编译原理第3章-文法与语言
编译原理
2022/3/23
语言是由句子组成的集合，是由一组符号所构成的集合
➢ 字母表上的一个语言是上的一些符号串的集合 ➢字母表上的每个语言是*的一个子集
例如：字母表 Σ={a,b} ,Σ*={ε,a,b,aa,ab,ba,bb,aaa,aab,…}
集合{ab,aabb,aaabbb,…,anbn,…}
• 看起来有点乱！
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没有这个看着“舒服”
句子 → 主语 谓语 主语 → 冠词 形容词 名词 谓语 → 动词 直接宾语 动词 → 助动词 动词原形 直接宾语 → 冠词 名词
冠词 → the 形容词 → gray 助动词 → will 动词原形 → eat 名词 → wolf 名词 → goat
• 语言是字和组合字的规则——结构性描述
– 例：今次课是三日上编译第 – 今日是上第三次编译课
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• 程序设计语言(Programming Language)——形式化 的内容提取
– 程序设计语言为组成程序的所有语句的集合 – 程序(Program)：满足语法规则的语句序列 – 语句(Sentence) ：满足语法规则的单词序列 – 单词(Token) ：满足词法规则的字符串
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符号串集合的乘积 设A、B为符号串集合，则A和B的乘积定义 为：AB＝{ xy |x∈A,y∈B}
例如，A＝{a,b}，B={c,d}
则AB={ac,ad,bc,bd}
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符号串集合的幂运算
有符号串集合A，定义A0 ={ε}, A1=A, A2=AA, A3=AAA,…… An＝An-1A=AAn-1 ，n>0
例如，A＝{0,1}，则 A0= {ε} A1= {0,1} A2= {00,01,10,11} A3= {000,001,010,011,100,101,110,111}
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符号串集合的闭包运算
设A是符号串集合，定义
A＋＝ A1 ∪ A2 ∪ A3 ∪……∪ An ∪…… 称为集合A的正闭包。
或表示为{w|w∈Σ*且w=anbn,n≥1}为字母表上的一个语
言 集合{a,aa,aaa,…}
或表示为{w|w∈Σ*且w=an,n≥1} 为字
母表上的一个语言
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3.3 文法和语言的形式定义
文法是对语言结构的定义与描述。（或称为“语法”）。
<赋值语句>::=<标识符>“=”<表达式>
冠词 → the 形容词 → gray 助动词 → will 动词原形 → eat 名词 → wolf 名词 → goat
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Variable2022/3/23 Terminal
句子的语法组成
——终结符号集，非终结符号集，语法规则，开始符号
终结符号集VT = {the, gray, wolf, will, eat, goat}
•例
– 变量=表达式 – if 条件 then 语句 – while条件 do 语句 – call 过程名(参数表)
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• 描述形式——文法 – 语法——语句 • 语句的组成规则 • 描述方法：BNF范式、语法(描述)图 – 词法——单词 • 单词的组成规则 • 描述方法：BNF范式、正规式
<表达式>::=<表达式>“+”<表达式> | <表达式>“*”<表达式 >
<表达式>::=“(”<表达式>“)” | <标识符> | <整数> | <实数>
如何实现语言结构的形
式化描述？
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考虑一个句子——文法要素的提取
分析：The gray wolf will eat the goat
例如x=00，y=11，则xy=0011 对于任意一个符号串s，有εs= sε=s
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符号串的幂运算
符号串自身连接n次得到的符号串sn 定义为 ss…ss ，包括n个s，称为符号串的幂运算
s0=ε，s1=s，s2=ss，…… 设s=01，则 s0=ε s1=01 s2=0101 ……
非终结符号集VN = { 句子，主语，谓语，
冠词，形容词，名词 ， 动词 ，直接宾语
，助动词 ，动词原形 }
语法规则集P = {句子 → 主语谓语 ，……}
开始符号S = 句子
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文法：以有穷的集合刻 画无穷集合的工具。
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定义3.1 文法的形式定义
V＝VN ∪VT 称为文法的字母表
Σ的正闭包+ 表示上的除ε外的所有符号串组成的集合
*{}2......
