编译原理符号表
编译原理：第八章 符号表
合肥工业大学 计算机与信息学院软件所
表 0.1 符号名表 SNT NAME INFORMATION 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
表 0.2 常数表 CT 值 (VALUE) (1) 1 (2) 4
表 0.3 入口名表 ENT NAME INFORMATION (1) INCWAP 二目子程序, 入口四元式:1
ax→
数组下限 数组上限 数组元素的体积 数组本身的体积 当元素为数组时，它指向 数组元素类型 数组的下标类型 该元素数组信息在atab表 中的位置，其他情况为0
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type a=array[1..10, 1..10] of integer;
name kind typ ref
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PL 语言编译程序的符号表
1. 表格的定义 名字表(nametab) 程序体表(btab) 层次显示表(display) 数组信息表(atab) 中间代码表(code)
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1) 名字表(nametab) 名字表nametab：登记程序中出现的各种名 字及其属性
lastpar last psize vsize 0 1
bx→
指向本程序体中最后一个形式参在 本程序体所有局部数据所 指向本程序体中最后一个名字在 本程序体所有形参所需体积、包 nametab 中的位置 需空间大小 nametab 中的位置 括连接数据所占空间
编译原理课程设计符号表
编译原理课程设计符号表一、教学目标本节课的教学目标是使学生掌握编译原理中的符号表概念及其在编译过程中的作用。
通过本节课的学习，学生应能理解符号表的定义、功能和基本操作，掌握如何使用符号表进行变量、函数等标识符的管理。
1.了解符号表的概念及其在编译过程中的作用。
2.掌握符号表的基本操作，包括插入、查找和删除。
3.理解符号表在程序语言中的重要性。
4.能够使用符号表管理程序中的标识符。
5.能够分析程序中的标识符使用情况，并生成相应的符号表。
情感态度价值观目标：1.培养学生对编译原理的兴趣，提高学生对编程语言的理解。
2.培养学生团队协作、自主探究的学习态度。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括符号表的定义、功能、基本操作及其在编译过程中的应用。
具体包括以下几个部分：1.符号表的定义与功能：介绍符号表的概念，解释其在编译过程中的作用，如变量、函数的管理等。
2.符号表的基本操作：讲解符号表的插入、查找和删除等基本操作，并通过实例进行演示。
3.符号表在程序语言中的应用：分析符号表在编程语言中的重要性，举例说明其应用场景。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性，本节课将采用多种教学方法相结合的方式进行教学，包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
1.讲授法：用于讲解符号表的基本概念、原理和操作。
2.讨论法：学生针对符号表的应用场景进行讨论，促进学生思考。
3.案例分析法：通过分析具体编程语言中的符号表实例，使学生更好地理解符号表的作用。
4.实验法：安排学生在实验环节实际操作符号表，巩固所学知识。
四、教学资源本节课所需的教学资源包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备等。
具体如下：1.教材：选用《编译原理》教材，为学生提供理论知识的学习。
2.参考书：推荐学生阅读《编译原理教程》等参考书，丰富学生的知识体系。
3.多媒体资料：制作PPT、动画等多媒体资料，帮助学生形象地理解符号表的概念和操作。
4.实验设备：提供计算机等实验设备，让学生在实验环节实际操作符号表。
编译原理符号表的代码实现
编译原理符号表的代码实现//----------------------------符号表---------------------------------------//预定义struct snode;struct stable;//符号表结点struct snode{string text; //符号名称string type; //符号类型union {int ival;double rval;}value; //值------------int offset; //偏移量snode *nextn; //指向下⼀个节点stable *header; //指向下属符号表的表头};//符号表表头struct stable{stable *previous; //指向先前创建的符号表表头snode *firstnode; //指向第⼀个结点stable *ifnoelements;//如果此表为空，则⽤它指向下⼀个表头};//当前表头stable *currtab;//建⽴新表，返回表头指针//参数：当前的节点的表头stable *mktable(stable *previous){stable *newtable =new stable;newtable->previous=previous;newtable->ifnoelements=0;newtable->firstnode=0;if(previous->firstnode==0){previous->ifnoelements=newtable;}else{snode* ininode=previous->firstnode;while(ininode->nextn!=0){ininode=ininode->nextn;}ininode->header=newtable;}currtab=newtable;return newtable;}//在node指向的符号表中为text建⽴⼀个新表项，返回新建⽴的结点//参数：node为当前的节点的表头，text名称，type类型，offset偏移snode *enter(stable *table,string text,string type,int offset,double value){//创建节点snode *newnode = new snode;newnode->text=text;newnode->type=type;newnode->offset=offset;newnode->nextn=0;newnode->header=0;if(type=="int"){newnode->value.ival=value;else if(type=="real"){newnode->value.rval=value;}//判断此表是否⽆元素if(currtab->firstnode==0){currtab->firstnode=newnode;currtab->ifnoelements=0;}else{snode* addnode=currtab->firstnode;while(addnode->nextn!=0){addnode=addnode->nextn;}addnode->nextn=newnode;}return newnode;}//初始化符号表，返回表头节点void inittab(){stable *initable = new stable;initable->firstnode=0;initable->previous=0;initable->ifnoelements=0;currtab=initable;}//查找指针，表⽰结果snode *searchresult;//查找变量，返回指向该变量的指针//查找变量，返回指向该变量的指针snode* search(string name){//检查表是否空bool isempty=true;stable* checktab=currtab;if(checktab->firstnode!=0){isempty=false;}while(checktab->previous!=0){if(checktab->firstnode!=0){isempty=false;}checktab=checktab->previous;}if(checktab->firstnode!=0){isempty=false;}if(isempty){return 0;}snode* lastnode;if(currtab->firstnode==0){//移到⾮空的表头stable* notnullhead=currtab;while(notnullhead->firstnode==0){notnullhead=notnullhead->previous;}snode* tmpnode=notnullhead->firstnode; //移到最后的元素while(tmpnode->nextn!=0)tmpnode=tmpnode->nextn;}lastnode=tmpnode;}else{lastnode=currtab->firstnode;while(lastnode->nextn!=0){lastnode=lastnode->nextn;}}//移到表头stable* fronttab=currtab;while(fronttab->previous!=0){fronttab=fronttab->previous; }snode* nownode=0;while(nownode!=lastnode){while(fronttab->ifnoelements!=0) {fronttab=fronttab->ifnoelements; }nownode=fronttab->firstnode; while(nownode->nextn!=0){if(nownode->text==name){searchresult=nownode;return searchresult;}nownode=nownode->nextn;}if(nownode->text==name){searchresult=nownode;return searchresult;}fronttab=nownode->header; }if(nownode->text==name){searchresult=nownode;return searchresult;}return 0;}//消毁符号表void delNode(){//more codes here......}。
