最新4形式化语言汇总
编译原理形式语言
编译原理形式语言编译原理是计算机科学与技术领域中的一门重要课程，它研究的是将高级语言程序转换为计算机可以理解和执行的可执行代码的过程。
在学习编译原理的过程中，我们必然要涉及到形式语言的概念。
形式语言是指用来描述计算机语言、编程语言、自然语言或者其他领域中的形式系统的语言。
形式语言可以分为四种类型：无限制文法、上下文有关文法、上下文无关文法和正则文法。
这四种类型的文法按照规则严格程度从高到低依次排列，其中无限制文法最为灵活，正则文法最为严格，限制最多。
无限制文法（Unrestricted Grammar）是最灵活最强大的文法类型，也是图灵机的模型之一、它的产生式规则形式可以是 A -> α，其中 A是一个非终结符号（可以通过其他规则推导出其他符号或者字符串），α 是一个终结符符号或非终结符符号的有限序列。
无限制文法没有任何限制，可以描述任意的形式语言。
上下文有关文法（Context-Sensitive Grammar）是介于无限制文法和上下文无关文法之间的一种文法类型。
它的产生式规则形式可以是αAβ -> αγβ，其中α、β、γ 是终结符号或非终结符号的有限序列，A 是一个非终结符号。
上下文有关文法要求产生式规则中的左右上下文必须匹配。
上下文有关文法可以描述一些复杂的结构，但与无限制文法相比，它的限制更多一些。
上下文无关文法（Context-Free Grammar）是应用最广泛的一种文法类型，它的产生式规则形式可以是 A -> α，其中 A 是一个非终结符号，α 是一个终结符号或非终结符号的有限序列。
上下文无关文法的产生式规则没有左右上下文的限制，只要符合规则形式即可。
上下文无关文法广泛应用于编译器的语法分析阶段，例如语法分析器常采用的 LL(1) 文法和 LR(1) 文法。
正则文法（Regular Grammar）是最严格、最受限制的一种文法类型，它的产生式规则形式可以是 A -> aB 或 A -> a，其中 A 和 B 是非终结符号，a 是终结符号。
15种常见语言风格类型
15种常见语言风格类型语言，就像一幅五彩斑斓的画卷，每一种风格都是其中独特的色彩，展现出不同的魅力和韵味。
接下来，让我们一同探索 15 种常见的语言风格类型。
第一种是简洁明快型。
这种语言风格直截了当，不拖泥带水，用最简练的文字表达核心思想。
例如在新闻报道中，往往会采用这种风格，迅速传递关键信息，让读者能在短时间内获取重点。
第二种是生动形象型。
它通过丰富的形容词、动词和比喻、拟人等修辞手法，使描述的事物栩栩如生，仿佛就在眼前。
比如在儿童读物中，经常能看到这样的语言，让孩子们更轻松地理解和感受故事的魅力。
第三种是豪放洒脱型。
此类语言充满激情和力量，不拘小节，大气磅礴。
诗人李白的很多作品就体现了这种风格，如“天生我材必有用，千金散尽还复来”，尽显豪迈之气。
第四种是婉约细腻型。
其情感表达含蓄委婉，注重细节和内心感受的描绘。
在古典诗词中，柳永的词作常常具有这种特点，“执手相看泪眼，竟无语凝噎”，细腻地刻画了离别的悲伤。
第五种是朴实无华型。
文字朴实简单，贴近生活，如同和朋友聊天一般亲切自然。
很多乡土文学作品就采用了这种风格，真实地反映了普通人的生活状态。
第六种是幽默风趣型。
运用诙谐的语言、夸张的手法让人忍俊不禁，带来轻松愉快的氛围。
像一些喜剧作品中的台词，总是能以幽默的方式逗乐观众。
第七种是严谨庄重型。
这种语言风格逻辑严密，用词准确，常用于学术论文、法律条文等正式场合，以确保表达的精确性和权威性。
第八种是清新雅致型。
给人一种清新脱俗、优雅的感觉，仿佛置身于宁静美好的情境之中。
