编译原理及实践教程
编译原理的实践报告(2篇)
第1篇一、引言编译原理是计算机科学中的一个重要分支，它研究如何将高级语言编写的程序转换成计算机可以执行的机器语言。
为了深入理解编译原理的基本概念和方法，我们进行了一系列的实践操作。
本文将详细记录实践过程，并对实践结果进行分析和总结。
二、实践目标1. 理解编译原理的基本概念和流程。
2. 掌握编译器各个阶段的设计与实现方法。
3. 能够使用编译原理知识解决实际问题。
三、实践内容本次实践主要包括以下内容：1. 词法分析器（Scanner）的设计与实现：- 使用正则表达式定义词法规则。
- 设计状态转换图，实现状态转移函数。
- 编写代码，实现词法分析器。
2. 语法分析器（Parser）的设计与实现：- 设计文法规则，编写产生式。
- 使用递归下降法或LL(1)算法实现语法分析。
- 编写代码，实现语法分析器。
3. 语义分析器的设计与实现：- 定义符号表，实现符号表操作。
- 设计语义规则，实现语义分析。
- 编写代码，实现语义分析器。
4. 中间代码生成器的设计与实现：- 根据语法分析结果，生成中间代码。
- 设计中间代码格式，实现中间代码生成。
- 编写代码，实现中间代码生成器。
5. 代码优化器的设计与实现：- 分析中间代码，找出优化点。
- 实现代码优化算法，优化中间代码。
- 编写代码，实现代码优化器。
6. 目标代码生成器的设计与实现：- 根据优化后的中间代码，生成目标代码。
- 设计目标代码格式，实现目标代码生成。
- 编写代码，实现目标代码生成器。
四、实践过程1. 词法分析器：- 使用Python编写正则表达式，定义词法规则。
- 设计状态转换图，实现状态转移函数。
- 编写词法分析器代码，实现词法分析功能。
2. 语法分析器：- 设计文法规则，编写产生式。
- 使用递归下降法实现语法分析。
- 编写语法分析器代码，实现语法分析功能。
3. 语义分析器：- 定义符号表，实现符号表操作。
- 设计语义规则，实现语义分析。
- 编写语义分析器代码，实现语义分析功能。
编译原理实用教程(Tsu版电子教案)
编译原理实用教程(Tsu版电子教案)第一章：编译原理概述1.1 编译器的作用与重要性解释编译器的基本功能：将高级语言程序转换为机器语言程序。
强调编译器在软件开发中的重要性。
1.2 编译过程与阶段描述编译过程的各个阶段：词法分析、语法分析、语义分析、中间代码、代码优化、目标代码。
简要介绍每个阶段的主要任务和作用。
1.3 编译器的设计与实现介绍编译器的设计原则与方法。
讲解编译器的实现技术，包括数据结构、算法和编程语言的选择。
第二章：词法分析2.1 词法单位的识别介绍词法单位的定义与分类，如标识符、关键字、常量、运算符等。
讲解词法分析器的设计方法，包括正则表达式和有限自动机的应用。
2.2 词法分析器的实现详细讲解如何实现一个词法分析器，包括输入处理、词法单位识别和符号表管理。
提供相关的编程技巧和实践。
第三章：语法分析3.1 上下文无关文法介绍上下文无关文法的定义、表示方法和性质。
讲解如何构造上下文无关文法的解析树。
3.2 语法分析器的设计介绍不同的语法分析方法，如递归下降分析、LL分析、LR分析等。
讲解如何选择合适的语法分析方法。
3.3 语法分析器的实现详细讲解如何实现一个语法分析器，包括解析树的构建和错误处理。
提供相关的编程技巧和实践。
第四章：语义分析4.1 语义分析的基本概念介绍语义分析的目的和重要性。
讲解语义分析的主要任务，如类型检查、变量作用域分析等。
4.2 语义分析的方法与技术介绍常见的语义分析方法，如静态语义分析和动态语义分析。
讲解语义分析的具体技术，如抽象语法树、语义规则等。
4.3 语义分析器的实现详细讲解如何实现一个语义分析器，包括错误处理和symbol 表管理。
提供相关的编程技巧和实践。
第五章：中间代码5.1 中间代码的作用与特点介绍中间代码的概念和作用，如便于代码优化和目标代码。
讲解中间代码的特点和设计原则。
5.2 中间代码算法讲解常用的中间代码算法，如三地址码和静态单赋值编码。
提供相关的实例和代码实现。
北大2022编译原理实践（CC++）
