大连理工大学编译原理PPT

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大连理工大学编译原理讲义

大连理工大学编译原理讲义
3、 下 载 “ Lex 和 Yacc 简 明 教 程 .pdf” , 阅 读 教 程 中 有 关 Lex 和 Yacc的内容。
4、下载“lex_实验.zip”,按照 “flex 说明.txt”要求完成如
下上机题:
1、编写一个词法分析器,它针对输入文件,实现以下功能:
1)每遇到你的学号,就输出你的名字,对于其他的串原样输出。 2)统计输入文件中字母的数目。
“ >= ” {yylval = GE; return (RELOP);}
2.5 词法分析器的生成器
例---辅助过程部分
install_ id ( ) {
/* 把词法单元装入符号表并返回指针。
yytext指向该词法单元的第一个字符,
yyleng给出的它的长度
*/
}
install_num ( ) { /* 类似上面的过程,但词法单元不是标识符而是
[a-zA-Z]+ ECHO;
2.5 词法分析器的生成器
Lex中识别规则二义性处理
能匹配最多字符的规则优先 能匹配相同数目的字符的规则,书写顺序 在前的优先 eg:
integer keyword action ...; [a−z]+ identifier action ...; 当输入为integers时,匹配[a−z]+
2.5 词法分析器的生成器
用Lex建立词法分析器的步骤
Lex源程序lex.l lex.yy.c 输入流
Lex 编译器
C 编译器
a.out
lex.yy.c a.out 记号序列
2.5 词法分析器的生成器
LEX将用户输入的表达式和动作序列转化为宿主语 言的源程序,经过编译后的程序即是词法分析程序, 被称为yylex。 LEX不是一种完整的语言,但是它可以嵌入到其他 程序设计语言的源程序中。嵌入到LEX中的程序设 计语言被称为宿主语言。宿主语言用来处理LEX的 输出代码,同时也可以由用户添加一些必要的代码 辅以词法分析。目前,LEX支持的宿主语言通常是 C语言。

编译原理第一章ppt

编译原理第一章ppt

知识结构
程序设计语言与编译

程序设计语言
– 高级语言
– 汇编语言
– 机器语言

在计算机上如何执行一个高级语言程序?
– 把高级语言程序翻译成机器语言程序 – 运行所得的机器语言程序求得计算结果
翻译程序:就是把一种语言(称作源语言)书写 的程序,在不改变语义的条件下,翻译成另一 种语言(称作目标语言)的等价的程序。 Source Program
语句id1:=id2+id3*10的语法树
赋值语句 标识符 id1 := 表达式
表达式
+
表达式
标识符 id2
表达式
*
表达式
标识符
整数
id3
10
id1:=id2+id3*10
:=
id1
id2
+
* id3 10
依循的规则:语法规则

例如:
(1) 任何标识符是表达式。
(2) 任何常数(整常数、实常数)是表达式。
(3) 若表达式1和表达式2都是表达式,
那么表达式1+表达式2以及表达式1 * 表 达式2都是表达式。
③ 语义分析Semantic Analyzer
任务∶— 完成静态语义审查和处理 — 上下文相关性审查 — 类型匹配审查 — 类型转换
依循的规则:语义规则
例,int arr[2],c;
c = arr1 * 10 ;

常数表与标号表
编译程序在计算机系统中的所在层
来自计算机百科全书的定义
软件:计算机系统中的程序及其文档 系统软件:居于计算机系统中最靠近硬件的一层, 其他软件一般都通过系统软件发挥作用。他和具体 的应用领域无关,如编译系统和操作系统等。 语言处理系统:把软件语言书写的各种程序处理成 可在计算机上执行的程序。 软件语言:用于书写软件的语言。它主要包括需求 定义语言,功能性语言,设计性语言,程序设计语 言以及文档语言。

