编译原理与语言翻译
编译原理及编译程序构造
第一章 引论 一、程序设计语言
•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
第一章 引论 二、程序设计语言的转换与编译
•翻译 –在不改变语义的条件下，把某种语言的源程序 转换成另一种语言程序——目标语言程序。 •解释 –接受某高级语言的一个语句输入，进行解释并 控制计算机执行，马上得到这句的执行结果，然 后再接受下一句。
第一章 引论 三、编译程序 4.优化
• 任务 对产生的中间代码进行加工变换，以期在最 后阶段能产生更为高效（省时间、省空间）的 目标代码 • 依据原则：程序的等价变换规则 • 主要优化内容 删除公共子表达式、合并已知量、删除无用 赋值语句、循环优化等
第一章 引论 三、编译程序 5.目标代码生成
• 任务：把中间代码程序转化成具体机器的指令序列 • 注：转换过程需涉及具体机器的指令系统以及寄存 器分配等硬件功能。
第一章 引论 三、编译程序 8. 遍
• 遍：指对源程序或源程序的中间结果从头到尾扫描一次， 并做有关的加工处理，生成新的中间结果或目标代码的过 程。 –注：遍与阶段的含义毫无关系。 • 多遍扫描的好处 –节省内存空间，提高目标代码质量，使编译的逻辑结构 清晰。 • 多遍扫描的缺点 –编译时间较长。 –注：在内存许可情况下，还是遍数尽可能少些为好。
词 源程序 法 分 析 器
语 法 代 码 生 成
优 化
目 标 代 目标代码 码 生 成
出错处理
第一章 引论 三、编译程序 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，依照词法规则，识别出一个个的 单词，并转化为机器易于使用的内码形式。 • 单词 –是高级语言中有实在意义的最小语法单位， 它由字符构成。
编译原理调研报告
编译原理调研报告
《编译原理调研报告》
引言
编译原理是计算机科学中的重要领域，它研究如何将源代码转换成目标代码的过程。
编译器是将高级语言翻译成低级语言的程序，而编译原理则是研究编译器的原理和方法。
本调研报告将对编译原理进行深入调研，探讨其现状及未来发展趋势。
一、编译原理概述
编译原理包括词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成、代码优化和目标代码生成等内容。
在编译原理中，程序设计语言的语法规则被转换为一系列机器指令，以便计算机能够执行。
编译原理不仅涉及程序设计语言本身的语法和语义，还包括了程序的执行方式和效率等方面。
二、编译原理的应用领域
编译原理在计算机科学领域有着广泛的应用，其中包括编译器设计、解释器设计、虚拟机设计、程序分析与优化、语言设计等方面。
在实际应用中，编译原理可帮助程序员设计高效的程序，提高程序的运行效率和可维护性。
三、编译原理的发展趋势
随着计算机技术的不断发展，编译原理也在不断演进。
未来，编译原理将会更加注重对程序设计语言的语义和执行效率的优化，同时，还将应用新的技术和方法，比如人工智能、机器学习等，来改善编译器的设计和性能。
结论
编译原理是计算机科学中一个重要的研究领域，它不仅涉及程序设计语言的语法和语义，还包括了程序的执行方式和效率等方面。
编译原理在计算机科学领域有着广泛的应用，未来发展也将更加注重对程序设计语言的语义和执行效率的优化，同时还将应用新的技术和方法。
中国科学技术大学陈意云编译原理全套参考资料chapter4
中国科学技术大学陈意云编译原理全套参考资料chapter4 第四章语法制导的翻译在3.7节用Yacc写的例子中，我们看到一种有用的描述形式:语言结构的属性附加在代表语言结构的文法符号上，这些属性值由附加在文法产生式的语义动作来计算，这些语义动作在归约对应的产生式时进行计算，由此得到结果。
这种描述形式可用来描述编译器的语义分析，因此本章系统地研究这种称之为“语法制导下的语言翻译”的描述方法及其实现。
它的语义动作(有时称为语义规则)的计算可以产生代码、把信息存入符号表、显示出错信息、或完成其它工作。