北⼤2022编译原理实践（CC++）这是今年新推出的实践⽅案，由往年的sysy->IR1->IR2->RISC V变成了sysy->Koopa->RISC V，通过增量的⽅式让整个实践过程更容易上⼿所以先在这⾥简要记录⼀下整个实践过程那么环境安装的部分我们就先略过，直接开始正题lv0：⾸先我们要注意的是我们要使⽤的是你⾃⼰的路径，⽐如我的电脑在输⼊指令docker run compiler-dev ls -l /时会报错，原因就是路径不对，实际上应当⽤的是docker run maxxing/compiler-dev ls -l /接下来所有的路径都要注意这点。
tips：这些指令是很长的，⽽且我们也没有必要把他们背下来，可如果每次去找⼜要花费不少时间，建议⾃⼰开⼀个.txt之类的⽂件存储常⽤的指令那么我们就可以快乐地进⼊lv1lv1:进⼊lv1之后我们要处理的是最简单的int main(){//可能有这样的注释，但是模板⾥已经帮你处理过了/*你需要⾃⼰处理这样的注释仔细思考怎么处理，提⽰：.不能匹配换⾏符*/return0;}我们观察下发的模板，发现我们实际上需要四个⽂件：sysy.l和sysy.y（⽤来进⾏词法分析、语法分析之类的），main.cpp（你的编译器从这⾥运⾏），以及你⾃⼰建⽴的AST.h（⽤来定义⼀些AST）所谓AST，我们可以直观理解成语法结构，我们只需每次按照该部分的EBNF定义即可，⽐如⽂档中(lv1.3)提供了例⼦，这⾥就不赘述了在lv1中，我们其实应当注意的问题是不要⾃⼰乱动东西，这是后⾯所有增量操作的基础——除了你新增加的功能以及为了实现新功能前⾯确实需要修改的内容外，你不应当改动前⾯你（或模板）已经正确实现的任何内容举例：当我们在做解析的时候，原版（lv1.2提供，正确）可能是长成这个样⼦的：Stmt: RETURN Number ';' {auto number = unique_ptr<string>($2);$$ = new string("return " + *number + ";");};你需要修改他的功能，于是你类⽐这段代码（lv1.3提供，正确）FuncDef: FuncType IDENT '('')' Block {auto ast = new FuncDefAST();ast->func_type = unique_ptr<BaseAST>($1);ast->ident = *unique_ptr<string>($2);ast->block = unique_ptr<BaseAST>($5);$$ = ast;};写出了这种东西Stmt: "return" Number ';'{auto ast=new Stmt();ast->num= $2;$$=ast;};然后你觉得这很正确，因为EBNF就是这么说的呀？CompUnit ::= FuncDef;FuncDef ::= FuncType IDENT "("")" Block;FuncType ::= "int";Block ::= "{" Stmt "}";Stmt ::= "return" Number ";";Number ::= INT_CONST;但是请注意！这样的字符串关键字是需要在.l⽂件⾥⾯进⾏声明的！如果你查看.l⽂件，会看到这样的内容："int" { return INT; }"return" { return RETURN; }也就是说我们实际应该匹配的是RETURN，⽽不是"return"这⼀点当你做到lv3或者lv4的时候会再次遇到，⽐如你想匹配⼀个const关键字，那么你应当先在.l⽂件⾥加上⼀⾏"const" { return CONST; }然后就可以在.y⽂件⾥写类似这样的东西了ConstDecl: CONST INT MulConstDef ';'{auto ast=new ConstDecl();ast->const_decl=unique_ptr<BaseAST>($3);$$=ast;} ;但是在⼀开始，显然你并没有对这些事情有充分的理解（本博客讲解的是⼀个⼩菜鸡做lab的⼼路历程，不建议巨佬⾷⽤），因此最好的⽅法就是不要动，反正我return的这个内容没有变，那我为什么要把他帮你写好的RETURN改成"return"呢？