* {} * 2 3 ......
例：Σ={a,b} Σ*={ε,a,b,aa,ab,ba,bb,aaa,aab,…} Σ+={a,b,aa,ab,ba,bb,aaa,aab,…}
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为什么对符号、符号串、符号串集合以及它们的运算感兴趣？
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3.1.2 字母表和符号串
符号就是字符不如，对=对{i吗f,e？lse,for,while} 字母表：符号的非空有限集 例：={0，1}
C语言的字母表 A＝{a,b,…,0,1,…,9, +,－,×,_/, ( , ), =… if, else,for...}
符号：字母表中的元素 例： 0，1 符号串：由字母表中的符号组成的任何有穷序列
析！ 成分。
4. 对形式语言的理论有一个初步认识。
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教学内容
• 3.1 字母表和符号串的基本概念 • 3.2 文法和语言的形式定义 • 3.3 句型的分析 • 3.4 文法和语言的分类
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3.1 语言概述
• 什么是语言 – 自然语言(Natural Language) • 是人与人之间的通讯工具 • 语义(Semantics):环境、背景知识、语气、二 义性——难以形式化 – 计算机语言(Computer Language) • 计算机系统间、人机间通讯工具 • 严格的语法(Grammar)、语义(Semantics) — —易于形式化：严格 – 语言是用来交换信息的工具——功能性描述
A*＝ A0 ∪A＋ 称为集合A的闭包。
例：A={x,y}
A＋＝？{x,y, xx,xy,yx,yy , xxx,xxy,xyx,xyy, ……}
A1
A2
A3
A*＝ ？{ε, x,y, xx,xy,yx,yy , xxx,xxy,xyx,xyy, ……}
Hale Waihona Puke A0 A1A2A3
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Σ的闭包* 表示上的一切符号串（包括ε）组成的集合
第3章 文法和语言
教学目标
把阳光剪 成窗纸 贴在心 口你是 我沿途 最美的 风景﹌ 你的温 柔颠覆 我的灵 魂︶ㄣ 巴 黎铁塔下的仰望、一抹夏凉、卡农的 旋律ろ 我们一 起背靠 背看星 星 -七月丶我在 繁花中想你飘落的黄叶、柠檬树下的 阳光。 记住、 你永远 是我的 唯一下 一站 思念 还想念那 年你的 温柔ミ 小世界 里存在 你的身 影▲尽 一生思 念、想 你从今 、以后 浅 怀感伤。流年乱了浮生穿过眼瞳的那 明媚阳 光ゝ路 灯下↘ 你清澈 的眼眸~樱花树 下 那属于我们的回忆想你//只因为你是我 的全部 朝朝暮 暮、只 记得你 的暖戒 不掉丶 对 你的依赖没有你的世界/我不要眼泪告 诉我你 很幸福 、你是 我左心 房的风 景。゜ 漠 颜╮你，我从未忘记。_幸福是灵魂的 一种香 味聆听 ，流星 飞逝的 炫彩那 时的， 温 柔只求曾经拥有微笑在青春中如花绽 放.▼那 一抹忧 郁的蓝 。想念汇集成河想念是 每一年第五个季节重温 那逝去的记忆曾经那些美好的记忆 ╮说过 、要牵 着手一 辈 子。╭ァ回忆ゝ那些往事ゞ听ゝ海的 声音留 守，那 思念思 念如絮 夕阳染 红了天 １ 朵狗尾巴花。忘了说晚安割舍不断的 羁绊ㄅ ◆◇╮逝 爱﹌说 寂寞。 - - 只为他倾心宁 静的分手夜你的快乐 就是我的欢笑心会慢慢接受遗失、爱 情一瞬 间旳回 眸ぅ＇ 伴
文法G[S]=（VN，VT，P，S） VN ：非终结符号集 VT ：终结符号集 P： 产生式或规则的集合 S： 开始符号（识别符号） S∈ VN ，S至少要在 一条规则中作为左部出现