语义规则的计算结果就是我们所要的记号流的翻译。
本章讨论语义规则和产生式相联系的两种方式:语法制导的定义和翻译方案。
语法制导定义是较抽象的翻译说明，它隐蔽了一些实现细节;而翻译方案陈述了一些实现细节，主要是指明了语义规则的计算次序。
在第五章说明语义检查和第七章描述中间代码生成时，大量使用这两种方法。
本章还讨论语法制导定义和翻译方案的实现方法。
概念上的方法是，首先分析输入的记号串，建立分析树，然后从分析树得到描述结点属性间依赖关系的有向图，从这个依赖图得到语义规则的计算次序，然后进行计算，最终得到翻译的结果。
实际的实现并不需要按上面步骤逐步进行，本章将讨论几种不同限制下的实现方法。
4.1 语法制导的定义语法制导的定义是上下文无关文法的推广，其中每个文法符号都有一个属性集合，它分成两个子集，分别叫做该文法符号的综合属性集合和继承属性集合。
如果我们把分析树上的结点看成是保存对应文法符号的属性的记录，那么属性对应记录的域。
属性可以表示任何东西:串、数、类型、内存单元，或其它想表示的东西。
分析树结点的属性值由该结点所用产生式的语义规则定义。
在语法制导定义中，我们把其中的文法称为基础文法。
本节介绍语法制导定义的形式及其概念上的实现模型。
4.1.1 语法制导定义的形式在语法制导定义中，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 (c, c, …, c )的语义规则，其中f 是函数，b和c, c, …, c 是该产生式的文法符号的12k12k属性，并且:(1) 如果b是A的属性，c , c , …, c 是产生式右部文法符号的属性或A的其它属12k性，那么b叫做文法符号A的综合属性。
哈工大编译原理
哈工大编译原理基本原理1. 什么是编译原理？编译原理（Compiler Design）是计算机科学中的一个重要分支，研究的是将高级语言程序翻译成机器语言程序的过程和方法。
编译原理包括语法分析、语义分析、中间代码生成、代码优化和目标代码生成等阶段。
2. 编译器的基本工作流程编译器通常由以下几个阶段组成：2.1 词法分析词法分析阶段将源代码划分为一个个的单词（Token），并进行分类。
例如，对于C语言而言，单词可以是关键字（如if、for）、标识符（如变量名）、常量（如整数、字符）等。
2.2 语法分析语法分析阶段根据程序的上下文无关文法规则，将单词序列转换为抽象语法树（Abstract Syntax Tree，AST），以便进一步进行语义分析和中间代码生成。
常用的方法有自顶向下的递归下降分析和自底向上的LR(1)分析。
2.3 语义分析语义分析阶段主要检查源程序是否符合给定的语义规则，并对其进行语义翻译。
例如，检查变量是否被声明、函数调用是否正确等。
语义分析通常会生成符号表，用于记录程序中的变量、函数等信息。
2.4 中间代码生成中间代码是一种介于源代码和目标代码之间的抽象表示形式，通常使用三地址码或四元式表示。
中间代码生成阶段将抽象语法树转换为中间代码，以便进行后续的优化和目标代码生成。
2.5 代码优化代码优化阶段对中间代码进行优化，以提高程序的执行效率和资源利用率。
常见的优化技术包括常量传播、公共子表达式消除、循环展开等。
2.6 目标代码生成目标代码生成阶段将优化后的中间代码转换为特定机器上可执行的目标代码。
目标代码可以是汇编语言或机器语言，并且通常需要考虑底层硬件架构的特性和限制。
3. 哈工大编译原理相关的基本原理哈尔滨工业大学（Harbin Institute of Technology）在编译原理领域做出了很多重要贡献，以下列举了几个与哈工大相关的基本原理：3.1 LL(1)文法LL(1)文法是一种上下文无关文法，其中L表示从左到右扫描输入，第一个L表示从左侧推导，1表示每个非终结符的每个输入串只有一个产生式可以应用。
编译原理PPT课件
教学目的与要求：
编译程序是现代计算机系统的基本组成部
分之一。本课程重点讲述编译程序的设计