那么你⼀阵瞎写，终于完成了这个.y⽂件，接下来我们按照编译⽂档上的指⽰，先make再build/compiler -koopa hello.c -o hello.koopa如果没有什么提⽰，那么我们就可以认为我们的解析过程是正确的了！当然，如果有提⽰，⼀般来讲提⽰信息⼤概长这样：compiler: /root/compiler/template/src/my.cpp:264: int main(int, const char **): Assertion `!ret' failed.Aborted这是啥？观察我们的.y⽂件，我们不难发现我们还定义了⼀个报错函数void yyerror(std::unique_ptr<BaseAST> &ast, const char *s) {cerr << "error: " << s << endl;}那么如果出现错误，我们可以⽤这个报错函数帮我们获取错误信息，我们把报错函数修改成这样：void yyerror(std::unique_ptr<BaseAST> &ast, const char *s) {extern int yylineno; // defined and maintained in lexextern char *yytext; // defined and maintained in lexint len=strlen(yytext);int i;char buf[512]={0};for (i=0;i<len;++i){sprintf(buf,"%s%d ",buf,yytext[i]);}fprintf(stderr, "ERROR: %s at symbol '%s' on line %d\n", s, buf, yylineno);}那么你看到的报错信息就会变成：ERROR: syntax error at symbol '33 ' on line 1compiler: /root/compiler/template/src/my.cpp:264: int main(int, const char **): Assertion `!ret' failed.Aborted好极了！第⼀⾏告诉我们在⼀⾏中出现了语法错误（syntax error），原因是它不能识别ascii码为33的字符！那么这个错误有两个可能的原因，⼀个是我们的测试程序本⾝就有语法错误（这⾥所谓的语法错误，是指按我们当前体系设计不能识别的内容），⽐如如果我们把hello.c写成这个样⼦：int main(){return !0;}按我们的认知来说这其实没错，但别忘了我们还在lv1，我们只能处理return 0，所以这样的语句就会产⽣上⾯的报错信息（！的ascii码为33）另⼀种可能（也是可能性⽐较⼤的情况）就是我们的.y写错了，本应识别的东西没有识别，⽐如如果你把这个程序喂给了你在lv3中写的编译器，它还给你报上⾯的错，就说明你的.l,.y⽂件哪⾥写的出问题了好，你通过不断地修改，终于让你的编译器能正确识别了（可喜可贺）但可惜我们的编译过程还没有进⾏到⼀半因为我们的编译过程应当是sysy->Koopa->RISC V，可是我们现在连Koopa都没有，我们只是得到了⼀堆数据结构。
计算机编译程序构造与实践PPT课件
源程序
编译程序 目标程序
输入数据
目标程序 输出结果 运行子程序
编译原理课程基本内容 • 高级程序设计语言是一种符号语言
编译程序是符号处理的工具 • 编译原理讨论：
编译程序构造的基本原理、技术和方法 • 三个方面
· 高级程序设计语言的定义和相关概念 · 与编译实现相关的形式语言理论基本概念 · 编译程序构造的原理、技术和方法
1.2.2 编译程序构造 编译程序的性质：符号处理的工具
1．编译程序的功能 把高级程序设计语言源程序 翻译成等价的低级语言目标程序
2. 编译程序的构造 前端: 分析 (词法分析, 语法分析, 语义分析) 后端: 综合 (目标代码生成, 代码优化)
词法分析程序： 功能： 输入输出：