补: 规则P的定义 α :: β 或αβ α∈V+且至少有一个非终结符，而β∈(VN ∪ VT)*
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例：0,1, 01, 10, 011，.. 空符号串：无任何符号的符号串，用ε表示 符号串的长度：含有的符号个数|x|=m
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符号串的前缀（头）和后缀（尾）: 从符号串s的尾（头）部删去若干个(包括0个)符号之后所 余下的部分称为s的前（后）缀
ε，0，01及011都是符号串011的前缀 ε，1，11及011都是符号串011的后缀
– 表达式加上括号后是表达式
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例3-1 算术表达式的文法
考虑用式子表示这个定义 标识符(id) 是表达式 表达式加表达式是表达式 表达式减表达式是表达式 表达式乘表达式是表达式 表达式除表达式是表达式 表达式加上括号后是表达式
E→id E→E + E E→E - E E→E *E E→E / E
若A为某语言的字母表 A＝{a,b,…,0,1,…,9, +,－,×,_/, ( , ), =… if, else,for...}
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编译原理清华大学第3章 文法和语言
<句子> => <主语><谓语> => the <形容词><名词><谓语> => the big <名词> <谓语> => the big elephant <谓语>
<主语>::=<冠词><形容词><名词> <冠词> ::=the <形容词>::=big <谓语>::=<动词><宾语> <动词>::=ate <宾语>::=<冠词><名词>
“我是大学生”。是汉语的一个句子 用语法来描述：
〈句子〉∷=〈主语〉〈谓语〉 〈主语〉∷=〈代词〉｜〈名词〉 〈代词〉∷=我｜你｜他 〈名词〉∷=王明｜大学生｜工人｜英语 〈谓语〉∷=〈动词〉〈直接宾语〉 〈动词〉∷=是｜学习 〈直接宾语〉∷=〈代词〉｜〈名词〉
有了一组规则以后，按照如下方式用它们导出句子：开始去找∷= 左端的带有〈句子〉的规则并把它由∷=右端的符号串代替，这个动作表 示成： 〈句子〉 〈主语〉〈谓语〉，然后在得到的串〈主语〉〈谓 语〉中，选取〈主语〉或〈谓语〉，再用相应规则的∷=右端代替之。比 如，选取了〈主语〉，并采用规则〈主语〉∷=〈代词〉， 那么得到：〈主语〉〈谓语〉 〈代词〉〈谓语〉， 重复做下去， 句子：“我是大学生”的全部动作过程是： 〈句子〉 〈主语〉〈谓语〉 〈代词〉〈谓语〉 我〈谓语〉 我〈动词〉〈直接宾语〉 我是〈直接宾语〉 我是〈名词〉 我是大学生 “我是大学生”的构成符合上述规则，而“我大学生是”不符合上 述规则，我们说它不是句子。这些规则成为我们判别句子结构合法与否 的依据，换句话说，这些规则看成是一种元语言，用它描述汉语。这里 仅仅涉及汉语句子的结构描述。其中一种描述元语言称为文法。
<主语>::=<冠词><形容词><名词> <冠词> ::=the <形容词>::=big <谓语>::=<动词><宾语> <动词>::=ate <宾语>::=<冠词><名词>
“我是大学生”。是汉语的一个句子 用语法来描述：
〈句子〉∷=〈主语〉〈谓语〉 〈主语〉∷=〈代词〉｜〈名词〉 〈代词〉∷=我｜你｜他 〈名词〉∷=王明｜大学生｜工人｜英语 〈谓语〉∷=〈动词〉〈直接宾语〉 〈动词〉∷=是｜学习 〈直接宾语〉∷=〈代词〉｜〈名词〉