原理和常用实现技术。通过课程的学习和
实验的完成，应该清楚的理解一个编译程
序是如何工作的；如果在以后遇到了任何
一个程序设计语言，应该知道如何实现这
个语言的多数机制；应具有一定的使用编
译构造工具开发编译程序的经验；会将所
参考书:《程序设计语言 编译原理》（第3 版），陈火旺、刘春林等，国防工业出版社 2000
等等
2021/3/7
CHENLI
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教学内容
1 编译程序概述 编译程序是现代计算机系统的基本组成部分之 一.编译程序一般由词法分析程序，语法分析程 序，语义分析程序，中间代码生成程序，目标 代码生成程序，代码优化程序，符号表管理程 序和错误处理程序等成分构成。本章概要介绍 编译成分的主要功能以及编译阶段的逻辑关系。
教学内容
5 语法分析程序的构造
自顶向下的语法分析。可以看作是为一个输入串寻找 一个最左推导的过程,也等价于从根开始,按前序生成 结点，为输入串构造分析树的过程。讨论一种有效的 无回溯的自顶向下分析程序,这种分析程序称为预测 分析程序。介绍对于一个文法类：LL（1）文法, 如 何自动的构造预测分析程序。
2 PL/0 编译程序剖析 给出一个简单的类Pascal语言，其编译程序用 高级语言（C和Pascal）实现。通过剖析该高 级语言程序以理解各编译成分的功能及手工实 现方法。
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CHENLI
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教学内容
3 高级语言的认识
要学习和构造编译程序，理解和定义程序设计语言
是必不可少的。每个程序设计语言都有一定的规则用 以规定合适程序的语法结构，也需要有对一个程序的 含义的描述。上下文无关文法给出程序设计语言的精 确的,易于理解的语法说明。尚没有公认的形式系统 描述程序含义，但也有流行的描述语义规则的方法— 属性文法。
编译原理基础
第一章引论主要内容：编译原理的基本概念、定义、编译原理的应用发展和现状。
重点：编译程序工作的基本构成及各阶段的基本任务，具体要求：理解什么是编译程序，了解各编译程序的基本构成及各阶段的基本任务，编译程序总框，了解编译程序生成过程和构造工具。
一、名词解释1、编译程序：能够把用各种高级语言书写的源程序翻译成某种等价的目标程序的翻译程序。
2、遍：指编译程序对源程序或中间代码程序从头到尾扫描一次。
3、静态分配：在编译时就能够安排好目标程序运行时的全部数据空间。
二、问答题1、简述编译程序的结构？答：编译程序包括词法分析、语法分析、中间代码生成、优化，目标代码产生五个阶段，上述各阶段中还要进行表格处理和出错处理的工作。
2、编译程序可分成哪几个阶段？它们之间的关系如何？答：编译程序可分为五个阶段：词法分析、语法分析、中间代码生成、优化、目标代码生成。
上述五个阶段之间每个阶段输出为作下一阶段的输入，第一阶段的输入是源程序，最后阶段的输出是目标代码程序。
注意：编译过程中，阶段的划分和遍的划分不一定相同第二章高级程序语言概述主要内容：程序语言定义、初等数据类型、数据结构、表达式、语句、高级语言的一般特征及程序语言的语法描述。
重点：程序语言定义具体要求：理解程序语言的词法、语法和语义等概念；熟悉高级程序语言的一般结构和主要共同特征。
一、填空题1、程序语言是由（语法）和（语义）两方面定义的。
2、一个名字的属性包括（类型）和（作用域）3、目标代码一般有三种形式：能够立即执行的机器语言代码，（待装配的机器语言模块）和（汇编语言代码）4、语义：定义一个程序的意义的（一组规则）5、2型文法又称为（上下文无关文法），3型文法又为（正规文法）二、是非题1、虽然名字都是用标识符表示的，但名字和标识符有着本质的区别（对）2、各种名字都是用标识符表示的，所以名字和标识没有本质的区别（错）3、数组元素的地址计算与数组的存储方式没有关系（错）4、语法是指程序的含义（错）5、因名字都是用标识符表示的，故名字与标识符没有区别（错）第三章词法分析主要内容：词法分析器的任务、词法分析器的设计、正规表达式与有限自动机、词法分析器的自动生成。
