ({S,X,Y},{a,b,c,d,#}, {S→X, S→Y,X→aXb|#,Y→cYd|# },S)（4）{w#wr# | w?{0,1}*,wr是w的逆序排列}解：G(S) = ({S,W,R},{0,1,#}, {S→W#, W→0W0|1W1|# },S)（5）任何不是以0打头的所有奇整数所组成的集合解：G(S) = ({S,A,B,I,J},{-,0,1,2,3,4,5,6,7,8,9},{S→J|IBJ,B→0B|IB|e, I→J|2|4|6|8, Jà1|3|5|7|9}, S)（6）所有偶数个0和偶数个1所组成的符号串集合解：对应文法为S→0A|1B|e，A→0S|1C B→0C|1S C→1A|0B3.描述语言特点（1）S→10S0S→aAA→bAA→a解：本文法构成的语言集为：L(G)={(10)nabma0n|n, m≥0}。
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第一章编译概述
2.典型的编译程序可划分为几部分？各部分的主要功能是什么？每部分都是必不可少的吗？
答：编译程序主要由词法分析程序、语法分析程序、语义分析程序、中间代码生成程序、代码优化程序、目标代码生成程序、信息表管理程序、错误检查处理程序组成。
各部分的主要功能如下：
词法分析程序又称扫描器。
进行词法分析时，依次读入源程序中的每个字符，依据语言的构词规则，识别出一个个具有独立意义的最小语法单元，即“单词”，并用某个单词符号来表示每个单词的词性是标识符、分界符还是数；
语法分析程序的功能是：对词法分析的结果，根据语言规则，将一个个单词符号组成语言的各种语法类；
语义分析的功能是确定源程序的语义是否正确；
中间代码生成程序的功能是将源程序生成一种更易于产生、易于翻译成目标程序的中间代码；
代码优化程序的功能是将中间代码中重复和冗余部分进行优化，提高目标程序的执行效率；
目标代码生成程序的功能是将中间代码生成特定机器上的机器语言代码；
符号表管理程序的功能是记录源程序中出现的标识符，并收集每个标识符的各种属性信息；
错误处理程序的功能是应对在编译各个阶段中出现的错误做适当的处理，从而使编译能够继续进行。
编译程序的每部分都是必不可少的。
3.解释方式和编译方式的区别是什么？
答：解释方式最终并不生成目标程序，这是编译方式与解释方式的根本区别。
解释方式很适合于程序调试，易于查错，在程序执行中可以修改程序，但与编译方式相比，执行效率太低。
4.论述多遍扫描编译程序的优缺点？
答：优点：（1）可以减少内存容量的需求，分遍后，以遍为单位分别调用编译的各个子程序，各遍程序可以相互覆盖；（2）可使各遍的编译程序相互独立，结构清晰；（3）能够进行充分的优化，产生高质量的目标程序；（4）可将编译程序分为“前端”和“后端”，有利于编译程序的移植。
缺点是每遍都要读符号、送符号，增加了许多重复性工作，降低了编译效率。