有了一组规则以后，按照如下方式用它们导出句子：开始去找∷= 左端的带有〈句子〉的规则并把它由∷=右端的符号串代替，这个动作表 示成： 〈句子〉 〈主语〉〈谓语〉，然后在得到的串〈主语〉〈谓 语〉中，选取〈主语〉或〈谓语〉，再用相应规则的∷=右端代替之。比 如，选取了〈主语〉，并采用规则〈主语〉∷=〈代词〉， 那么得到：〈主语〉〈谓语〉 〈代词〉〈谓语〉， 重复做下去， 句子：“我是大学生”的全部动作过程是： 〈句子〉 〈主语〉〈谓语〉 〈代词〉〈谓语〉 我〈谓语〉 我〈动词〉〈直接宾语〉 我是〈直接宾语〉 我是〈名词〉 我是大学生 “我是大学生”的构成符合上述规则，而“我大学生是”不符合上 述规则，我们说它不是句子。这些规则成为我们判别句子结构合法与否 的依据，换句话说，这些规则看成是一种元语言，用它描述汉语。这里 仅仅涉及汉语句子的结构描述。其中一种描述元语言称为文法。
编译原理第3章文法和语言
第3章文法和语言第1题文法G＝({A,B,S},{a,b,c},P,S)其中P为：S→Ac|aBA→abB→bc写出L(G[S])的全部元素。
答案：L(G[S])={abc}第2题文法G[N]为：N→D|NDD→0|1|2|3|4|5|6|7|8|9G[N]的语言是什么？答案:G[N]的语言是V+。
V={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9}N=>ND=>NDD....=>NDDDD...D=>D......D或者：允许0开头的非负整数？第３题为只包含数字、加号和减号的表达式，例如9-2＋5，3-1，７等构造一个文法。
答案：G[S]:S->S+D|S-D|DD->0|1|2|3|4|5|6|7|8|9第4题已知文法G[Z]：Z→aZb|ab写出L(G[Z])的全部元素。
答案：Z=>aZb=>aaZbb=>aaa..Z...bbb=>aaa..ab...bbbL(G[Z])={anbn|n>=1}第5题写一文法，使其语言是偶正整数的集合。
要求：(1)允许0打头；(2)不允许0打头。
答案：(1)允许0开头的偶正整数集合的文法E→NT|DT→NT|DN→D|1|3|5|7|9D→0|2|4|6|8(2)不允许0开头的偶正整数集合的文法E→NT|DT→FT|GN→D|1|3|5|7|9D→2|4|6|8F→N|0G→D|0第6题已知文法G：<表达式>::=<项>｜<表达式>＋<项> <项>::=<因子>｜<项>*<因子><因子>::=（<表达式>）｜i试给出下述表达式的推导及语法树。
（５）i+(i+i)（６）i+i*i答案：(5)<表达式>=><表达式>＋<项>=><表达式>＋<因子>=><表达式>＋（<表达式>）=><表达式>＋（<表达式>＋<项>）=><表达式>＋（<表达式>＋<因子>）=><表达式>＋（<表达式>＋i）=><表达式>＋（<项>＋i）=><表达式>＋（<因子>＋i）=><表达式>＋（i＋i）=><项>＋（i＋i）=><因子>＋（i＋i）=>i＋（i＋i）(6)<表达式>=><表达式>＋<项>=><表达式>＋<项>*<因子>=><表达式>＋<项>*i=><表达式>＋<因子>*i=><表达式>＋i*i=><项>＋i*i=><因子>＋i*i=>i＋i*i<表达式><表达式>+<项><因子><表达式><表达式>+<项><因子>i<项><因子>i<项><因子>i（)<表达式><表达式>+<项><项>*<因子><因子>i<项><因子>ii第7题证明下述文法G[〈表达式〉]是二义的。
编译原理答案(前三章)
编译原理答案(前三章)第 1 章引论第 1 题解释下列术语：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。
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。
表格的作用是记录源程序的各类信息和编译各阶段的进展情况，编译的每个阶段所需信息多数都从表格中读取，产生的中间结果都记录在相应的表格中。
编译原理 文法和语言
文法与语言的对应关系