编译原理(龙书)课后习题解答(详细)
编译原理(龙书)课后习题解答(详细)编译原理(龙书)课后题解答第一章1.1.1 ：翻译和编译的区别？答：翻译通常指自然语言的翻译，将一种自然语言的表述翻译成另一种自然语言的表述，而编译指的是将一种高级语言翻译为机器语言（或汇编语言）的过程。
1.1.2 ：简述编译器的工作过程？答：编译器的工作过程包括以下三个阶段：(1) 词法分析：将输入的字符流分解成一个个的单词符号，构成一个单词符号序列；(2) 语法分析：根据语法规则分析单词符号序列中各个单词之间的关系，确定它们的语法结构，并生成抽象语法树；(3) 代码生成：根据抽象语法树生成目标程序（机器语言或汇编语言），并输出执行文件。
1.2.1 ：解释器和编译器的区别？答：解释器和编译器的主要区别在于执行方式。
编译器将源程序编译成机器语言或汇编语言等，在运行时无需重新编译，程序会一次性运行完毕；而解释器则是边翻译边执行，每次执行都需要进行一次翻译，一次只执行一部分。
1.2.2 ：Java语言采用的是解释执行还是编译执行？答：Java一般是编译成字节码的形式，然后由Java虚拟机（JVM）进行解释执行。
但是，Java也有JIT（即时编译器）的存在，当某一段代码被多次执行时，JIT会将其编译成机器语言，提升代码的执行效率。
第二章2.1.1 ：使用BNF范式定义简单的加法表达式和乘法表达式答：<加法表达式> ::= <加法表达式> "+" <乘法表达式> | <乘法表达式><乘法表达式> ::= <乘法表达式> "*" <单项式> | <单项式><单项式> ::= <数字> | "(" <加法表达式> ")"2.2.3 ：什么是自下而上分析？答：自下而上分析是指从输入字符串出发，自底向上构造推导过程，直到推导出起始符号。
杭电编译原理名词解释
名词解析1.编译器: 一个编译程序就是一个语言翻译程序，它把一种语言（称作源语言）书写的程序翻译成另一种语言（称作目标语言）书写的等价的程序。
2.词法分析：从左至右读源程序，识别单词符号3.语法分析：在词法分析的基础上将单词序列组合成各类语法短语4.语义分析：语义检查，收集语义信息,进行类型审查5.代码优化：对中间代码进行优化（提高时间与空间效率6.遍：对源程序或源程序中间表示的一次扫描，每一遍读入一个文件，执行一个或几个阶段的编译操作，并输出源程序的一个中间表示7.上下文无关文法:所定义的的语法单位是完全独立于这种语法单位可能出现的上下文环境的8.推导与归约：推导是用产生式的右部代替左部，归约是用产生式的左部代替右部，归约是推导的逆过程9.最左/右推导：对句型最左/右非终结符进行展开10.最左/右规约：最右/左推导的逆过程，即对最左/右边的可归约串进行归约11.句型：从文法的开始符号出发进行零步或多于零步的推导得到的文法符号串12.句子：只包含终结符号的句型称为句子13.句柄：最左直接短语14.句子、文法、语言的二义性：如果一个文法的句子有两棵或两棵以上的分析树，称此句子是二义的如果一个文法有一个句子是二义的，此文法称为二义文法如果一个语言的所有文法都是二义的，称此语言是二义的15.正规表达式：一个表示字符串格式的模式，可以用来描述单词符号的结构16.有限自动机：是具有离散输入与离散输出的一种数学模型，输入字符串，输出是、否17.不确定的有限自动机：由状态集合，输入符号集合，转换函数，开始状态，接受状态集合组成18.确定的有限自动机：没有ε边转移且一个状态面临一个输入符号时最多只转移到一个状态的NFA19.自顶向下分析：从根到叶子来建立句子的分析树或，给出句子的一个从开始符号出发的推导序列20.自底向上分析：从叶子到根来建立句子的分析树或，给出一个从句子出发到开始符号的归约序列21.综合属性：属性值是分析树中该结点的子结点的属性值的函数22.继承属性：属性值是分析树中该结点的父结点和/或兄弟结点的属性值的函数23.S -属性定义：只含有综合属性的语法制导定义24.L -属性定义：是一种语法制导定义L-属性定义包含S-属性定义25.代码优化：对中间代码进行优化（提高时间与空间效率）26.基本块:·一个连续的三地址（中间）代码序列·只有一个入口语句，一个出口语句·执行时从入口语句进入，从出口语句退出27.活动记录：是一段连续的存储区，用以存放过程的一次执行所需要的信息，如局部数据。