编译原理符号表的应用
编译原理符号表的应用1. 什么是编译原理符号表编译原理中的符号表是一种数据结构，用于记录程序中各个符号的相关信息，包括变量名、函数名、常量等。
在编译过程中，符号表起着重要的作用，可以进行词法分析、语法分析和语义分析等过程中的变量和函数的命名检查、重名检查以及类型检查等功能。
2. 符号表的组织结构符号表可以采用不同的组织结构，最常见的有线性表、散列表和树等。
下面列举了几种常见的符号表组织结构：•线性表：符号表可以通过数组或链表等数据结构来表示。
•散列表：采用散列函数对符号进行映射，能够快速地查找符号。
•树：符号表可以用二叉搜索树、AVL树或红黑树等数据结构来表示，支持快速的查找、插入和删除操作。
3. 符号表在编译过程中的应用符号表在编译过程中扮演着重要的角色，下面介绍了符号表在不同阶段的应用：3.1 词法分析阶段在词法分析阶段，编译器通过符号表来记录程序中出现的各个标识符的信息，包括变量名、函数名和常量等。
符号表可以用来进行标识符的重名检查，以及维护标识符的属性信息，比如变量的类型、作用域和内存地址等。
3.2 语法分析阶段在语法分析阶段，编译器需要判断语法是否正确，并生成语法树。
符号表在此阶段可以用来进行各种类型的语法检查，比如检查函数参数的类型、检查类型转换的合法性等。
符号表还可以用来维护函数的参数表和局部变量表等信息。
3.3 语义分析阶段在语义分析阶段，编译器需要对代码进行语义检查，包括类型检查、作用域检查等。
符号表是进行这些检查的重要依据，通过符号表可以判断变量是否被定义、变量的作用域和类型是否匹配等。
3.4 中间代码生成阶段在中间代码生成阶段，编译器需要将源代码转换成中间代码，符号表可以用来生成中间表示时的参考依据。
符号表可以用来维护中间变量的属性信息，并生成中间代码时进行类型转换的判断。
3.5 代码优化和目标代码生成阶段在代码优化和目标代码生成阶段，符号表可以用来进行变量的寄存器分配和内存分配等操作。
编译原理符号表的作用
编译原理符号表的作用介绍编译原理中的符号表是一个重要的数据结构，用于存储程序中的标识符及其相关信息。
标识符可以是变量、常量、函数名等，在编译过程中需要进行词法和语义分析，符号表提供了一个地方来管理这些标识符，并为编译器的其他模块提供必要的信息。
作用符号表在编译过程中起着关键作用，它具有以下几个主要作用。
1. 标识符的声明符号表记录了程序中所有标识符的声明情况，包括标识符的类型、作用域等信息。
对于变量，符号表可以记录其数据类型和内存地址；对于函数，符号表可以记录其参数列表、返回值类型等。
编译器可以通过符号表查找标识符的声明信息，并根据需要进行语义检查和代码优化。
2. 标识符的引用和解析编译过程中，标识符可能会被多次引用，符号表用于解析标识符的引用。
编译器可以根据符号表中的信息确定标识符的类型、作用域等，从而进行语义检查和类型推导。
如果编译器在符号表中找不到对应的标识符，就会报错或警告，提示可能存在的错误。
3. 作用域管理符号表还可以用于管理标识符的作用域。
在程序中，不同的代码块可能定义了相同名称的标识符，符号表可以通过作用域信息来区分这些标识符。
当编译器遇到一个标识符时，它可以在符号表中查找该标识符的作用域，并根据作用域规则来解析标识符的含义。
4. 错误检测和提示符号表还可以用于错误检测和提示。
编译器可以通过符号表判断标识符是否已经定义或声明，以及是否满足相应的语义规则。
如果标识符在符号表中已经存在多个定义，编译器可以发现这种错误，并给出相应的错误提示信息。
符号表的组织结构为了高效地实现符号表的作用，通常采用哈希表或树形结构来组织符号表。
下面是一些常见的符号表组织结构。
1. 线性表符号表可以使用线性表结构进行组织，例如数组、链表等。
线性表结构简单直观，适用于较小规模的符号表。
但对于大规模的符号表，线性表的查找效率较低。
2. 哈希表哈希表是一种基于键值对存储的数据结构，可以快速地查找和插入数据。
符号表中的标识符可以作为哈希表的键，对应的信息可以作为值进行存储。
编译原理符号表的原理及典型实例
05
符号表的设计与实现
符号表的数据结构设计
符号表的数据结构应满足高效、 易扩展和易维护的要求，通常 采用哈希表、二叉树等数据结
构实现。
符号表应包含符号名称、符 号类型、符号属性等信息， 以便在编译过程中快速查找
和识别符号。
符号表还应支持动态添加、删 除和修改等操作，以适应源代
码中符号的变化。
符号表的实现算法
常量名的符号表实例