一些散文作品常常营造出这样的氛围。
第九种是深沉凝重型。
通常蕴含着深刻的思考和沉重的情感，让人在阅读时感受到一种厚重和压抑。
第十种是华丽绚烂型。
词汇丰富，句式优美，充满了华丽的辞藻，像一些宫廷文学作品就展现了这种风格。
第十一种是泼辣犀利型。
言辞尖锐，直言不讳，具有强烈的批判性和攻击性。
在一些评论性的文章中可以见到。
第十二种是古朴典雅型。
借鉴古代的语言表达方式和词汇，营造出一种古典的氛围，展现出深厚的文化底蕴。
15种常见语言风格类型
15种常见语言风格类型以下是15种常见的语言风格类型：1. 简洁明了型：这种风格的语言简洁明了，用词简单，句子短小精悍，重点突出，适合用于传递简单信息。
2. 文学型：这种风格的语言具有文学性，用词优美，句子长而富有诗意，适合用于文学作品或广告等需要营造氛围的场合。
3. 幽默型：这种风格的语言具有幽默感，用词诙谐，句子妙趣横生，适合用于幽默、娱乐等场合。
4. 庄重型：这种风格的语言庄重、严肃，用词严谨，句子长而有力，适合用于正式场合、政治宣传等场合。
5. 口语型：这种风格的语言贴近口语，用词简单，句子短小，适合用于日常交流、广告宣传等场合。
6. 科技型：这种风格的语言具有科技感，用词专业，句子简短，适合用于科技类文章、技术说明等场合。
7. 情感型：这种风格的语言表达情感，用词真挚，句子富有感染力，适合用于情感类文章、宣传广告等场合。
8. 生动形象型：这种风格的语言形象生动，用词形象，句子富有想象力，适合用于描述场景、描绘人物等场合。
9. 古典型：这种风格的语言古典、高雅，用词古雅，句子长而有节奏感，适合用于诗歌、文学作品等场合。
10. 流行型：这种风格的语言流行、时尚，用词新颖，句子短小精悍，适合用于时尚杂志、流行歌曲等场合。
11. 方言型：这种风格的语言使用方言，用词生动，句子简短，适合用于地方性宣传、民间故事等场合。
12. 专业型：这种风格的语言使用专业术语，用词严谨，句子简洁，适合用于学术论文、专业书籍等场合。
13. 幽默诙谐型：这种风格的语言幽默诙谐，用词夸张，句子妙趣横生，适合用于娱乐、幽默等场合。
14. 严肃庄重型：这种风格的语言严肃庄重，用词严谨，句子长而有力，适合用于正式场合、政治宣传等场合。
15. 幽默风趣型：这种语言风格幽默风趣，用词幽默，句子简短，适合用于轻松、娱乐等场合。
语言的四大类型
语言类型学分类范本1.分析语，孤立语（易和孤立语言混淆，建议少用），词根语2.综合语，屈折语（不称曲折语）3.黏着语（不称胶着语）4.抱合语（多式综合语）编插语复综语多式综合语等等①越南语、苗语、华语是典型的分析语文法的词根语类型②拉丁语、梵语、俄语是典型的综合语文法的屈折语类型③蒙古语、韩语、日语是典型的综合语文法的黏着语类型④因纽特语(爱斯基摩)是典型的综合语文法的抱合语类型分析语>>又称孤立语（注意，“孤立语言”并不等同于“孤立语”，前者指的是与任何其它的语言不存在亲属关系的语言。
为了避免混淆，下文会采用“分析语”来称呼后者）或词根语，这类语言的特点在于其一般不是通过词形变化（即词的内部形态变化，又称作屈折变化）来表达语法的作用，而是通过独立的虚词和固定的词序来表达语法意义，而且一般而言，分析语缺乏多数的格变化。
特征：1、没有丰富的形态变化，词本身显示与别的词的关系。
2、既无内部屈折也无外部屈折，靠语序和虚词。
3、一种语法手段可表多种语法意义，一种语法意义可用多种语法手段表示。
4、没有词尾语素。
由来：汉语的发展过程是由综合语发展到分析语。