编译原理第一章PPT课件

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掌握编译原理有助于提高程序员对程序性能、代码质量和软件
03
工程实践的理解。
编译原理的应用领域
编译器设计
编译原理的核心应用领域之一 是编译器设计,包括源代码到
目标代码的转换、优化等。
解释器设计
解释器是另一种将源代码转换 为机器码的程序,编译原理同 样适用于解释器的设计。
程序分析
编译原理中的一些技术可以用 于程序分析,例如静态分析、 动态分析和程序切片等。
从高级语言的设计开始,逐步向下设计低级语言和机器语言。
数据结构和算法选择
选择合适的数据结构和算法,提高编译器的性能和可维护性。
代码优化
在生成目标代码之前,对中间代码进行优化,以提高目标代码的性能 和质量。
04 语言与语法
语言的定义与分类
总结词
语言的定义与分类是编译原理的重要基础,它涉及到语言的语法、语义和语用等方面。
语言的语义分析
总结词
语义分析是编译过程中的重要环节,它涉及 到对语言意义的解释和理解。
详细描述
语义分析是对源代码进行静态分析的过程, 目的是理解源代码的意义和功能。在语义分 析阶段,编译器会检查源代码中是否有语法 错误、类型错误、逻辑错误等,并对其进行 相应的处理。同时,语义分析还会进行符号 表管理、类型检查、控制流分析等工作,以
详细描述
中间代码生成是编译过程的第三步,其主要任务是将抽象语法树转化为中间代码。中间代码是一种抽象的、与具 体机器无关的代码形式,通常采用三地址码、四元式等表示方式。中间代码的主要目的是为了方便后续的优化和 目标代码生成。
代码优化
总结词
对中间代码进行优化,提高执行效率。
详细描述
代码优化是编译过程中非常重要的一步,其主要任务是对中间代码进行优化,以提高生成的目标代码 的执行效率。常见的优化技术包括常量折叠、无用代码删除、循环展开等。

大连理工大学编译原理PPT

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3.2 语言和文法
例 悬空else的文法 stmt if expr then stmt else stmt | if expr then stmt | other 提左因子
stmt if expr then stmt optional_else_part | other optional_else_part else stmt |
FIRST(E) = FIRST(T) = FIRST(F) = { ( , id } FIRST(E ) = {+, }
3.3 自上而下分析
例 E TE E + TE | T FT T * FT | F (E) | id
FIRST(E) = FIRST(T) = FIRST(F) = { ( , id } FIRST(E ) = {+, } FRIST(T ) = {*, }
对A的任何两个不同的选择i 和j,希望有 FIRST (i ) FIRST (j ) = 但有一个前提, FIRST (i ) 和 FIRST (j )都不含
3.3 自上而下分析
3.3.2 LL(1)文法 对文法加什么样的限制可以保证没有回溯? 先定义两个和文法有关的函数
FOLLOW (A) = {a | S * …Aa…,aVT} 1 、如果 A 是某个句型的最右符号,那么 $ 属于 FOLLOW(A) 2、如果存在AB或 AB且 * ,则 FOLLOW(A) 的全体元素要加入FOLLOW(B)
3.3 自上而下分析
例 E TE E + TE | T FT T * FT | F (E) | id
FIRST(E) = FIRST(T) = FIRST(F) = { ( , id } FIRST(E ) = {+, } FRIST(T ) = {*, } FOLLOW(E) = FOLLOW(E ) = { ), $} FOLLOW(T) = FOLLOW (T ) = { +, ), $}

大连理工大学编译原理讲义课件

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03
语法分析
语法分析的定义与作用
定义
语法分析是编译原理中的重要环节,它通过对源代码进行解析,将其转换为中间表示或 目标代码的过程。
作用
语法分析是编译器的重要组成部分,它能够确保源代码符合语法规则,并为后续的语义 分析和优化提供基础。
语法分析的括自顶向下分析和自 底向上分析。自顶向下分析从文法的开始符 号出发,逐步推导得到目标符号;自底向上 分析则从输入符号出发,逐步归约到文法的 开始符号。
06
编译原理的应用与发展趋势
编译原理在计算机科学中的应用
语言编译器
编译原理是语言编译器设计和实 现的基础,包括词法分析、语法 分析、语义分析、中间代码生成 等关键技术。
解释器
解释器是另一种情势的编译器, 它将源代码逐行翻译成可执行的 目标代码并执行。解释器设计和 实现也需要编译原理的支持。
代码优化
大连理工大学编译原理讲义课件
• 编译原理概述 • 词法分析 • 语法分析 • 中间代码生成与优化 • 目标代码生成与优化 • 编译原理的应用与发展趋势
01
编译原理概述
编译原理的定义与重要性
定义
编译原理是研究如何将高级语言编写 的程序转换成机器语言程序,以便计 算机能够执行的一门科学。
重要性
编译原理是计算机科学的核心课程之 一,对于理解计算机如何执行程序、 提高程序效率和可靠性具有重要意义 。
实现
目标代码生成通常通过遍历中间代码,将其转换为相 应的机器指令,最毕生成可执行的目标代码。
目标代码优化的方法与技能
方法
常见的目标代码优化方法包括常数折叠、公共子表达 式消除、循环展开等。
技能
在进行目标代码优化时,需要注意保持程序的正确性, 同时尽可能提高程序的执行效率。常见的优化技能包括 利用数据依赖关系、避免重复计算等。