总结词
常量名符号表实例展示了如何使用符号表来管理程序中的常量。
详细描述
常量名符号表记录了常量的名称、类型和值等信息。通过符号表，编译器能够方 便地查找常量的定义和使用，并进行相应的语义分析和代码生成。在处理常量时 ，符号表有助于编译器优化程序的性能，例如常量折叠和常量传播等。
04
编译原理符号表的原 理及典型实例
目录
• 编译原理符号表概述 • 符号表的原理 • 符号表的典型实例 • 符号表在编译过程中的应用 • 符号表的设计与实现
01
编译原理符号表概述
符号表的概念
符号表是一种用于存储程序中标识符 信息的数据结构，主要用于编译过程 中对标识符进行跟踪和管理。
符号表中的每个条目都包含有关标识 符的信息，如名称、类型、作用域等。
如果符号表中存在该标识符的信息，编译器就可以 使用这些信息来生成相应的代码。
符号表的更新
01
在编译过程中，符号表可能会被更新以反映源代码的变化。
02
当源代码中添加、删除或修改标识符时，符号表中的相关信息
也需要相应地更新。
更新符号表的过程通常涉及到在哈希表中插入、删除或修改相
03
应的条目。
03
符号表的典型实例
典型实例
编译原理符号表
编译原理符号表1. 引言编译原理是计算机科学领域中一个重要的研究方向，它研究的是将高级语言程序转化为机器语言的过程。
在编译器中，符号表是一种常用的数据结构，用于存储程序中的各种符号及其相关信息。
本文将深入探讨编译原理符号表的概念、作用、设计方法以及常见的符号表实现方式。
2. 符号表的概念和作用2.1 符号表的定义符号表是编译器中用于存储程序中各种符号信息的数据结构。
它一般由编译器自动生成和维护，用于支持语法分析、语义分析和代码生成等编译过程。
2.2 符号表的作用符号表在编译器的各个阶段都发挥着重要的作用：•语法分析阶段：符号表用于识别和存储各种变量、函数和类型的声明信息，以支持后续的语义分析过程。
•语义分析阶段：符号表用于检查变量和函数的引用是否合法，并记录其类型信息和作用域等属性，以支持类型检查和语义约束的验证。
•代码生成阶段：符号表用于存储中间代码和目标代码中的符号引用和符号定义的映射关系，以支持代码生成和目标代码优化等过程。
3. 符号表的设计方法3.1 符号表的数据结构符号表的数据结构通常由符号表项组成，每个符号表项用于存储一个符号及其相关信息。
常见的符号表项包括符号名称、符号类型、作用域、内存地址等。
3.2 符号表的组织方式符号表的组织方式可以有多种选择，常见的包括线性表、哈希表、树和图等。
选择合适的组织方式可以提高符号表的查询效率和插入删除的性能。
3.3 符号表的查询算法符号表的查询算法是指根据给定的符号名称，在符号表中进行查找并返回对应的符号表项。
常见的查询算法有线性搜索、二分搜索和哈希搜索等，选择合适的查询算法可以提高符号表的查询效率。
4. 常见的符号表实现方式4.1 线性表实现线性表实现是符号表最简单的一种实现方式，它可以使用数组或链表来存储符号表项。
线性表实现的优点是简单易懂，缺点是查询效率较低，随着符号表规模的增大，性能下降明显。
4.2 哈希表实现哈希表实现是一种常用的符号表实现方式，它通过哈希函数将符号名称映射到符号表项存储的位置。
编译原理lxy第8章
第9页
编译原理
符号表
编译开始时，符号表或者是空的，或者预先存放了 编译开始时，符号表或者是空的， 一些保留字和标准函数名的有关项。 一些保留字和标准函数名的有关项。在整个编译过程 符号表的查填频率是非常高的。 中，符号表的查填频率是非常高的。编译工作的相当 一大部分时间是花费在查填符号表上。所以， 一大部分时间是花费在查填符号表上。所以，研究表 格结构和查填方法是一件非常重要的事情。下面， 格结构和查填方法是一件非常重要的事情。下面，我 们简略地介绍几种一般的表格构造法和查填法。 们简略地介绍几种一般的表格构造法和查填法。
第10页
编译原理 整理和查找
符号表
编译开始时，符号表或者是空的，或者预先存放了一些保留 编译开始时，符号表或者是空的， 字和标准函数名的有关项。在整个编译过程中， 字和标准函数名的有关项。在整个编译过程中，符号表的查 填频率是非常高的。 填频率是非常高的。编译工作的相当一大部分时间是花费在 查填符号表上。 查填符号表上。 符号表作为一个多元组， 符号表作为一个多元组，表中元组之间的排列组织是构造符 号表的重要成分。在编译程序的整个工作过程中， 号表的重要成分。在编译程序的整个工作过程中，符号表被 频繁也用来建立表项，查找表项，填充和引用表项的属性。 频繁也用来建立表项，查找表项，填充和引用表项的属性。 因此表项的排列组织对该系统运行的效率起着十分重要的作 用。
第4页
编译原理 符号表的作用
符号表
概括地说，一张符号表的每一项（或称入口）包含两大栏 概括地说，一张符号表的每一项（或称入口） 或称区段，字域），即名字栏和信息栏。表格的形式是： ），即名字栏和信息栏 （或称区段，字域），即名字栏和信息栏。表格的形式是：
第5页
编译原理 符号表3
…
｝ // 第四层尾
…a… // 引用的是哪个a？
｝ // 第三层尾 所以，在符号表属性中需要
