程序设计语言编译原理
程序设计语言编译原理第三版第7章
N→ Є
D →id: T { enter(top(tblptr), , T.type, top(offset)); top(offset):= top(offset) +T.width } 24
§7.2
说明语句
2.含嵌套说明的翻译模式：
(1)语义规则中的操作: Mktable (previous): 创建一张新符号表,并返回指向新表的一个指针; Enter (table, name, type, offset):
(2)置相对地址为当前offset之值， (3)使offset加上该名字所表示的数据对象的域宽。
20
§7.2 说明语句
3. 相应的翻译模式：
PD { offset:=0 } { enter (, T.type,offset);
DD;D
Did:T
offset:=offset+t.width } Tinteger
(0) (1) (2) (3) (4) (5)
(2) (3) (4)
16
§7.１ 中间语言
4.间接三元式：便于代码优化处理
方法：间接码表+三元式表
按运算的先后顺序列出有关三元式在三元表中的位置 例: 语句X:=(A+B)*C;Y:=D↑(A+B)的间接三元式表示如下所示: 间接代码 三元式表 (1) (2) (3) (1) (4) (5)
30
已归约串
PLACE
输入串
语义动作
# #X # X:= # X:= # X:= # X:= # X:=
X:= -B*(C+D)# X := -B*(C+D)# X_ -B*(C+D)# X__ B*(C+D)# -B X__B *(C+D)# -E X__B *(C+D)# { E.place:=p=<B>} E1 X_T1 *(C+D)# {E1.place:=newtemp=T1; 生成四元式(1) } … … … … # X:=E*(C X_T1__C +D)# # X:=E*(E1 X_T1__C +D)# { E1.place:=p=<C> } … … … …
程序设计语言编译原理第三版答案
程序设计语言编译原理第三版答案【篇一：西北工业大学版(蒋立源第三版)编译原理课后习题答案】解：源程序是指以某种程序设计语言所编写的程序。
目标程序是指编译程序（或解释程序）将源程序处理加工而得的另一种语言（目标语言）的程序。
翻译程序是将某种语言翻译成另一种语言的程序的统称。
编译程序与解释程序均为翻译程序，但二者工作方法不同。
解释程序的特点是并不先将高级语言程序全部翻译成机器代码，而是每读入一条高级语言程序语句，就用解释程序将其翻译成一段机器指令并执行之，然后再读入下一条语句继续进行解释、执行，如此反复。
即边解释边执行，翻译所得的指令序列并不保存。
编译程序的特点是先将高级语言程序翻译成机器语言程序，将其保存到指定的空间中，在用户需要时再执行之。
即先翻译、后执行。
2解：一般说来，编译程序主要由词法分析程序、语法分析程序、语义分析程序、中间代码生成程序、代码优化程序、目标代码生成程序、信息表管理程序、错误检查处理程序组成。
3解：c语言的关键字有：auto break case char constcontinue default do double else enum extern float for goto if int long register return short signed sizeof static struct switch typedef union unsigned void volatile while。
上述关键字在c语言中均为保留字。
4解：c语言中括号有三种：{}，[]，（）。
其中，{}用于语句括号；[]用于数组；（）用于函数（定义与调用）及表达式运算（改变运算顺序）。
c语言中无end关键字。
逗号在c语言中被视为分隔符和运算符，作为优先级最低的运算符，运算结果为逗号表达式最右侧子表达式的值（如：(a,b,c,d)的值为d）。