《编译原理》课件

《编译原理》课件
了解中间代码生成的概念和它在编译过程中的角色。 学习四元式和三地址码的表示和生成方式,以及中间代码优化的技巧。
六、代码生成
了解目标机器的指令系统和存储结构,以及它们对代码生成的影响。 学习寄存器分配和目标代码生成的基本原理和方法。
七、附录
参考文献提供了进一步学习编译原理的资源。 课程总结将回顾课程中学到的重要知识,并概述关键概念和技术。 问题解答将回答学生在课程学习中提出的问题。 课程评价将收集学生对课程的反馈和评价,以便对将来的课程进行改进。
《编译原理》PPT课件
编译原理PPT课件将带您深入了解编译原理的重要概念和技术。这个课程介绍 了编译原理的意义以及编译过程的概述。
一、引言
课程介绍编译原理的重要性,让您理解为什么编译原理对于软件开发非常关 键。 编译过程的概述将带您了解传统的编译过程中涉及的各个阶段和任务。
二、词法分析
词法分析是编译过程中的第一步,了解词法分析的作用以及它在编译器中的 实现。 掌握正则表达式和有限自动机的概念,这些是实现词法分骤,理解它的作用和不同的语法分析方法。 学习上下文无关文法以及LL(1)语法分析器和LR(1)语法分析器的实现原理。
四、语义分析
语义分析是编译过程中的重要一环,了解它的作用和涉及的任务。 学习语义动作、符号表管理和类型检查,以及如何进行语法制导翻译。
五、中间代码生成

《编译原理课程教案》第1章编译原理概述精品PPT课件

编译原理实践及应用
----
《编译原理实践及应用》
教材及主要参考资料
• 教材:编译原理实践及应用,黄贤英,清华大
学出版社
• 主要参考资料: • (1) 编译原理,陈火旺,国防工业出版社 • (2)程序设计语言编译方法,肖军模,大连理工
大学出版社
• (3)编译原理,张素琴,吕映芝,清华大学出版社 • (4)编译原理,alfred V.Aho等著,李建中等译,人民
2020/10/9
《编译原理实践及应用》
第10页
第一章
引论
《编译原理实践及应用》
本章要求
• 主要内容:各种翻译程序的概念,编译 过程和阶段划分,编译程序的组成和结 构,编译程序的构造方法
• 重点掌握:编译程序工作的基本过程及 其各阶段的基本任务,编译程序总框。
2020/10/9
《编译原理实践及应用》
• (2) 学习数据结构,建立“算法”的概念,对编程有更深入的 理解。遇到问题的时候,能够寻找相应的数据结构模型,设计 适当的算法来解决问题;
• (3) 学习汇编语言,这门课程是我们真正深入了解计算机内部 工作的第一门课程。通过学习了解汇编语言如何变为机器语言, 如何对应于一条指令;
• (4) 计算机组成原理课程的学习使我们了解到计算机的硬件组 成,以及机器指令程序如何在计算机中运行的过程。
❖ 编译程序(Compiler)——将高级程序设计语言 程序翻译成逻辑上等价的低级语言(汇编语言,机 器语言)程序的翻译程序。
❖ 功能 源程序
编译程序
目标程序
2020/10/9
输入数据 计算机运行
《编译原理实践及应用》
结果
第14页
计算机中的语言层次和转换关系

大连理工大学编译原理PPT

分析器对错误处理的基本目标 清楚而准确地报告错误的出现 迅速地从每个错误中恢复过来,以便诊断后 面的错误,并尽量少出现伪错误 它不应该使正确程序的处理速度降低太多
3.3 自上而下分析
非递归预测分析在什么场合下发现错误
栈顶的终结符和下一个输入符号不匹配 栈顶是非终结符A,输入符号是a,而M[A , a]是 空白
3.3 自上而下分析
同步记号集合的选择
把FOLLOW(A)的所有终结符放入非终结符A的 同步记号集合。 把高层结构的开始符号加到低层结构的同步记号 集合中。 把FIRST(A)的终结符加入A的同步记号集合。 如果非终结符可以产生空串,若出错时栈顶是这 样的非终结符,则可以使用产生空串的产生式。 如果终结符在栈顶而不能匹配,弹出此终结符。
S->P P->bP’
接上表