文法描述语言的语 法
文法的主要作用是描述语言的 语法结构，即规定什么样的句 子是合法的。因此，文法与语 言之间存在一种对应关系，即 文法规则定义了语言的语法规 则。
语言反映文法的特 性
语言作为文法规则的体现，反 映了文法的一些特性。例如， 语言的简洁性、一致性、无歧 义性等特性都与文法的制定密 切相关。
编译原理与文Biblioteka 和语言的关系编译原理利用文法和语言的 概念来描述程序设计语言的 语法和语义，从而实现对程
序的正确翻译。
文法和语言提供了编译器设 计的理论基础，使得编译器 能够按照预定的规则对程序 进行词法分析、语法分析和
语义分析等处理。
编译原理的发展推动了文法 和语言理论的深入研究，同 时也促进了程序设计语言的 发展和进步。
程序设计语言和自然语言
程序设计语言是一种用于编写计算机程序的语言，具有严格的语法和语义 规则；自然语言是人类日常交流所使用的语言，具有灵活性和歧义性。
静态语言和动态语言
静态语言在编译时检查类型错误，如C、C等；动态语言在 运行时检查类型错误，如Python、JavaScript等。
语言的表示方法
01
语言的上下文相关性
语言中的句子往往具有上下文相关性，即句子的含义和合 法性可能依赖于其所在的上下文环境。这就要求文法在描 述语言时，需要考虑到这种上下文相关性。
语言的歧义性
有些语言存在歧义现象，即同一句子可能有多种不同的解 释。这就要求文法在描述语言时，需要具有足够的精确性 和明确性，以避免产生歧义。
产生式规则中左部是非终结符，右部是终 结符和非终结符的序列，且右部中至多有 一个非终结符。
文法的表示方法
巴科斯-诺尔范式（BNF）
编译原理(清华)第三章文法和语言
例 文法G： S→0S1，S→01 有直接推导： 0S1 00S11 （ S→0S1 ） 00S11 000S111 （ S→0S1 ） 000S111 00001111 （ S→01 ） S 0S1 （ S→0S1 ）
推导和归约 若存在v=w0 w1 ... wn=w ,(n>0) 则称v推导出w，或w归约到v,记为v=+>w 若有v =+>w，或v=w，则记作v=*>w
2. 符号串 – 定义:由字母表中的符号组成的任何有穷序列 – 例： 0,00,10是字母表∑={0‚1}上的符号串 a,ab,aaca是Α={a‚b，c}上的符号串 – 在符号串中，符号是有顺序的，顺序不同,代 表不同的符号串，如:ab和ba不同 – 不含任何符号的符号串称为空串，用ε表示 注意:{ε}并不等于空集合{ } – 符号串长度: 符号串中含有符号的个数 如: |abc|=3 | ε|=0
3.3 文法和语言的形式定义
1．文法的定义 2．文法的简化表示法 3．推导与归约 4．句型、句子、语言的定义 5．文法的等价
1．文法的定义
产生式（规则） 产生式是一个有序对(α,β)，通常写作 α→β（或α::=β ） 文法定义: 文法G(Grammar)定义为四元组（VN，VT，P，S） VN (Nonternimal)：非终结符集 VT (Terminal)：终结符集 P (Production)： 产生式（规则）集合 S： 开始符号或识别符号
第三章
文法和语言
学习目标: 掌握：自上而下与自下而上的分析方法 理解：文法的形式定义，推导，归约，句 型，句子，语言，上下文无关文法，规范 句型，语法树，短语，直接短语，句柄 了解：文法的类型，文法使用中的限制， 文法的二义性
编译原理(第二版)第3章 文法和语法
〈动词〉::= 是 | 学习
〈直接宾语〉::=〈代词〉|〈名词〉
“我是大学生”是否是该语言的句子？
〈句子〉::=〈主语〉〈谓语〉 〈主语〉::=〈代词〉|〈名词〉 〈代词〉::= 你 | 我 | 他 〈名词〉::= 王明 | 大学生 | 工人 | 英语 〈谓语〉::=〈动词〉〈直接宾语〉 〈动词〉::= 是 | 学习 〈直接宾语〉::=〈代词〉|〈名词〉 〈句子〉
}的文法。
