编译原理作业解析——第五章语法制导翻译技术
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编译原理课件05语法制导翻译技术和中间代码生成
5.4 中间代码
四元式的特点: 1. 四元式出现的顺序和语法成份的计值 顺序相一致. 2. 四元式之间的联系是通过临时变量实 现的,这样易于调整和变动四元式. 3. 便于优化处理.
5.4 中间代码
编译系统中,有时将四元式表示成另一 种更直观,更易理解的形式——三地址代 码或三地址语句. 三地址代码形式定义为: result := arg1 OP arg2 三地址语句:语句中是三个量的赋值语句, 三地址语句 每个量占一个地址.
5.5 自下而上的语法制导翻译
例3 简单算术表达式翻译到四元式的 语义描述 例如,设有简单算术表达式的文法: E→E+E | E*E | (E) | i
T R / S T
c S a c
c R S
输入是bR / bTc / bSc /ac 输出为: 1 4 5 314 24 31 给出相应语义动作(翻 译方案) S→bTc { print "1"} { print "2"} S→a R T→R { print "3"} R→R/S { print "4"} R→S { print "5"}
5.1 概述
例如: 表达式 A+B*C 对运算对象进行类型检查, 对变 量进行先定义后使用检查 执行真正的翻译 如果静态语义正确, 语义处理则要执 行真正的翻译, 即生成程序的某种中间 代码的形式或直接生成目标代码.
5.1 概述
目前多数编译程序进行语义分析的方 法是采用语法制导翻译法 .它不是一种 采用语法制导翻译法 形式系统, 但它比较接近形式化. 语法制导翻译法使用属性文法为工具 来描述程序设计语言的语义.
5.4 中间代码
编译原理第五章 语法制导翻译及中间代码生成
① ② ③ ④ (U_minus, b, - ) ( + , c, d ) ( * , ①, ② ) ( := , ③, a )
式①中的运算符U_minus表示一元减运算。
翻译程序中使用的辅助函数
⒈int LookUp(char *Name)—以Name查 符号表，若查到则返回相应登记项的序号 (≥1),否则返回0。 ⒉int Enter(char* Name)—以Name为名 字在符号表中登录新的一项,返回值为该项 的序号。 ⒊int Entry(char *Name)—以Name为名 字查、填符号表:
定义 5.3 对每个产生式p:X0→X1X2…Xn ， 设属性定义性出现的集合为 AF(p)={Xi.a|Xi.a=f(Xk1.ak1,…,Xkm.ak m) ∈R(p), 0≤kj≤n} 若Xi 是产生式左部的非终结符(即i=0),则称 属 性 Xi.a 是 综 合 属 性 (Synthesized Synthesized Attributes);若Xi 出现在产生式的右部(即 Attributes 1≤i≤n),则称Xi.a是继承属性（Inherited Inherited Attributes）。 Attributes
逆波兰表示
每一运算符都置于其运算对象之后，故称 为后缀表示。 特点: 特点:表达式中各个运算 运算是按运算符出现的 运算符出现的 顺序进行的，无须使用括号来指示运算顺 顺序进行的 序，因而又称为无括号式 无括号式。
逆波兰表示逆波兰表示-例子
中缀表示 后缀表示
A+B AB+ A+B*C ABC*+ (A+B)*(C+D) AB+CD+* x/y^z-d*e xyz^/de*(a=0∧b>3)∨(e∧x<>y) 思考：能否表示if e then s1 else s2这样的语句？ a0=b3>∧exy<>∧∨ ∧ ∧∨ 将后缀式的符号存放在POST[n]中，
式①中的运算符U_minus表示一元减运算。
翻译程序中使用的辅助函数
⒈int LookUp(char *Name)—以Name查 符号表，若查到则返回相应登记项的序号 (≥1),否则返回0。 ⒉int Enter(char* Name)—以Name为名 字在符号表中登录新的一项,返回值为该项 的序号。 ⒊int Entry(char *Name)—以Name为名 字查、填符号表:
定义 5.3 对每个产生式p:X0→X1X2…Xn ， 设属性定义性出现的集合为 AF(p)={Xi.a|Xi.a=f(Xk1.ak1,…,Xkm.ak m) ∈R(p), 0≤kj≤n} 若Xi 是产生式左部的非终结符(即i=0),则称 属 性 Xi.a 是 综 合 属 性 (Synthesized Synthesized Attributes);若Xi 出现在产生式的右部(即 Attributes 1≤i≤n),则称Xi.a是继承属性（Inherited Inherited Attributes）。 Attributes
逆波兰表示
每一运算符都置于其运算对象之后，故称 为后缀表示。 特点: 特点:表达式中各个运算 运算是按运算符出现的 运算符出现的 顺序进行的，无须使用括号来指示运算顺 顺序进行的 序，因而又称为无括号式 无括号式。
逆波兰表示逆波兰表示-例子
中缀表示 后缀表示
A+B AB+ A+B*C ABC*+ (A+B)*(C+D) AB+CD+* x/y^z-d*e xyz^/de*(a=0∧b>3)∨(e∧x<>y) 思考：能否表示if e then s1 else s2这样的语句？ a0=b3>∧exy<>∧∨ ∧ ∧∨ 将后缀式的符号存放在POST[n]中，
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编译原理课件05语法制导翻译技术和 中间代码生成
21、静念园林好，人间良可辞。 22、步步寻往迹，有处特依依。 23、望云惭高鸟，临木愧游鱼。 24、结庐在人境，而无车马喧；问君 何能尔 ？心远 地自偏 。 25、人生归有道，衣食固其端。
46、我们若已接受最坏的，就再没有什么损失。——卡耐基 47、书到ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特
编译原理第五章语法制导翻译
状态 0 1 2 3 4 5 6 7 8
+
s5 r4 r3 r1 r2
LR(0)分析表 action o n b # S4 S3 acc s7 r4 r4 r4 r4 r3 r3 r3 r3 s4 s3 r1 r1 r1 r1 s4 s3 r2 r2 r2 r2
GOTO E T 1 2
6 8
LR分析器的栈加入语义值。
的前缀表示法相比较，其共同的特点是： 1. 运算符的个数不变 2. 运算量的次序和个数不变 同时, 逆波兰表示法还具有两个明显的优点： 1. 无括号，形式简洁清楚 2. 运算符的顺序与运算的次序完全相同
（4）相关名字检查。有时，同一名字必须出现两 次或多次。例如，Ada 语言程序中，循环或程 序块可以有一个名字，出现在这些结构的开头 和结尾，编译程序必须检查这两个地方用的名 字是相同的。 (5)名字的作用域分析
如果语义正确，则进行中间代码的翻译。
中间代码
何谓中间代码 . Intermediate code Intermediate representation Intermediate language
第五章 语法制导翻译和 中间代码的生成
本章的主要内容
语法制导翻译的基本思想；
典型的中间代码表示法；
产生中间代码的语义子程序设计；
各种基本语言成分的自下而上分析的制导
翻译； 类型检查的基本原理。
语义分析是干什么的？
其任务是对语法分析所识别出的各类语法范畴， 分析其含义，并进行初步翻译。 包括两个方面的工作。 首先是对各种语法范畴进行静态语义检查，例 如，变量是否定义、类型是否正确等等。 如果语义正确，则进行中间代码的翻译。
编译原理 第5章语法制导的翻译
属性和文法符号相关联 规则和产生式相关联
根据需要，将文法符号和某些属性相关联， 并通过语义规则来描述如何计算属性的值
E→E1+T E.code=E1.code || T.code || ‘+’ code表示了我们关心的表达式的逆波兰表示，规则说明 加法表达式的逆波兰表示由两个分量的逆波兰表示并置， 然后加上‘+’得到。
digitlexval=3
18
适用于自顶向下分析的SDD
前面的表达式文法存在直接左递归，因 此无法直接用自顶向下方法处理。 消除左递归之后，无法直接使用属性val 进行处理：
比如规则：T→FT’ T’→*FT’ T对应的项中，第一个因子对应于F， 而运算符在T’中。
19
相同表达式的不同文法的比较
38
例5.15 分析栈实现的例子
假设语法分析栈存放在一个被称为stack 的记录数组中，下标top指向栈顶；
stack[top]指向这个栈的栈顶；stack[top-1] 指向栈顶下一个位置； 如果不同的文法符号有不同的属性集合，我 们可以使用union来保存这些属性值。（归 约时，我们知道栈顶向下的各个符号分别是 什么）