输入
输出
$bcQ
$bcQ’a $bcQ’
acb$
acb$ cb$
P’->Qc
Q->aQ’
$bc
$b $
cb$
b$ $
Q’->
输入 +id*+id$ id*+id$ id*+id$ id*+id$ id*+id$ *+id$ *+id$ +id$ +id$
输出
出错,跳过+(用户多输入了+) id属于first(E)
出错:“+”正好在F的同步记 号集合中,无须跳过任何记号; F被弹出;(用户少输入了id)
$E $E T+ $E T
输 入 a +b $

X Y Z $
预测分析程序
输 出
分析表M

《编译原理课件》PPT课件

它是源程序的一种内部表示形式。 设计中间代码的原则:一是容易生成,二是
容易翻译成目标代码。 常用的中间代码有三地址码、四元式、三元
式、间接三元式、逆波兰表示(后缀式)、 树形表示等。
14
中间代码:四元式
例: id1:=id2+id3*10
sum:=first+count*10 翻译为四元式中间代码的形式:
5
1.2 编译程序的工作过程与结构
一个编译程序的整个工作过程是划分成阶段 进行的,每个阶段将源程序从一种表示形式 转换成另一种表示形式。
编译阶段的典型划分方法是划分为5个基本阶 段:词法分析、语法分析、语义分析产生中 间代码、代码优化、代码生成。
掌握编译过程的5个基本阶段,是学习编译原 理课程的基本内容。
29
自编译:T形图表示
PASCAL2
A代码
PASCAL2
A代码
PASCAL1 PASCAL1
A代码 A代码
用PASCAL1语言 编写的功能更
强的PASCAL2语 言编译程序的
A代码
已有的PASCAL1 语言的编译程序
自编译得到
功能更强的
PASCAL2语言 的编译程序
源程序
注意:T形图的组合规则:① ②
Java语言的操作平台无关性的实现就是如此。
26
1.3 编译程序的开发
构造编译程序,可以:
1. 使用机器语言或汇编语言作工具构造 2. 使用高级语言作工具构造 3. 使用机器语言或汇编语言构造编译程序的核心
部分,使用高级语言构造编译程序的扩充部分 4. 使用编译程序自动生成工具构造
使用高级语言作工具构造编译程序可以大大节 省程序设计的时间,并且编译程序易于阅读、 维护和移植。
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D TL T int T real L L1, id L id
温故知新
属性理解—例子
void D() { T_temp = T(); L_in = T_temp; L(L_in); return ; } int T() { switch lookahead { case INT: return INTEGER; case REAL: return REAL; default: error; } }
温故知新
属性理解—例子
int id, id, id 产 生 式 语 义 规 则
L.in := T.type T. type := integer T. type := real L1.in := L.in; addtype (id.entry, L.in ) addtype (id.entry, L.in )
F (E) F digit
F.val := E.val F.val := digit.lexval
4.1 语法制导的定义
4.1.1 语法制导定义的形式
属性值由分析树中它的 子结点的属性值来计算
基础文法 每个文法符号有一组属性 每个文法产生式A 有一组形式为b := f(c1, c2, …, ck ) 的语义规则,其中f 是函数,b和c1, c2, …, ck 是该产生式 文法符号的属性 综合属性:如果b是A的属性,c1 , c2 , …, ck 是产生式 右部文法符号的属性或A的其它属性。 继承属性:如果b是产生式右部某个文法符号X的属性。
4.1 语法制导的定义
8+5*2 n的注释分析树
L E.val = 18 E.val = 8 T.val = 8 F.val = 8 digit.lexval = 8 + T.val = 5 F.val = 5 digit.lexval = 5
每个结点的属性值都标 注出来的分析树,称为~。
n T.val = 10 * F.val = 2 digit.lexval = 2
8+5*2 n
分析树各结点属性的计算可以自下而上地完成
F.val = 2 digit.lexval = 2
4.1 语法制导的定义
L
8+5*2 n
分析树各结点属性的计算可以自下而上地完成
E.val = 18 E.val = 8
T.val = 8 F.val = 8 digit.lexval = 8
n
1、构造输入的分析树, 2、构造属性依赖图, 3、对结点进行拓扑排序 4、按拓扑排序的次序计算属性。
温故知新
属性值由分析树中它的 子结点的属性值来计算
每个文法产生式A 有一组形式为b := f(c1, c2, …, ck )的语义规则,其中f 是函数,b和c1, c2, …, ck 是该产生式文法符号的属性
4.2.1 语法树
语法树是分析树的浓缩表示:算符和关键字是作为 内部结点。 语法制导翻译可以基于分析树,也可以基于语法树 语法树的例子:
S if B then S1 else S2
if-then-else
B S1
语法树
S S2
if
B
then
S1
else
S2
分析树
4.2 S属性定义的自下而上计算
4.2.2 (例)用于构造语法树的语法制导定义
属性值由结点的兄弟结点及父结点的 属性值来计算。
4.1 语法制导的定义
4.1.2 综合属性 S属性定义:仅仅使用综合属性的语法制导定义