分析：n≧1，所以必须用递归规则。a和b的 个数 一样多，但c的个数不同，所以将生成 含 a,b的部分与生成含e的部分分开，A生成 ab，B生成e. G[Z]:Z→AB
A→aAb|ab
B→eB|ε
4)文法的等价
• 若L（G1）=L（G2），则称文法G1和G2是等价的。
如文法G1[A]：A→0R 与 G2[S]：S→0S1 等价
设 z = abc, 那么 z 的头是： ε ,a ,ab , abc（除 abc 外都是固有头） z 的尾是： ε ,c ,bc , abc（除 abc 外都是固有尾）
4、符号串的运算
符号串的长度：符号串中符号的个数.符号串s的长度 记为|s|。 ε的长度为0 符号串的连接：符号串x、y的连接,是把y的符号写在 x的符号之后得到的符号串xy 例 x=ST,y=abu 则 xy=STabu
|x|=2,|y|=3,|xy|=5
εx = xε= x
方幂：符号串x自身连接n次得到的符号串 xx…xx(n个x)定义为 xn x0=ε , x1=x, x2=xx, x3=xxx x=AB, 则 x0=ε , x1=AB, x2=ABAB, x3=ABABAB 对于 n>0, xn = xxn-1 = xn-1x
例如： 汉语的字母表中包括汉字、数字及标点符号等。 C语言的字母表是由字母、数字、若干专用符号及IF、 FOR之类的保留字组成。
编译原理课程设计之第三章上下文无关文法及分析
14
无关文法及分析
1. 上下文无关文法(即2型文法)的形式定义：
上下文无关文法是一个四元组(VT , VN , P , S)：
① ②
终非结终符 结集 符合 集合VTVN(与VT产的不生左相式部交)
产生式 的右部
③ 产生式或文法规则A→α形成的集合P,
其中A∈VN,α∈(VT∪VN)* 4) 开始符号S，其中S∈VN
25
无关文法及分析
3.2 上下文无关文法的形式定义
1. 上下文无关文法(即2型文法)的形式定义 2. chomsky文法的分类 3. 推导和规约的定义 4. 句型和句子的定义 5. 最左和最右推导 6. 文法定义的语言 7. 递归产生式和递归文法 8. 文法和语言
mcy
编译原理课程设计之第三章上下文
mcy
编译原理课程设计之第三章上下文
1
无关文法及分析
第三章 上下文无关文法及分析
本章的目的是为语言的语法 描述寻求形式工具，要求该 工具对程序设计语言给出精 确无二义的语法描述。
mcy
编译原理课程设计之第三章上下文
2
无关文法及分析
第三章 上下文无关文法及分析
✓3.1 语法分析过程 ▪ 3.2 上下文无关文法的形式定义
下面的2型文法描述了包含加法、减法和乘法的简 单整型算术表达式的语法结构。
文法G[exp]：
exp → exp op exp exp →(exp) exp → number
34-3 是符合该 语法结构的简单 整型算术表达式 (句子)吗？
op → + | - | *
mcy
编译原理课程设计之第三章上下文
令G是一个如上所定义的文法，则G=(VT,VN,P,S)
编译原理文法和语言与语法分析培训课件
通常使用巴科斯
语法分析的基本概念
1 什么是语法分析
语法分析是编译器将语句转换为分解单元（tokens）序列的过程。
2 语法分析的目标
语法分析的目标是确定语句的语法是否正确。
3 语法分析和词法分析之间的关系
词法分析器检测和返回令牌，语法分析器使用这些令牌构造语法树。
结束语
编程是一项伟大的技能
编译原理是编程中最重要的领域之一，帮助程序员 编写更高效，更健壮的代码。
让我们开始
我们希望这个课程能够帮助你深入了解这个领域， 并成为一个更好的程序员。
编译器的工作原理
编译过程
编译器将源代码转换为汇编指令，然后生成可执行 文件。
词法分析
将程序分成单词或令牌，并标记其类型。
语法分析
确认程序是否遵循语言的语法规则。
语义分析
分析程序的含义，看看它是否真正意味着什么。
文法和语言
什么是文法