5略第二章习题解答1.（1）答：26*26=676（2）答：26*10=260（3）答：{a,b,c,...,z,a0,a1,...,a9,aa,...,az,...,zz,a00,a01,...,zzz},共26+26*36+26*36*36=34658个2.构造产生下列语言的文法（1）{anbn|n≥0}（2）{anbmcp|n,m,p≥0}（3）{an # bn|n≥0}∪{cn # dn|n≥0}解：对应文法为g(s) = ({s,x,y},{a,b,c,d,#}, {s→x,s→y,x→axb|#,y→cyd|# },s)（4）{w#wr# | w?{0,1}*,wr是w的逆序排列}解：g(s) = ({s,w,r},{0,1,#}, {s→w#, w→0w0|1w1|# },s)（5）任何不是以0打头的所有奇整数所组成的集合（6）所有偶数个0和偶数个1所组成的符号串集合解：对应文法为s→0a|1b|e，a→0s|1c b→0c|1s c→1a|0b3.描述语言特点（1）s→10s0s→aaa→baa→a解：本文法构成的语言集为：l(g)={(10)nabma0n|n, m≥0}。
程序设计语言编译原理(第三版)第3章
程序设计语言编译原理(第三版)第3章第3章词法分析任务：从左至右逐个字符地对源程序进行扫描，产生一个个的单词符号，把作为字符串的源程序改造成为单词符号串。
§3.1§3.2§3.3§3.4对于词法分析器的要求词法分析器的设计正规表达式与有限自动机词法分析器的自动产生(LE某)—略1§3.1对于词法分析器的要求一.功能和输出形式二.接口设计§3.1对于词法分析器的要求一.功能和输出形式1.功能：输入源程序，输出单词符号2.单词符号的分类(1)关键字:由程序语言定义的具有固定意义的标识符，也称为保留字或基本字。
例如：Pacal语言中begin(2)标识符：用来表示各种名字。
endifwhile等。
如变量名、数组名、过程名等。
(3)常数：整型、实型、布尔型、文字型等例：100(5)界符：,;3.14159()true等ample(4)运算符：+、-、某、/3§3.1对于词法分析器的要求3.输出的单词符号形式二元式：(单词种别，单词符号的属性值)通常用“整数编码”“单词符号的特征或特性”单词符号的编码：标识符：一般统归为一种常数：常按整型、实型、布尔型等分类关键字：全体视为一种/一字一种运算符：一符一种界符：一符一种4§3.1对于词法分析器的要求例：考虑下述C++代码段：while(i>=j)i--;经词法分析器处理后，它将被转换为如下的单词符号序列：<while,-><(,-><id,指向i的符号表项的指针><>=,-><id,指向j的符号表项的指针><),-><id,指向i的符号表项的指针><--,-><;,->§3.1对于词法分析器的要求二.接口设计1.词法分析器作为独立的一遍词法分析字符流(源程序)单词序列(输出在一个中间文件上)2.词法分析器作为一个独立的子程序，但并不一定作为独立的一遍语法分析器单词(至少一个)调用(取下一个单词)词法分析器优点：使整个编译程序的结构更简洁、清晰和条理化.6§3.2词法分析器的设计一.输入和预处理二.单词符号的识别三.状态转换图及其实现§3.2词法分析器的设计一.输入、预处理1.预处理：剔掉空白符、跳格符、回车符、换行符、注解部分等.原因：编辑性字符除了出现在文字常数中之外，在别处的任何出现都无意义.#注解部分不是程序的必要组成部分，它的作用仅在于改善程序的易读性和易理解性.8§3.2词法分析器的设计2.预处理子程序：每当词法分析器调用时，就处理出一串确定长度(如120个字符)的输入字符，并将其装进词法分析器所确定的扫描缓冲区中。
程序设计语言编译程序构造的基本原理和基本实现技术概要
集成化的程序设计环境
五.编译程序生成
以汇编语言和机器语言为工具
优点:
可以针对具体的机器，充分发挥计 算机的系统功能。生成的程序效率高。 缺点: 程序难读、难写、易出错、难维护、 生产的效率低。
五.编译程序生成
高级语言书写
S I S 源程序
T I 实现语言
T 目标程序
优点: 程序易读、易理解、容易维护、 生产的效率高。 缺点: 难以充分发挥计算机的系统功能， 生成的程序效率低。
PROCEDURE INCWAP(M，N:INTEGER); LABEL START; VAR K:INTEGER; BEGIN START: K:=M+1; 表 0.1 符号名表 SNT M:=N+4; NAME INFORMATION N:=K; END. 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
NAME INFORMATION (1) INCWAP 二目子程序, 入口四元式:1
PROCEDURE INCWAP(M，N:INTEGER); LABEL START; VAR K:INTEGER; BEGIN START: K:=M+1; M:=N+4; N:=K; 表 0.4 标号表 LT END. NAME INFORMATION (1) START 四元式:(4)
写出最后的译文。
二.
