第6章自底向上分析思想
第6章语法制导
–编写说明语句的文法 编写说明语句的文法 –将类型信息作为类型描述 T 的属性 type 将类型信息作为类型描述 in。 和变量表 L 的属性 in。
• 目的
–分析说明语句 D，为变量指定类型 分析说明语句
13
addtype
addtype
addtype
例：real id1,id2,id3 的分析树和 属性计算 14
2
语义分析的任务
• 语义检查
–例：类型、运算、维数、越界 例 类型、运算、维数、
• 语义处理
–例：变量的存储分配 例 –例：表达式的求值 例 –例：语句的翻译（中间代码的生成） 例 语句的翻译（中间代码的生成）
• 总目标：生成等价的中间代码 总目标：
3
处理方法
• 对应每一个产生式编制一个语义子程序， 对应每一个产生式编制一个语义子程序， 当一个产生式获得匹配时， 当一个产生式获得匹配时，调用相应的语 义子程序实现语义检查与翻译。 义子程序实现语义检查与翻译。 • 在产生式的右部的适当位置，插入相应的 在产生式的右部的适当位置， 语义动作，按照分析的进程， 语义动作，按照分析的进程，执行遇到的 语义动作。 语义动作。
第六章
• • • • •
属性文法和语法制导翻译
语法制导翻译概述 属性文法 翻译模式 自顶向下翻译方法 自底向上翻译方法
1
6.1 语法制导翻译概述
• 语法制导翻译以属性文法为基础 • 语法结构具有规定的语义 • 在进行语法分析的同时，完成相应的语 在进行语法分析的同时， 义处理 • ？？？如何根据被识别出的语法成分进 ？？？如何根据被识别出的语法成分进 行语义处理
消除左递归后的翻译模式： 消除左递归后的翻译模式： E → T {R.i := T.val} R{E.val:=R.s} R → + T {R1 .i:=R.i+T.val} } R → - T {R1 .i:=R.i+T.val} } R → ε {R.s:=R.i} R T → num T → ( E )
北京邮电大学《编译原理与技术》课程教学大纲
《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1．代码生成概述2．基本块与流图3．一个简单的代码生成程序第九章代码优化2学时1．优化概述2．基本块的优化3．循环优化教学实践：实验1．设计并实现一个C语言程序的词法分析程序4学时实验2．设计并实现一个简单赋值语句的语法分析程序12学时六、教学重点、难点重点：语法分析、语法制导翻译技术、运行环境、中间代码生成难点：语法分析、语法制导翻译技术七、先修课程：计算机导论与程序设计、算法与数据结构、形式语言与自动机、计算机组成原理八、适用专业：计算机科学与技术、网络工程九、使用教材及参考书目《编译原理与技术》李文生编著清华大学出版社 2009.1执笔人: 李文生。
文法。LR(0)分析表的构造
• P126 识别活前缀的有限自动机 • 对任何一个上下文无关文法，只要能构 造出它的识别可归前缀的有限自动机， 就可以构造其相应的分析表（状态转换 表和动作表）。
#S0x1S1x2...... xmSm
S0S1...... Sm # x1x2..... xm
☆ 状态栈:
S0,S1,…,Sm 状态 S0---初始状态
逻辑上说，一个LR分析器由3个部分组成：
(1) 总控程序，也可以称为驱动程序。对所有的 LR 分析 器总控程序都是相同的。
(2) 分析表或分析函数，不同的文法分析表将不同，同一 个文法采用的 LR分析器不同时，分析表也不同，分析表又 可分为动作表（ACTION）和状态转换（GOTO）表两个部 分，它们都可用二维数组表示。 (3) 分析栈，包括文法符号栈和相应的状态栈，它们均是 先进后出栈。 分析器的动作就是由栈顶状态和当前输入符号所决定。
(1) 分析动作表Action
符号 状态
S0 S1 … Sn
a1
action[S0 , a1] action[S1 , a1] … action[Sn , a1]
a2
action[S0 , a2] action[S1 , a2] … action[Sn , a2]
…
… … … …
at
action[S0 , at] action[S1 , at] … action[Sn , at]
LR分析概述
• LR（k）分析是根据当前分析栈中的符 号串和向右顺序查看输入串的k(k≥0)个 符号就可以唯一确定分析的动作是移进 还是归约以及用哪个产生式归约。 • 从左到右扫描(L)自底向上进行规约(R) (是规范规约）
LR分析的优缺点
1)适合文法类足够大,适用于大多数上下文 无关文法 2)分析效率高 3)报错及时 4)手工实现工作量大 5)可以自动生成 美国Bell实验室推出的编译程序自动构造 工具——YACC：能接受一个用BNF描述的 满足LALR（1）上下文无关文法并对其自 动构造出LALR（1）分析器。
信息学院06版《编译原理》课程教学大纲