文法是一种描述语言结构的公式。
什么是语言
语言是文法的实例。
如何表示文法
常见的语法分析算法
1
递归下降算法
自顶向下的递归分裂语句，直到基本令牌。
2
预测分析算法
使用预测表达式的机器状态机来实现语法分析。
3
LR算法
基于LR分析器对源代码进行分析。
实例和案例分析
实例
讲解如何编译一个简单的程序，分析其中的一些语 法和算法。
案例分析
分析编译器的一些案例，如gcc和llvm，比较它们的 区别和优缺点。
编译原理文法和语言与语 法分析培训课件
欢迎来到编译原理文法和语言与语法分析培训课件！我们将探索编译器中各 种概念，算法和工作原理。
什么是编译原理
语法分析的基本概念
1 什么是语法分析
语法分析是编译器将语句转换为分解单元（tokens）序列的过程。
2 语法分析的目标
语法分析的目标是确定语句的语法是否正确。
3 语法分析和词法分析之间的关系
词法分析器检测和返回令牌，语法分析器使用这些令牌构造语法树。
结束语
编程是一项伟大的技能
编译原理是编程中最重要的领域之一，帮助程序员 编写更高效，更健壮的代码。
让我们开始
我们希望这个课程能够帮助你深入了解这个领域， 并成为一个更好的程序员。
编译器的工作原理
编译过程
编译器将源代码转换为汇编指令，然后生成可执行 文件。
词法分析
将程序分成单词或令牌，并标记其类型。
语法分析
确认程序是否遵循语言的语法规则。
语义分析
分析程序的含义，看看它是否真正意味着什么。
文法和语言
什么是文法
文法是一种描述语言结构的公式。
什么是语言
语言是文法的实例。
如何表示文法
常见的语法分析算法
1
递归下降算法
自顶向下的递归分裂语句，直到基本令牌。
2
预测分析算法
使用预测表达式的机器状态机来实现语法分析。
3
LR算法
基于LR分析器对源代码进行分析。
实例和案例分析
实例
讲解如何编译一个简单的程序，分析其中的一些语 法和算法。
案例分析
分析编译器的一些案例，如gcc和llvm，比较它们的 区别和优缺点。
编译原理文法和语言与语 法分析培训课件
欢迎来到编译原理文法和语言与语法分析培训课件！我们将探索编译器中各 种概念，算法和工作原理。
什么是编译原理
编译原理文法和语言
<谓语>::=<动词><直接宾语>
<动词>::=是|学习
<直接宾语>::=<代词>|<名词>
§3.2 文法和语言的形式定义
一、文法的直观理解
3.由产生式推导句子 推导方法：从一个要识别的符号开始推导，
即用相应产生式的右部来替代产生式的左部， 每次仅用一条产生式去进行推导。
例：给定一组语法规则，考察一个句子： “我是大学生”的推导过程。
§3.2 文法和语言的形式定义
三、推导和归约
1.直接推导/直接归约
如α→β是文法G的产生式，γ和δ∈V*, 若有 v,w满足：v=γαδ,w= γβδ, 其中 则称v直接推导到 w，也称w直接归约到v，记作 v w
例2：文法G[S]: S→0S1， S→01 若v=S，w=0S1, 有直接推导S0S1
§3.2 文法和语言的形式定义
四 、句型、句子和语言
3. 语言
文法G生成的语言记为L(G)，它是文法G 的一切句子的集合:
L(G)={x|S * x，且x ∈VT*}
例：G[S]： S→0S1， S→01 S 0S1 00S11 0n-1S1n-1 0n1n L(G)={0n1n|n≥1}
§3.2 文法和语言的形式定义
<谓语>
<代词> 我
<动词> 是
<直接宾语> <代词>
大学生
§3.2 文法和语言的形式定义
二、文法的形式定义
其中: ① 非终结符号：出现在
定义: 文法G[S]定义为一个四元产能组生推，式出的符左号部或或符右号部串，,且
VN ：G[非S]终=（结V符N，号V集T，P，S）用分②来。终表结示 符语号言：的不语出法现成在
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3.2 符号和符号串
1、字母表