编译过程
编译程序的工作一般分为五个阶段:
词法分析 语法分析 中间代码产生 优化
目标代码产生
1. 词法分析
任务: 输入源程序，对构成源程序的字 符串进行扫描和分解，识别出一个个单 词符号。 依循的原则：构词规则 描述工具：有限自动机 FOR I := 1 TO 100 DO
编译原理课件总结
符号表也称为环境(environment)，其作用是将标识符映射到它们的类型和存储位置。
在处理类型、变量和函数的声明时，这些标识符便与其在符号表中的“含义”相绑定。
每当发现标识符的使用（非声明性出现）时，便在符号表中查看它们的含义。
程序中的每一个局部变量都有一个作用域(scope)，该变量在此作用域中是可见的。
当语义分析到达每一个作用域的结束时，所有局部于此作用域的标识符都将被抛弃。
第六章通常意义上的“栈”：支持压入(push)和弹出(pop)操作的数据结构。
但是，局部变量会成批压入和弹出栈，而且，当局部变量在栈中被创建时，它们一般不会被立刻初始化。
最后，当向栈中压入很多变量之后，还会需要访问压在栈顶之下较深的变量。
因此，抽象的压入和弹出模式并不适合。
●可以将栈看成是一个大型数组，并带有一个特殊寄存器，即栈指针(stack pointer)。
●栈中空间的划分：●超出栈指针的所有位置为自由存储空间(garbage)；●位于栈指针之前的位置为已分配存储空间(allocated)。
●栈通常只在函数的入口处增长，它通过增加足以容纳该函数的所有局部变量的一片存储空间来扩大栈。
栈在函数的出口处收缩，收缩的空间就是入口时扩大的空间。
栈中用来存放一个函数的局部变量、参数、返回地址和其他临时变量的这片区域称为该函数的活动记录(activation record)或栈帧(stack frame)。
设函数g(…)调用函数f(a1,a2, …an)：g是调用者(caller)；f是被调用者(callee)。
在进入函数f时，栈指针(Stack Pointer)指向g传递给f的第一个参数。
在f的入口，f简单地使SP减去帧的长度而分配一个新栈帧。
原来的SP则变成了当前的帧指针(Frame Pointer)。
某些栈帧布局中：FP是一个单独的寄存器；原来的FP保存在存储器中（栈帧内）。
当函数f退出时，需要复制FP到SP，并取回保存在存储器中的FP。
程序设计语言编译原理
程序设计语言编译原理
程序设计语言编译原理是一种将源代码转换为机器可执行代码的过程。
它是程
序员使用指令来编写程序的关键部分。
一门程序设计语言首先需要有编译原理来将设计语言翻译与其他计算机语言进行交流。
编译原理提供了一个可行的平台，使程序员可以设计出可执行程序，并使编程变得更简单。
编译原理包括三个部分，分别为输入，处理与输出。
输入部分包括程序设计语
言源程序，在程序设计语言编译原理中扮演着十分重要的角色，处理部分实现从源语言到目标语言的转换，处理的具体诱导有词法分析，解析，语法树分析，语义分析，代码优化，最终代码生成。
最后是输出部分，编译后的机器代码可以驱动计算机执行。
程序员只需要按照设计语言规范来写源代码，编译器就可以帮助他们将源代码转换为可执行程序。
程序设计语言编译原理的出现让软件开发更加容易，也大大提高了编译的效率。
但没有一种编译语言是完全理想的，针对于不同的设计语言而言，都需要为每一种编译语言提供适当的编译原理。
程序设计语言的编译原理也有许多，根据不同的设计语言，可以采用不同的编译原理，以确保机器代码可以正确执行。
程序设计语言 编译原理(第三版)第9章
TOP 32
d
31
c
30
v
29
u
28
2
27
11
SP 26 25
返回地址 17
24
d
23
c
22
v(形参)
21
u(形参)
20
2(形参个数)
19
11
18
返回地址
17
11
16
i
15
b(形参)
14 1(形参个数)
13
0
12
返回地址
11
5
10
i
9
c
8
0
7
0
6
返回地址
5
0
4
x
3
a
2
0
1
返回地址
0
0
25
9.5 嵌套过程语言的栈式实现