语义翻译的流程
输 入 符 号 串 分 析 树 依 赖 图
语
义
规
则
的 计
实际上，编译中语义翻译的实现并不是 按图中的流程处理的；而是随语法分析 的进展，识别出一个语法结构，就对它 的语义进行分析和翻译。
算
9
5.1 语法制导定义
4.什么是语法制导定义（SDD） 上下文无关文法和属性/规则的结合；
第五章++语法制导翻译(2)
X.x Y.y Z.z top
编译原理
4
L→En E → E1 + T E→T T → T1 * F T→F F→ (E) → F → digit
{ print (E.val); } { E.val := E1 .val + T.val;} { E.val := T.val;} { T.val := T1.val × F.val ;} { T.val := F.val; } { F.val := E.val; } { F.val := digit.lexval; }
编译原理 31
表达式9 5+2的计算 表达式9-5+2的计算
E val T.val=9 num.val=9 i=9Rs
-
T.val=5
i=4Rs i=6Rs
num.val=5 + T.val=2 num.val=2
编译原理
ε
32
例5.15 转换后的构造语法树的翻译模式
E→T R R→+ T R1 R→T R1 R→ε T→( E ) T → id T → num
A → A1Y A→X { A.a := g (A1.a, Y.y) } { A.a := f (X.x) }
消除左递归后： A→X { R.i := f (X.x) } R { A.a := R.s } R→Y { R1.i := g (R.i, Y.y) } R1 { R.s := R1.s } R→ε { R.s := R.i }
编译原理
8
例5.16 翻译为前缀表达式
L→En E → {print(‘+’)} E1+ T E→T T → {print(‘*’)} T1* F T→F F → (E) F → digit {print(digit.lexval)}
编译原理 第5章 语法制导翻译技术和中间代码生成
必须使用下标进行区分。例： number1number2digit
8
●
example
1) 已知无符号数文法如下，请改写成值属性文法，并对345 进行语义分析。 number number digit | digit digit 0|1|2|3|4|5|6|7|8|9 解： grammar rule
21
对 345进行属性值计算的语法树
number (val=34*10+5=345)
number (val=3*10+4=34)
number (val=3) digit (val=4) 4
digit (val=5) 5
digit (val=3) 3
22
●
example
2) 已知简单的整数算术表达式文法如下，请改写成值属性文 法，并对 (34-3)*42 进行语义分析。 exp exp + term | exp-term | term term term*factor | factor factor (exp) | number 解： grammar rule exp1 exp2+term exp1 exp2-term exp term term1 term2*factor term factor factor (exp) factor number
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■ 练习
1.简单的整数算术表达式文法如下，请改写成 值属性文法。 E E+ T | T T T*F | F F (E) | I 2. 已知无符号数文法如下，请改写成值属性 文法。 NND|D D0|1|2|3|4|5|6|7|8|9
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属性分为两类:综合属性和继承属性.一般情况下, 综合属性属于”自下而上”传递信息,继承属性用于 ”自上而下”传递信息. 又根据不同的处理要求，属性可以多种方式出现， 也就是说，与文法符号相关联的可以是各种属性、 语义规则，或者某种程序设计语言的程序段等。
编译原理5语法制导翻译技术和中间代码生成new
作一个100次的循环：