产 生 式 LEn E E1 + T ET T T1 * F TF F (E) F digit 语 义 规 则 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
n
+ T.val = 5 F.val = 5
T.val = 10
*
F.val = 2
digit.lexval = 2
digit.lexval = 5
4.1 语法制导的定义
L
8+5*2 n
分析树各结点属性的计算可以自下而上地完成
E.val = 18 E.val = 8
T.val = 8 F.val = 8 digit.lexval = 8
产 生 式 语 义 规 则 E.nptr := mknode( ‘+’, E1.nptr, T.nptr) E.nptr := T.nptr T.nptr := mknode( ‘*’, T1.nptr, F.nptr) E E1 + T ET T T1*F
4.1 语法制导的定义
int id1, id2, id3的注释分析树
D T.type = integer L.in = integer L.in = integer , id2 id3
int
L.in = integer
id1
,
4.1 语法制导的定义
4.1.4 属性依赖图 int id1, id2, id3的分析树的依赖图
n T.val = 10 * F.val = 2 digit.lexval = 2
digit.lexval = 8
digit.lexval = 5
4.1 语法制导的定义
4.1.3 继承属性 int id, id, id
产 生 式 语 义 规 则
L.in := T.type T. type := integer T. type := real L1.in := L.in; addtype (id.entry, L.in ) addtype (id.entry, L.in ) D TL T int T real L L1, id L id
产 生 式 D TL
语 义 规 则 L.in := T.type
T int
T real L L1, id L id
T. type := integer
T. type := real L1.in := L.in; addtype (id.entry, L.in ) addtype (id.entry, L.in )
4.1 语法制导的定义
例 简单台式计算器的语法制导定义
产 生 式 LEn
E E1 + T ET T T1 * F TF
语 义 规 则 print (E.val)
E.val := E1 .val + T.val E.val := T.val T.val := T1.val * F.val T.val := F.val
T 4 type int in 9 in 7 L 10
L L1, id L1.in := L.in; addtype (id.entry, L.in )
in 5 L 8 ,
L 6 , id2 2 entry id3 3 entry
id1 1 entry
4.1 语法制导的定义
4.1.5 属性计算次序
n
+ T.val = 5 F.val = 5
T.val = 10*F.val = 2digit.lexval = 2
digit.lexval = 5
4.1 语法制导的定义
L
8+5*2 n
分析树各结点属性的计算可以自下而上地完成
E.val = 18 E.val = 8
T.val = 8 F.val = 8 digit.lexval = 8
n
+ T.val = 5 F.val = 5
T.val = 10
*
F.val = 2
digit.lexval = 2
digit.lexval = 5
4.1 语法制导的定义
L
8+5*2 n
注释分析树:结点的属性值都标注出来的分析树
E.val = 18
E.val = 8 T.val = 8 F.val = 8 + T.val = 5 F.val = 5
4.1 语法制导的定义
L E.val = 18 E.val = 8 T.val = 8 F.val = 8 digit.lexval = 8 + T.val = 5 F.val = 5 digit.lexval = 5 n T.val = 10 *
8+5*2 n
分析树各结点属性的计算可以自下而上地完成
D
T 4 type int in 9 in 7 L 10 in 5 L 8 ,
D TL L.in := T.type
L 6 , id2 2 entry id3 3 entry
id1 1 entry
4.1 语法制导的定义
4.1.4 属性依赖图 int id1, id2, id3的分析树的依赖图
D
+ T.val = 5 F.val = 5
T.val = 10
*
F.val = 2
digit.lexval = 2
digit.lexval = 5
4.1 语法制导的定义
L
8+5*2 n
分析树各结点属性的计算可以自下而上地完成
E.val = 18 E.val = 8
T.val = 8 F.val = 8 digit.lexval = 8
综合属性:如果b是A的属性,c1 , c2 , …, ck 是产生式 右部文法符号的属性或A的其它属性 继承属性:如果b是产生式右部某个文法符号X的属性。
属性值由结点的兄弟结点及父结点的 属性值来计算。
温故知新
属性的理解
非终结符分析过程(函数) 综合属性过程的返回值 继承属性过程的参数
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