我们试用构词方法来看，古汉语大都是单字词（除了少数联绵词外），例如，查查从“马”字部的汉字，可发现各类“青马”、“黄马”、“白马”……等等不同类属的马，古时都是用具综合语特色的单字词表达：骠：黄毛白点马骢：青白马骓：青白杂色马骐：青黑格子纹马骥：好马骏：好马骕：一种良马駃：另一种骏马。
语言特点具综合语特色的古汉语单字词占版面的空间的确是少很多，但如果要全记得并纯熟应用这些单字词，难度会比学习具分析语特色的多字词高很多，而且汉字/词的数量也会无止境的增加下去，因此，这种方法渐渐发展到尽头。
今天，汉语改用分析语的方法，用有限的字构成无限的词，而放弃了为每个词造一个新的单字的做法。
也正因为这个原因，汉字的数量没有大量的增加下去，新词均用既有的旧字构成，因此很多词均能顾名思义，懂汉语的人学习新词时不一定需要查词典，因此，中文词典的改版密度，也远远不及英文词典来得频密。
主流编程语言介绍
主流编程语言介绍一、引言编程语言是计算机科学领域的重要工具，用于开发各种软件和应用。
随着技术的发展，出现了许多主流编程语言，它们各有特点，适用于不同的应用场景。
本文将介绍主流编程语言的类型、流行编程语言、应用领域以及特性比较。
二、编程语言类型1. 过程式语言：如C、C++、Java等，这些语言以过程和算法为中心，通过顺序执行语句来实现程序功能。
2. 面向对象语言：如Java、C#、Python等，这些语言以对象为中心，通过类和对象来描述现实世界中的事物。
3. 函数式语言：如JavaScript、Haskell等，这些语言以函数作为基本单元，通过函数组合来实现程序功能。
4. 逻辑式语言：如Prolog等，这些语言以逻辑推理为核心，通过规则和推理来实现程序功能。
三、流行编程语言1. Java：Java是一种广泛使用的面向对象编程语言，具有跨平台性和可移植性，适用于企业级应用、Web开发等领域。
2. Python：Python是一种简洁易懂的编程语言，具有丰富的库和框架，适用于数据分析、机器学习、Web开发等领域。
3. C++：C++是一种高效的系统级编程语言，适用于操作系统、游戏开发、嵌入式系统等领域。
4. JavaScript：JavaScript是一种广泛用于Web开发的脚本语言，适用于前端开发、移动应用开发等领域。
5. C#：C#是微软推出的面向对象的编程语言，适用于Windows平台的应用开发。
四、编程语言应用领域1. Java：企业级应用、Android应用开发、Web开发等。
2. Python：数据分析、机器学习、Web开发、自动化运维等。
3. C++：操作系统开发、游戏开发、嵌入式系统等。
4. JavaScript：Web前端开发、移动应用开发（如React Native、Ionic等框架）、Node.js服务器端开发等。
5. C#：Windows平台的应用开发（如Windows桌面应用程序、WPF框架等）、 Web开发等。
《形式化语言》课件
硬件设计：用于描述和验证硬 件设计的正确性和安全性
数学证明：用于描述和验证数 学定理的正确性和安全性
形式化语言的语法规则
语法规则的概述
形式化语言 的语法规则 是描述语言 结构的规则
语法规则包 括词法、句 法和语义规
则
词法规则描 述词的构成 和组合规则
句法规则描 述句子的构 成和组合规
则
语义规则描 述词的含义 和句子的含
语言实现的步骤与过程
确定语言目 标：明确语 言要实现的 功能和特性
设计语法和 语义：定义 语言的语法 规则和语义 解释
编写编译器： 实现语言的 语法分析和 语义分析
测试与调试： 对编译器进 行测试和调 试，确保其 正确性和稳 定性
发布与维护： 发布语言并 持续进行维 护和更新， 以满足用户 需求
形式化语言的实例分析
之一。
语义解释的方法
语法解释：通过 语法规则来解释 语义