《编译原理》课程教学大纲课程编号：（先不填）英文名称：Compiler Construction Principles课程类型：专业基础课学时/学分：40+16/3.5授课对象：本科生先修课程：高等数学，数据结构，C程序设计课程简介：本课程是计算机专业学生的一门重要专业基础课,本课程属于计算机科学与技术专业的一门重要的专业必修课。
通过本课程学习，使学生掌握编译程序的一般构造原理，包括语言基础知识、词法分析程序设计原理和构造方法。
各种语法分析技术和中间代码生成符号表的构造、代码优化、并行编译技术常识及运行时存储空间的组织等基本方法和主要实现技术。
它有一定的理论性,又有一定的实践性, 尤其是本课程的知识与计算机应用中很多领域有紧密联系与广泛应用。
了解与掌握本课程的基本内容将有利于学生提高专业素质和适应社会多方面需要的能力。
教学目的和要求：教学目的：培养学生掌握构造编译程序的基本原理与设计方法，为培养计算机语言与大型应用程序的开发人才打下良好的基础。
本课程坚持理论与实践教学并重的原则，理论上主要叙述语言和文法的形式定义、自动机理论、词法分析、语法和语义分析、优化和代码生成等环节的基本理论和方法，与此同时，通过上机实习构造简单语言的编译程序等编辑器使学生掌握开发应用程序的基本方法。
教学要求：通过本课程的学习, 学生应掌握形式语言理论与编译实现相关的基础概念, 了解与掌握编译程序构造的基本原理与技术, 从形式语言理论的角度, 进一步认识与理解程序设计语言及其与编译程序的联系。
做习题是理解课程中基本概念、培养思考能力和解题能力的重要方面, 要求学生认真做好习题, 并注意解题规范化。
学生也应重视配合教学, 做好上机实习。
教学内容：第1章编译程序概述（2学时）1、教学内容：1)什么是编译程序2)编译过程概述3)编译程序的结构4)编译阶段的组合5)编译技术和软件工具2、教学重点：编译程序的结构3、教学难点：编译程序的结构，以及每一阶段任务第3章文法与语言（6学时）1)文法的直观概念2)符号和符号串3)文法与语言的形式定义4)文法的分类5)上下文无关文法及其语法树6)句型的分析7)有关文法实用中的一些说明2、教学重点：与编译技术密切相关的一些术语和概念。
第6章 LR分析
(3)查状态转换表，新的状态进状态栈。 ※接受：分析成功，终止分析。 ※出错：报告出错信息。 (2) 具体分析过程：
LR分析算法
• 置ip指向输入串w的第一个符号
▫ ▫ ▫ ▫ ▫ ▫ ▫ ▫ 令S为栈顶状态 a是ip指向的符号 重复 begin if ACTION[S,a]=Sj then begin PUSH j,a(进栈) ip 前进(指向下一输入符号) end else if ACTION[S,a]=rj (第j条产生式为A)
Action[sm, ai]= sj 表示移进ai ，并转 j 状态 格局变为: 分析栈 s0s1… sm j 输入串 #X1…Xmai ai+1…an#
4、LR分析器的工作过程(续2)
Action[sm, ai]= rj 表示用第 j 条产生式 A→Xm-(k-1)…Xm (有k个符号) 进行归约, 格局变为: 分析栈 s0s1… sm-k 输入串 #X1…Xm-kA aiai+1…an#
2、LR分析器的逻辑结构
• 一个输入串，结束符#，指针ip指当前符号。 • 一个下推分析栈，状态栈和符号栈合在一起，记录 分析的历史和展望材料。状态栈顶的状态sn, 是能识 别符号栈中的符号串X1X2…Xn 的DFA的状态。 • 一个LR分析表，两个子表合在一起。 • 一个LR分析程序，其大致的工作过程：分析的每一 步都根据分析栈顶的状态和当前输入符号，查分析 表，以决定下一步的动作。 • 不同的LR分析器，其总控程序都一样，不同的是其 LR分析表，构造LR分析表的方法不同就形成各种不 同的LR分析法。
一、相关概念
前缀是指该字的任意首部。
例：字abc 的前缀有ε，a,ab,abc
活前缀：是指规范句型的一个前缀，这种
形式语言与自动机理论--第六章(蒋宗礼)
• 右句型(right sentencial form)
–最右派生得到的句型可叫做右句型。
• 最左归约(leftmost reduction)
–与最左派生对相的归约叫做最右归约。
6.1.1 上下文无关文法的派生树
• 规范派生(normal derivation)
–最右派生。
• 规范句型(normal sentencial form)
• 必要性
–设Anα ，现施归纳于派生步数n，证明存在结果为α 的A-子树。 设n≤k(k≥1)时结论成立，往证当n=k+1时结论也成立：令 Ak+1α，则有： AX1X2…Xm *α1X2…Xm *α1α2…Xm … * α 1 α 2 … α m
6.1.1 上下文无关文法的派生树
6.1.1 上下文无关文法的派生树
• CSL
– CSG、LBA。
教材及主要参考书目