｝ // 第二层尾 ｝ // 第一层尾
记录表示该符号在程序结构
16
上被定义的层次。 广东工业大学计算机学院
LOGO
⑤ 符号变量的存储分配信息
可以根据以下因素来确定每一个变量应分配到哪一个存储 区(静态或动态存储区)，以及在该区中的具体位置：
② 符号的类型
标识符中除过程标识符之外，函数和变量标识符都具 有数据类型（data type）属性。对于函数的数据类 型指的是该函数值的数据类型。基本数据类型有整型、 实型、字符型、逻辑型（布尔型）及位组型等，符号 的类型属性是在该符号的定义时得到。变量符号的类 型属性决定了该变量的数据在存储空间的存储格式， 还决定了在该变量上可以施加的运算操作。
13
LOGO 广东工业大学计算机学院
④ 符号的作用域及可视性
一个变量的作用域即该变量可以出现的场合，也就是说在 某个变量作用域范围内该变量是可引用的，这就是变量可 视性的作用域规则。
但是变量可视性不仅仅取决于它的作用域，还有两种情况 影响到一个变量的可视性。
⑴ 函数的形式参数：影响变量可视性的举例
int a；
// 外部定义的整型变量a
int func(a, b)
float a； // 函数内部定义的局部整型变量a,
int b；
{…
在函数func中可看
b = b + a; // 引用的是哪一个a？ 到的是float a，
…
14
}
看不到int a。
LOGO 广东工业大学计算机学院
函数的形式参数(续)
编译原理第八章 符号表
8.3 名字的作用范围（Fortran）
• Fortran 局部、全局
• 执行时过程（函数）不
Name
Information
嵌套，局部区域只有一
···
局
个现行段；
···
部 • 编译时，尽管查填符号
表过程只限于局部，但
考虑到地址分配的全局
性，需将每个程序段符
号表保存在外存中，采
• 定长方式 • 间接方式 （1）名字的间接存储 （2）信息的间接存储
Name ● ●
Information
如何组织
方式
6 S A MP L E 3 S U M
Name
Information ● ●
数组信息表 维数 首地址 维1
内情向量表
··· ···
以数组为例 维n
如何组织
• 对于名称：把所有标识符都存放在一个 独立的字符串数组，主栏只放一个指示 器和一个整数（名字的长度）
var f, g: real; procedure B3(y:real) const b=5; procedure B4 … end B4 end B3
end B2 end B1
8.3 名字的作用范围 （Pascal）
top
（14）…
B4 （13）…
0
h （12）… 13
sp b （11）…
12
y （10）…
最近使用优先查找 （链头）
较难
中 排序整理 折半查找
二叉树
较难
中 构造排序树，查找时 依子树次序逼近。
杂凑(哈希
难
表）
高 杂凑函数： 名称于位置的映射 基于计算的查找。
数据结构的知识
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编译原理符号表
符号表是编译器中一个非常重要的数据结构，用于存储程序中的标识
符（如变量、函数名等）和对应的属性信息（如数据类型、作用域等）。
在编译器的各个阶段，都需要使用符号表来进行词法分析、语
法分析、语义分析等操作，因此符号表设计的好坏直接影响到编译器
的质量和效率。
一般来讲，符号表可以被看作是一个以标识符为键、以属性信息为值
的映射表。
在编译器的词法分析阶段，源代码中的每个标识符都会被
扫描并加入符号表中，同时为每个标识符生成一个唯一的“id”（也
称为“符号表条目”）作为在后续处理中访问符号表的索引。
在编译器的语法分析和语义分析阶段，编译器会利用符号表进行语法
分析和语义检查。
例如，在语法分析阶段，编译器需要判断变量是否
被正确声明和使用，因此需要在符号表中查找变量的属性信息；而在
语义分析阶段，编译器需要对表达式进行类型检查或者函数调用进行
参数匹配，因此也需要在符号表中查找相关的属性信息。
需要注意的是，符号表的实现需要考虑到标识符的作用域、重复定义、名称空间等问题。
一般来说，编译器需要支持不同作用域之间的变量
共存和访问，因此需要为不同的作用域维护不同的符号表。
当在一个
新作用域中遇到相同的标识符时，编译器应该创建新的符号表条目；而在同一作用域中出现重复定义时，编译器应该抛出错误信息。
同样需要注意的是，符号表的实现也需要考虑到数据结构的效率和空间占用。
一些常用的实现方式包括基于哈希表的实现、基于树的实现（如平衡树、二叉查找树等）等。
在编译器优化阶段，符号表的实现也会影响编译器生成的目标代码的质量和效率。
例如，在常量表达式优化中，编译器使用符号表来维护常量的值和类型信息，从而可以直接进行常量表达式的求值，而不必在运行时才计算。
总的来说，在编译器中，符号表是一个极其重要的数据结构，对于编译器的性能和代码质量有着重要的影响。
因此，在设计和实现编译器时，需要认真考虑符号表的性能和可扩展性，并且根据具体的编程语言特性进行相应的优化。