语义解释：通过 语义规则来解释 语义
逻辑解释：通过 逻辑推理来解释 语义
模型解释：通过 建立模型来解释 语义
语义解释的过程
形式化语言的定义：一种用于描 述和验证计算机系统的数学语言
语义解释的方法：使用数学逻辑 和形式化方法进行描述和验证
添加标题
义
语法规则是 形式化语言 的基础，用 于描述语言 的结构和含
义
语法规则的构成要素
符号：用于表示语言中的各种元素，如字母、数字、运算符等 语法结构：描述符号的组合规则，如词法、句法等 语义：描述符号组合的意义，如表达式、语句等 语法分析：用于验证符号组合是否符合语法规则，如词法分析、句法分析等
语言特性的选择与确定
语言特性的选择：根据应用领域和需求选择合适的语言特性 语言特性的确定：根据语言特性的选择，确定语言的语法、语义和语用特性 语言特性的实现：根据语言特性的确定，实现语言的编译器、解释器或虚拟机 语言特性的验证：通过测试和验证，确保语言特性的实现符合预期
形式语言分类
形式语言分类对语言进行分类，有利用找出形式各样的语言中的共同特征，为语言设计提供指导。
目前流行的形式语言大致可按如下方式分类。
1 命令式语言主要的开发语言都是命令式语言，如C, C++, Java, Basic, Pascal。
以此种语言编写的程序可以看成是一系列可执行的命令语句的集合，每一条命令语句等价于一个状态转换函数。
命令式语言中的控制结构允许程序的流程或者是顺序的，或者是可选的，或者是迭代循环的。
执行命令式语言的机器可以是计算机、解释器或者操作系统中的一个虚拟会话，每执行一条命令语句，机器通常变换到一个不同的状态。
1.1 简单的命令式语言包括DOS中的批处理文件，数据库查询语言，表达式计算程序，命令行解释程序，脚本语言（包括宏语言）。
设计简单的命令式语言时，应该考虑到将来向高一级的过程式命令语言的扩展问题。
1.2 过程式命令语言过程式命令语言，如C, C++等，通常由一组自包含的过程组成，这些自包含的过程也被称为子程序。
这些子程序可以调用其他的子程序，或者递归地调用自己。
程序通常从一个指定的函数（如C和C++中的main）或预先定义的程序段（如Pascal中的program段）开始执行。
对于强类型的语言，如C++和Pascal，所有的函数和数据在调用或使用之前都必须预先声明。
此类语义检查通常由符号表数据结构帮助实现。
因而，在设计强类型语言的语法时，必须充分考虑到语义检查和符号表检索的方便性。
1.3 协议语言协议语言包括HTTP, FTP等大部分网络通信协议。
底层的协议语言通常用有限自动机实现。
2 声明式语言与命令式语言不同，声明式语言主要用于描述数据和过程，而不是执行命令。
例如C语言中的变量声明，它并没有执行任何动作，它的存在仅仅是为了后续命令语句的使用。
HTML, XML2.1 布局语言（layout/makeup language）布局语言也成为标记语言或标签语言，它通常由布局标签和原文本或数据组成。
形式语言总结
语言L(G)={w | w∈T*且S→* w}句子终极符号行，它不含语法变量w∈L(G)，w称为G产生的一个句子。
句型符号行，它可能含有语法变量G=(V，T，P，S)，对于α∈(V∪T)*，如果S→* α，则称α是G产生的一个句型。
文法G=(V，T，P，S)。
任意A∈V表示集合L(A)={w | w∈T*且A →* w}。
推导与归约。
文法中的推导是根据文法的产生式进行的。
如果α→β∈P，γ，δ∈(V∪T)*，则称γαδ在G中直接推导出γβδ：γαδG γβδ；也称γβδ在文法G中直接归约成γαδ。
对任意的x，y∈∑+，我们要使语法范畴D 代表的集合为{xnyn|n≥1}，可用产生式组{D→xy|xDy}来实现。