1.蒋宗礼，姜守旭. 形式语言与自动机理论. 北京： 清华大学出版社，2003年 2. John E Hopcroft, Rajeev Motwani, Jeffrey D Ullman. Introduction to Automata Theory, Languages, and Computation (2nd Edition). Addison-Wesley Publishing Company, 2001 3. John E Hopcroft, Jeffrey D Ullman. Introduction to Automata Theory, Languages, and Computation. Addison-Wesley Publishing Company, 1979
6.1.1 上下文无关文法的派生树
编译原理-清华大学-第5章-自底向上优先分析法(2+1)
第六章自底向上优先分析方法•教学要求：了解简单优先分折法，掌握算符优先分析法的关系表的构造以及分析过程。
•教学重点：算符优先表构造及算符优先分析法。
1自底向上分析法的基本思想•从输入串开始，朝着文法的开始符号进行最左归约，直到到达文法的开始符号为止。
•工作方式：“移进－归约”方式。
2分析程序模型1）初态时栈内仅有栈底符“＃”，读头指针在最左单词符号上。
2）语法分析程序执行的动作：a）移进读入一个单词并压入栈内，读头后移；b）归约检查栈顶若干个符号能否进行归约，若能，就以产生式左部替代该符号串，同时输出产生式编号；c）识别成功移进－归约的结局是栈内只剩下栈底符号和文法开始符号，读头也指向语句的结束符；d）识别失败语法分析程序语法表a+b……#输出带#3例如：有文法如下（1）S→aAcBe（2）A→b（3）A→Ab（4）B→d问：语句abbcde是不是该文法的合法语句？4•例：设文法G(S)：(1) S aAcBe(2) A b(3) A Ab(4) B d 试对abbcde进行“移进－归约”分析。
bbcde bbcde b cde de deabbcde eB cA a SB A a 5成功11接受2,3,4,1＃＃S 10归约＃＃aAcBe 9移进2,3,4e ＃＃aAcB 8归约e ＃＃aAc d 7移进de ＃＃aAc 6移进2,3cde ＃＃aA 5归约cde ＃＃a Ab 4移进2bcde ＃＃aA 3归约bcde ＃＃a b 2移进bbcde ＃＃a 1移进abbcde ＃＃0动作输出带输入串栈步骤移进归约的分析过程G[S]:（1）S →aAcBe（2）A →b（3）A →Ab（4）B →d 6遇到的问题：（1）如何找出进行直接归约的简单短语？（2）找出的简单短语应直接归约到哪一个非终结符？关键：确定句柄.常用的分析方法:（1）优先分析法（2）LR分析法7b db ac eSA B A d b a c e S A B A d a c eSA B a c e A B S 没有语法树如何确定句柄？86.1 自底向上优先分析法概述•基本思想：利用文法符号中相邻符号之间的优先关系（谁先规约的优先关系）找出句柄。
编译原理第六章答案
第6 章自底向上优先分析第1 题已知文法G[S]为：S→a|∧|(T)T→T,S|S(1) 计算G[S]的FIRSTVT 和LASTVT。
(2) 构造G[S]的算符优先关系表并说明G[S]是否为算符优先文法。
(3) 计算G[S]的优先函数。
(4) 给出输入串(a,a)#和(a,(a,a))#的算符优先分析过程。
答案：文法展开为：S→aS→∧S→(T)T→T,ST→S(1) FIRSTVT - LASTVT 表：表中无多重人口所以是算符优先（OPG）文法。
友情提示：记得增加拓广文法S`→#S#，所以# FIRSTVT(S)，LASTVT(S) #。
(3)对应的算符优先函数为：Success!对输入串（a,(a,a)）# 的算符优先分析过程为：Success!第2 题已知文法G[S]为：S→a|∧|(T)T→T,S|S(1) 给出(a,(a,a))和(a,a)的最右推导，和规范归约过程。
(2) 将(1)和题1 中的(4)进行比较给出算符优先归约和规范归约的区别。
答案：(2)算符优先文法在归约过程中只考虑终结符之间的优先关系从而确定可归约串，而和非终结符无关，只需知道把当前可归约串归约为某一个非终结符，不必知道该非终结符的名字是什么，因此去掉了单非终结符的归约。
规范归约的可归约串是句柄，并且必须准确写出可归约串归约为哪个非终结符。
第３题：有文法G[S]：S VV T|ViTT F|T+FF )V*|((1) 给出(+(i(的规范推导。
(2) 指出句型F+Fi(的短语，句柄，素短语。
(3) G[S]是否为OPG？若是，给出(1)中句子的分析过程。
因为该文法是OP，同时任意两个终结符的优先关系唯一，所以该文法为OPG。
(+(i(的分析过程第４题文法G［S］为：S→S;G｜GG→G(T)｜HH→a｜(S)T→T+S｜S（１）构造G［S］的算符优先关系表，并判断G［S］是否为算符优先文法。
（２）给出句型a(T+S);H;(S)的短语、句柄、素短语和最左素短语。