0
0
过程S中调 用Q时
过程P中 调用S时
23
过程Q中调用R时
TOP
24
d
23
c
22
v(形参)
21
u(形参)
20 2(形参个数)
19
11
18 返回地址
SP
17
11
16
i
15
b(形参)
14 1(形参个数)
13
0
12
返回地址
11
5
10
i
9
c
8
0
7
0
6
返回地址
5
0
4
x
3
a
2
0
1
返回地址
0
0
程序设计语言 编译原理(第三版)第5章
1
第五章 语法分析—自下而上分析
5.1 自下而上分析基本问题 5.2 算符优先分析 5.3 LR分析法
5.4 语法分析器的自动产生工具YACC（略）
2
5.1 自下而上分析基本问题
一、归约
1.“移进—规约”的思想： 用一个寄存符号的先进后出栈，把输入符号一
个一个地移进栈里，当栈顶形成某个产生式的一个
算符优先文法:如果一个算符文法G中的任何终结符对(a,b) 至多只满足下述三关系之一: a≖ b，a⋖ b，a⋗ b 则称G是一个算符优先文法。
19
5.2 算符优先分析
例:优先关系和优先表 考虑文法G：(1)EE+T|T
(2)TT*F|F
(3)FP↑F|P
(4)P(E)|i
它是否是算符优先文法?
按定义,我们用以下两条规则构造集合LASTVT(P): (1)若有产生式P…a或P…aQ, 则a∈LASTVT(P);
(2)若a∈LASTVT(Q), 且有产生式P…Q, 则a∈LASTVT(P)。
返回
22
5.2 算符优先分析
文法G：(1)EE+T|T
(2)TT*F|F
(3)FP↑F|P (4)P(E)|i
30
5.2 算符优先分析
步 骤 分析栈 剩余输入串 所用产 生式/Q
+
* ↑ i
(
)
#
1 2 3 4 5 6 7
# #i #P #P+ #P+i #P+P #P+P*
i+i*i↑i # +i*i↑i # +i*i↑i # i*i↑i # *i↑i # *i↑i # i↑i # ↑i # ↑i # Q=i Q=i Q=i
程序设计语言与编译-编译原理_自下而上的语法分析
iwhfiSl[ekS][jV]T>bthdeon j:=k else j:=k-1; begin
repeat Q:=S[j];
unitiflS[Sj[j-]1<]Q;VT then j:=j-1 else j:=j-2; 把S[j+1]…S[k]归约成某个N; k:=j+1; S[k]:=N;
S S AS
c c Ab
b
S S AS
c c Ab
S S AS
程序设计语言与编译
三.规范归约（最左归约）
假定是文法G的一个句子, 序列n,n-1,…,0 满足下述条件时称为规范归约。
(1) n=α; (2) 0为文法的开始符, 即0 =S; (3) 对i, 0<in, i-1是从i经把句柄替
符号栈
看输入串bccab的归约过程
程序设计语言与编译
输入串bccab分析树的形成
S
A
A
b
a ccA
a
S S S AS b b c c Ab
a
程序设计语言与编译
分析树的剪枝过程 S
S AS
S
S AS
b c c Ab a
S S AS
c c Ab a
S S AS
c c Ab
b
S S AS
c c Ab
S S AS
换为相应产生式的左部符号而得到的。
程序设计语言与编译
例: G(E) E→E+T│T T→T*F│F F→(E) │i
i+i*i的分析过程
i+i*i F+i*i T+i*i
E+i*i E+F*i E+T*i E+T*F E+T E
程序设计语言与编译原理_第九章语义分析和中间代码生成
– 便于进行与机器无关的代码优化工作 – 易于移植 – 使编译程序的结构在逻辑上更为简单明确
Compiler
Compiler
源语言 Front End 中间语 Back End 目标语
程序
言程序
言程序
10
程序设计语言与编译
• 常用的中间语言：
找包含它的最小switch、while或for语句方可找到
转向点，否则出错。
(3) 一致性检查