设有两个文法G1和G2，如果L(G1)= L(G2)，则称G1与G2等价。
例文法G：S→abc | aSbc产生的语言为：{an(bc)n | n≥1}G14：S→aBC | aSBC，CB→BCaB→abbB→bbbC→bccC→cc如果对于α→β∈P，均有|β|≥|α|成立，则称G为1型文法或上下文有关文法CSG)。
如果对于α→β∈P，均有|β|≥|α|，并且α∈V成立，则称G 为2型文法，或上下文无关文法CFG)。
如果对于α→β∈P，αβ均具有形式A→w,A→wB,其中A，B∈V，w∈T+。
RG)FA) M=(Q，∑，δ，q0，F)L(M)={x| x∈∑*且δ(q，w)∈F} NFA L(M)={x| x∈∑*且δ(q0，w) ∩F≠Φ}，设DFA M=(Q，∑，δ，q0，F)例5-3 证明{0n1m2n+m|m，n≥1}不是RL。
证明：假设L={0n1m2n+m|m，n≥1} 是RL。
取z=0N1N22N设v=0k k≥1从而有，uviw=0N-k-j(0k)i0j1N22N=0N+(i-1)k1N22Nuv0w=0N+(0-1)k1N22N= 0N-k1N22N注意到k≥1，N-k+N=2N-k<2N0N-k1N22N L这个结论与泵引理矛盾。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
（尚未关门） • W（e，f）：电梯e在f层等待（已关门） • 电梯的3个事件： • DC（e，f）：电梯e在楼层f关上门 • ST （e，f）：电梯e靠近f层时触发传感器，电梯
控制器决定在当前楼层电梯是否停下 • RL：电梯按钮或楼层按钮被按下进入打开状态
SOFTWARE ENGINEERING
电梯按钮的状态转换图
• EB（e,f）：表示按下电梯e内的按钮，并请求到f 层去。有两个状态：
--EBON（e,f）：电梯按钮（e,f）打开 --EBOFF（e,f）：电梯按钮（e,f）关闭 两个事件： --EBP（e,f）：电梯按钮（e,f）被按下 -- EAF（e,f）：电梯e到达f层
SOFTWARE ENGINEERING
形式化转换规则
• V（e,f）：电梯e停在f层
EBOFF（e,f）+EBP（e,f）+not V（e,f）→ EBON（e,f） EBON（e,f）+EAF（e,f）→ EBOFF（e,f）
SOFTWARE ENGINEERING
楼层按钮的状态转换图
• FB（d,f）：表示f层请求电梯向d方向运动的 按钮。有两个状态：
SOFTWARE ENGINEERING
4.2.2例子
• 在一幢M层楼的大厦里，用电梯内的和每个 楼层的按钮来控制N部电梯的运动。当按下 电梯按钮请求电梯在指定楼层停下时，按 钮指示灯亮；当电梯到达指定楼层时，指 示灯灭。除了大厦的最底层和最高层外， 每层楼都有两个按钮分别指示电梯上行和 下行。当这两个按钮之一被按下时相应的 指示灯亮，当电梯到达此楼层时灯熄灭， 电梯向要求的方向移动。当电梯无升降动 作时，关门并停在当前楼层。
SOFTWARE ENGINEERING
4.2有穷状态机
• 4.2.1概念 • 一个有穷状态机包括5部分： • J是一个有穷的非空状态集； • K是一个有穷的非空输入集 • T是一个从（J-F）×K到J的转换函数 • S∈J，是一个初始状态 • F∈J，是终态集
SOFTWARE ENGINEERING
--FBON（d,f）：楼层按钮（d,f）打开 --FBOFF（d,f）：楼层按钮（d,f）关闭 两个事件： -- FBP（d,f）：楼层按钮（d,f）被按下 -- EAF（1……n,f）：电梯1或……或n到达f层