i:=1;
10: if i<=100 then begin s:=s+i; i:=i+1; goto 10
end
i 1 := i 100 <= 21 FJ s s 1 2 3 4 5 i + := i i 1 + := 4 RJ
6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
5.3语法制导翻译概述 语法制导翻译法的基本思想：对文法中的每个产生式都附加 上一个语义动作或语义子程序，在执行语法分析的过程中， 每当使用一条产生式进行推导或归约时，就执行相应的产生 式的语义动作。 这些语义动作不仅指明了该产生式所产生的符号串的意义， 而且还根据这种意义规定了对应的加工动作，从而完成预定 的翻译工作。 语法制导翻译法就是在语法分析过程中随着分析的逐步发展， 根据相应文法的每一规则所对应的语义子程序进行翻译的方 法。具体分为自底向上语法制导翻译和自顶向下语法制导翻 译两种。
k:=i*i –j * j ;
i:=0 ; j:=0 End
4 )循环语句的逆波兰表示
对于所有循环语句，我们都可以把它改造为条件语句和转向语 句的组合。
例：for i:=a to b do S:=S+i 可以改写为： i:=a; 10: if i<=b then begin S:=S+i; i:=i+1; goto 10 end
例：赋值语句
x:=5 逆波兰式：x5:=； x:=a*b-c/d 逆波兰式：xab*cd/-:=
2)转向语句的逆波兰式表示 转向语句：goto〈标号〉 逆波兰表示为：〈标号〉LJ 3)条件语句的逆波兰表示
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第十三次作业 P194 1、2、4(2)(4) 5(3) 8 10 5. 将下列后缀式改写为中缀式表示： (1) abc-*cd+e/- : 解答: a*(b-c)-(c+d)/e (3) abc+a0>∧ab+0<>a0<∧∨ : 解答: (a b+c∧a>0) ∨(a+b<>0∧a<0)
第十三次作业 P194 1、2、4(2)(4) 5(3) 8 10
8. 写出下列赋值语句的自下而上语法制导翻译过程， 并给出产生四元式序列：a:=b*(c+d)
解 答:
第十三次作业 P194 1、2、4(2)(4) 5(3) 8 10
解 答:
第十三次作业 P194 1、2、4(2)(4) 5(3) 8 10 8. 写出下列赋值语句的自下而上语法制导翻 译过程，并给出产生四元式序列： 解 a:=b*(c+d)
编译原理作业解析—— 第五章语法制导翻译技术
第十三次作业 P194 1、2、4(2)(4) 5(3) 8 10
1. 按照语法 解答： 制导翻译的 一般原理， 给出表达式 (5*4+8)*2 的语法树各 结点并注明 语义值VAL。
第十三次作业 P194 1、2、4(2)(4) 5(3) 8 10
2. 给出下面表达式的后缀式表示： (3) a+b*(c+d/e) : abcde/+*+ (4) (a∧b)∨(┐c∨d) : ab∧c┐d∨∨ (5) –a+b*(-c+d) : a-bc-d+*+ (6) (a∨b) ∧(c∨┐d∧e) : ab∨cd ┐e∧∨∧ (7) if (x+y)*z<>0 then (a+b)↑c else a↑b↑c xy+z* p1 JEZ ab+c↑ p2 JUMP ab↑c↑ P1=15 P2=20
四元式序列如下所示： (1) (jnz, a, , 3) a的四元式，当a为真时，则转向第3个四元式 (2) (j, , , 0) (3) (jnz, b, , 5) b的四元式，当b为真时，则转向第3个四元式 (4) ( j, , , 2) 无条件转向第2个四元式 (5) (j>, c, d, 0) c>d的四元式 (6) (j, , , 4) 无条件转向第4个四元式 <BE>•TC表示<BE>真出口的链首 <BE>•FC表示<BE>假出口的链首 每个链尾的四元式第4分量均为0，,c,d ,T1) (*,b, T1,T2) (:=, T2, , a)
1( +, c, d) 2(*, b, (1)) 3(:=, a, (2))
10. 将下列布尔表达式翻译成四元式序列，并给出语法制导翻译 过程（作为条件控制）： 第十三次作业（6月8日布置） a∧b∧c>d
解答:
P195
预祝
大
家 考
出
好
成
绩
！