如在相同作用域中标识符只能说明一次、
case语句的标号不能相同、函数调用参数个数要相同
等。
程序设计语言与编译
常见的语义错误
声明和使用相关的语义错误 –标识符没有声明; –重复声明;
如何检查? –每当遇到新声明的标识符,查符号表
– 后缀式，逆波兰表示 – 图表示： DAG、抽象语法树 – 三地址代码
• 三元式 • 四元式 • 间接三元式
11
程序设计语言与编译
四元式形式: (op,ARG1,ARG2,RESULT) op—运算符 ARG1—第一运算量 ARG2—第二运算量 RESULT—结果
程序设计语言与编译 如: A:=-B*(C+D)
形如x:=y op z的赋值语句，op为二目算术
算符或逻辑算符；
赋值语句x:=op y，op为一元算符，如一元
减uminus, not, 移位及转换算符(如将定点 数转换为浮点数)；
赋值语句x:=y；
无条件转移语句 goto L；
16
程序设计语言与编译
条件转移语句 if x relop y goto L 或 if a goto
» 如果当前有效的所有标识符中有相同名字的,则 是重复声明错误;
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程序设计语言编译原理
程序设计语言的编译原理是指通过编译器将程序设计语言的源代码转化为目标代码的一系列技术和过程。
编译器是将高级语言翻译成低级语言的工具，它可以将程序员编写的源代码转化为机器可以直接执行的机器代码。
在本文中，我们将探讨程序设计语言编译原理的基本概念、编译过程中的关键步骤以及编译器的优化技术。
一、程序设计语言编译原理的基本概念
在了解编译原理之前，我们首先需要了解几个基本概念：
1. 源代码：程序员使用程序设计语言编写的原始代码，是能够被人类阅读和理解的。
2. 目标代码：编译器将源代码转化而成的机器代码，计算机可以直接执行。
3. 词法分析：将源代码分割为一个个标记的过程，例如将一段代码分割为变量、操作符、函数等。
4. 语法分析：将词法分析得到的标记进行语法分析，确定是否符合语法规则，形成抽象语法树。
5. 语义分析：根据抽象语法树进行语义分析，检查变量类型、函数调用等语义相关问题。
二、编译过程中的关键步骤
编译过程通常分为四个关键步骤：词法分析、语法分析、语义分析和代码生成。
1. 词法分析：编译器首先对源代码进行词法分析，将代码分割为一个个标记。
这些标记可以是关键字、变量、操作符等。
2. 语法分析：得到标记后，编译器进行语法分析，将标记组合成语法结构，生成抽象语法树。
语法分析需要遵循程序设计语言的语法规则，例如if-else语句的使用。
3. 语义分析：在语法分析的基础上，编译器进行语义分析，检查变量类型、函数调用等语义相关问题。
语义分析确保程序的语义正确，并进行必要的类型检查。
4. 代码生成：经过词法分析、语法分析和语义分析后，编译器将生成目标代码。
这是编译过程的最后一步，将抽象语法树转化为机器可以直接执行的机器代码。
三、编译器的优化技术
除了以上提到的基本步骤，编译器还可以利用各种优化技术提高目标代码的质量和性能。
1. 常量折叠：编译器可以对程序中的常量进行折叠计算，将结果直接替代常量的使用，减少不必要的计算过程。
2. 死代码消除：编译器可以检测和删除不会被执行到的代码，例如if语句中永远为假的条件分支。
3. 循环展开：编译器可以将循环展开为多次迭代，减少循环的开销，提高代码的执行效率。
4. 寄存器分配：编译器可以进行寄存器的分配，将变量存储在寄存
器中，减少内存的访问次数，提高代码的执行速度。
5. 函数内联：编译器可以将函数的调用直接替换为函数体的代码，
减少函数调用的开销，提高代码的执行效率。
总结：
程序设计语言编译原理是将高级语言转化为低级语言的一系列技术
和过程。
编译过程包括词法分析、语法分析、语义分析和代码生成四
个关键步骤。
编译器还可以通过优化技术提高目标代码的质量和性能。
通过深入研究程序设计语言编译原理，可以更好地理解程序的执行过程，并编写高效的代码。