SOFTWARE ENGINEERING
形式化转换规则
• S（d，e，f）：电梯e停在f层并且移动方向 由d确定为向上（d=U）或向下（d=D）或 待定（d=N）。
SOFTWARE ENGINEERING
4.3 Petri网
• 4.3.1概念（描述并发活动、处理定时需求） • 四元组C=（P,T,I,O） • P={P1,……,Pn}是一个有穷位置集，n≥0 • T ={t1,……,tm} 是一个有穷转换集，m≥0 • I：T→P∞为输入函数，是由转换到位置无序单位
图4.8图4.7的Petri网在转换t2被激发后的情况
SOFTWARE ENGINEERING
图4.10 Petri网表示的电梯按钮
SOFTWARE ENGINEERING
1. 电梯按钮
4.3.2例子
图4.10 Petri网表示的电梯按钮
SOFTWARE ENGINEERING
2. 楼层按钮
图4.11Petri网表示楼层按钮
组的映射 • O：T→P∞ 为输出函数，是由转换到位置无序单
位组的映射 • 一个无序单位组或多重组是允许一个元素有多个
实例的广义集
SOFTWARE ENGINEERING
图4.5 Petri网的组成
图4.6带标记的Petri网
SOFTWARE ENGINEERING
图4.7图4.6的Petri网在转换t1被激发后的情况
SOFTWARE ENGINEERING
4.1.3应用形式化方法的准则
1 应该选用适当的表示方法（每种形式化语言都有各自的特 点）
2 应该形式化，但不要过分形式化 3 应该估算成本 4 应该有形式化方法顾问随时提供咨询 5 不应该放弃传统的开发方法 6 应该建立详尽的文档 7 不应该放弃质量标准 8 不应该盲目依赖形式化方法 9 应该测试、测试再测试 10 应该重用
• FBOFF（d,f）+ FBP（d,f）+not S（d， 1……n，f） → FBON（d,f）
• FBON（d,f）+ EAF（1……n,f）+ S（d， 1……n，f） → FBOFF（d,f）
• 其中d=UorD
SOFTWARE ENGINEERING
电梯的状态转换
• 电梯的3个状态： • M（d，e，f）：电梯e沿着d方向移动，即将到达
SOFTWARE ENGINEERING
4.4 Z语言
• 4.4.1简介 • 1. 给定的集合 • 2. 状态定义
图4.12Z格S的格式
SOFTWARE ENGINEERING
图4.13Z格Button_State
SOFTWARE ENGINEERING
SOFTWASOFTWARE ENGINEERING
形式化转换规则
• S（U，e，f）+DC（e，f） → M（U，e，f+1） • S（D，e，f）+DC（e，f） → M（D，e，f-1） • S（N，e，f）+DC（e，f） → W（e，f）
4形式化语言
4.1概述
• 4.1.1非形式化方法的缺点 • 用自然语言书写的系统规格说明书，可能
存在矛盾、二义性、含糊性、不完整性及 抽象层次混乱等问题。 • 4.1.2形式化方法的优点 • 简洁准确描述物理现象、对象或动作的结 果 • 适合于表示状态，表示“做什么” • 数学规格说明 可以用数学方法验证
图4.1保险箱的状态转换图
SOFTWARE ENGINEERING
SOFTWARE ENGINEERING
保险箱的有穷状态机
• 状态集J：{保险箱锁定，A,B，保险箱解锁， 报警}
• 输入集K：{1L,1R,2L,2R,3L,3R} • 转换函数T：如表4.1 • 初始态S：保险箱锁定 • 终态集F：{保险箱解锁，报警}