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编译原理与语言翻译
编译原理是计算机科学的重要分支，它研究了将一种编程语言转换为另一种机器语言的过程。
语言翻译在现代计算机和软件开发领域扮演着重要的角色。
本文将介绍编译原理和语言翻译的基本概念、方法和应用。
一、引言
编译原理是计算机科学和软件工程领域的重要基础知识，它研究了将高级编程语言转换为机器语言的技术。
语言翻译作为编译原理的核心任务之一，其目标是实现语言之间的转换，使得程序能够在不同平台上运行。
二、编译原理的基本概念
1.词法分析
词法分析是编译过程的第一个阶段，它将源代码转换为一个个记号(token)序列。
词法分析器根据预先定义好的词法规则，将源代码中的各种关键字、标识符、常量等转换为相应的记号。
2.语法分析
语法分析是编译过程的第二个阶段，它将词法分析器生成的记号序列转换为一个语法树。
语法分析器根据预先定义好的语法规则，将记号序列组织成一个有层次结构的树形表示。
3.语义分析
语义分析是编译过程的第三个阶段，它对语法树进行分析，检查程序中的语义错误并进行纠正。
语义分析器可以检查变量的声明和使用是否符合规范，是否存在类型错误等。
4.中间代码生成
中间代码生成是编译过程的第四个阶段，它将语法树转换为一种中间表示形式，如三地址码、四元式等。
中间代码是一种介于高级语言和机器语言之间的抽象表示形式，它可以帮助优化和转换程序。
5.代码优化
代码优化是编译过程的第五个阶段，它通过分析和转换中间代码，提高程序的执行效率和空间利用率。
代码优化器可以进行公共子表达式消除、循环优化、函数内联等优化操作。
6.代码生成
代码生成是编译过程的最后一个阶段，它将优化后的中间代码转换为目标机器语言。
代码生成器根据目标机器的特性和约束，生成有效的机器指令序列。
三、语言翻译的基本方法
1.解释执行
解释执行是一种把源代码逐行转换为机器代码并立即执行的方法。
解释执行器将源代码解析为语法树或解释器内部的数据结构，然后逐条解释执行。
2.静态编译
静态编译是一种在程序运行之前将源代码转换为机器代码的方法。
静态编译器将源代码经过词法分析、语法分析、代码优化等步骤转换为目标机器的可执行文件。
3.动态编译
动态编译是一种在程序运行时将源代码转换为机器代码的方法。
动态编译器将源代码按需编译为目标机器的机器码，然后执行机器码。
四、编译原理的应用领域
1.编程语言设计与实现
编译原理为设计和实现新的编程语言提供了理论和方法支持。
通过编译原理的知识，开发人员可以设计出更加简洁、高效的编程语言，并实现对应的编译器。
2.程序分析与转换
编译原理的技术可以应用于程序分析与转换领域。
通过分析程序的结构和语义，可以实现代码重构、性能优化、安全检查等功能。
3.系统级开发
在系统级开发过程中，编译原理的技术被广泛应用于操作系统、编译器、驱动程序等的开发中。
编译原理可以提高系统的可靠性、安全性和性能。
4.虚拟机与解释器
编译原理的技术对虚拟机和解释器的设计和实现至关重要。
通过编译原理的知识，可以提高虚拟机和解释器的执行效率和可扩展性。
五、总结
编译原理是计算机科学和软件工程领域的重要基础知识，它研究了将高级编程语言转换为机器语言的技术。
语言翻译作为编译原理的核心任务之一，其应用广泛，包括编程语言设计与实现、程序分析与转换、系统级开发以及虚拟机与解释器等领域。
掌握编译原理和语言翻译的基本概念和方法，对于提高软件开发和系统设计的能力具有重要意义。