字母表是符号的非空有穷集合。任何程序语言都有 自己的字母表，例如: 1.计算机语言：由符号“0”和“1”组成的字 母表, ∑={0，1} 2. ASCII字符集； 3. Pascal字母表为： ∑={AZ, az, 09, +, -, *, /, <, =, >,:, ',', ; ，.， , (, ), {, }, [, ]}
2
3.1 文法的直观概念
如何来描述一种语言？ 如果语言是有穷的(只含有有穷多个句子)，可以将句子逐 一列出来表示； 如果语言是无穷的，语言的有穷表示有两个途经:
• 生成方式(文法):语言中的每个句子可以用严格定义的规则 来构造。
• 识别方式(自动机):用一个过程，当输入的一任意串属于语 言时，该过程经有限次计算后就会停止并回答“是”，若 不属于，要么能停止并回答“不是”，要么永远继续下去。 参见课本句子组成的实例。
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3.2 符号和符号串
2、符号串
一. 符号串的定义
(1)ε 是∑上的一个符号串。
(2)若x是∑上的符号串，而a是∑的元素,则xa是∑
上的符号串。
(3)y是∑上的符号串,当且仅当它由(1)和(2)导出。
由字母表中的符号所组成的的任何有穷序列被称之
为该字母表上的符号串,也称作"字"。
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3.2 符号和符号串
二 术语
设s是符号串
前缀: 移走s的尾部的零个或多于零个符号 后缀: 删去s的头部的零个或多于零个符号 子串: 从s中删去一个前缀和一个后缀 子序列: 从s中删去零个或多于零个符号(这些符号不要求 是连续的） 逆转: 将s中的符号按相反次序写出而得到的符号串。 长度: 是该符号串中的符号的数目。例|aab|=3,|ε |=0。
3.2 符号和符号串
1、字母表
字母表是符号的非空有穷集合。任何程序语言都有 自己的字母表，例如: 1.计算机语言：由符号“0”和“1”组成的字 母表, ∑={0，1} 2. ASCII字符集； 3. Pascal字母表为： ∑={AZ, az, 09, +, -, *, /, <, =, >,:, ',', ; ，.， , (, ), {, }, [, ]}
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3.1 文法的直观概念
如何来描述一种语言？ 如果语言是有穷的(只含有有穷多个句子)，可以将句子逐 一列出来表示； 如果语言是无穷的，语言的有穷表示有两个途经:
• 生成方式(文法):语言中的每个句子可以用严格定义的规则 来构造。
• 识别方式(自动机):用一个过程，当输入的一任意串属于语 言时，该过程经有限次计算后就会停止并回答“是”，若 不属于，要么能停止并回答“不是”，要么永远继续下去。 参见课本句子组成的实例。
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3.2 符号和符号串
2、符号串
一. 符号串的定义
(1)ε 是∑上的一个符号串。
(2)若x是∑上的符号串，而a是∑的元素,则xa是∑
上的符号串。
(3)y是∑上的符号串,当且仅当它由(1)和(2)导出。
由字母表中的符号所组成的的任何有穷序列被称之
为该字母表上的符号串,也称作"字"。
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3.2 符号和符号串
二 术语
设s是符号串
前缀: 移走s的尾部的零个或多于零个符号 后缀: 删去s的头部的零个或多于零个符号 子串: 从s中删去一个前缀和一个后缀 子序列: 从s中删去零个或多于零个符号(这些符号不要求 是连续的） 逆转: 将s中的符号按相反次序写出而得到的符号串。 长度: 是该符号串中的符号的数目。例|aab|=3,|ε |=0。