语法分析程序： 功能： 输入输出：
重点讨论语法的表示。
语法定义 • 语法图 • BNF表示法 • 口语
语法图：
函数定义 函数类型 函数标识符 （ 形参表列 ） 函数体
简单表达式
+ 项
-
+项
BNF表示法： <函数定义>::=
<函数类型> <函数标识符>(<形参表列>) <函数体> <形参表列>::=<形参表列><形参>
|<形参> <简单表达式>::= < 项 > | + <项> | - <项>
• 提高分析问题和解决问题的能力，培养与提 高研制程序的能力；
• 有利于今后应用于其他各个领域的符号处理。
1.2 编译程序和程序设计语言的联系 1.2.1 程序设计语言的定义 （1） 程序及其结构
《编译原理实践及应用》第3章词法分析—DFA与NFA
其中 Κ ={ S 0 ,S1 ,S 2 } Σ ={a,b}
Ѕ={ S 0 , S1 } ( S0 ,a)={ S1 }
F={ S 2 }
( S 0 ,b)={ S 0 ,S 2 }
( S1 ,a)= Φ
(S1 ,b)={S 2 }
( S 2 ,a)= Φ
(S 2 ,b)={S1 }
②以每个非终结符号做其它状态
③对于形如Q→q的规则,
q
S
Q
对于形如Q→Rq的规则,
Rq Q
④以文法开始符号为终止状态。
例3-1： 文法G[Z]： Z→Za|Aa|Bb
aA
a
A→Ba|a B→Ab|b
Sb a
Za
b
Bb
2.应用状态转换图识别句子
识别句子：从开始状态到终止状态经过的边上的符号序列。 识别句子的步骤： ①从开始状态出发，以欲识别符号串的最左字符开始，寻找标
Z→Cb C→b|Bb B→Ab A→a|Ba
有限自动机(FA)
FA可看作一个机器模型，由一个带读头的有限控制器和 一条字符输入带组成。
#
a b a ba
…
输入带
控制器
工作原理：读头从左到右扫描输入带，读到一个字符，状态改
变，同时读头右移一个字符，…，直到读头读到
“#”，状态进入终止状态。
控制器中包括有限个状态，读入一个字符形成状态转换。
( S1 ,a)= S0 ( S1 ,c)= S3 ( S 2 ,b)= S1
( S3 ,b)= S3
a
b
S2 a
S0 a S1
ba
C
S3 b
定义: 所接收的语言（正则集）
L( AD)={β | S β S, S∈ F },
编译原理实践yacc(sql查询语句解析)_概述说明
编译原理实践yacc(sql查询语句解析) 概述说明1. 引言1.1 概述本篇文章旨在介绍编译原理实践中使用Yacc工具对SQL查询语句进行解析的过程。
编译原理是计算机科学中的重要研究领域，主要涉及将高级语言转化为低级的机器语言，以便计算机能够理解和执行。
通过使用编译原理中的概念和技术，可以大大简化复杂语法的分析和解析过程，提高程序开发的效率。
1.2 文章结构本文共分为五个部分，每个部分都有其特定的内容和目标：- 引言：介绍本篇文章的背景和目的。
- 编译原理实践yacc：阐述编译原理及介绍Yacc工具在该领域中的应用。
- SQL查询语句解析过程：详细讲解SQL查询语句的基本结构、词法分析过程以及语法分析过程。
- Yacc工具的使用和配置：指导读者如何安装Yacc工具，并演示如何编写Yacc 源文件以及生成解析器代码并进行运行。
- 结论与展望：总结全文内容并提供未来可能的拓展方向。
1.3 目的本文目的在于通过对编译原理和Yacc工具在SQL查询语句解析中的应用进行介绍，帮助读者更好地理解编译原理的相关概念，并掌握使用Yacc工具进行语法分析和解析的方法。
通过实践演示和案例讲解，读者能够学会配置和使用Yacc 工具，并将其应用于自己感兴趣的领域。
以上为“1. 引言”部分内容的详细描述，请结合实际情况进行参考与调整。
2. 编译原理实践yacc2.1 什么是编译原理编译原理是计算机科学领域的一个重要分支，研究如何将高级程序语言转换为机器语言。
它涉及到编程语言的词法分析、语法分析和代码生成等多个方面。
通过编译原理，我们可以了解程序如何被解释和执行，从而能够更好地设计和优化程序。
2.2 Yacc介绍Yacc（Yet Another Compiler Compiler）是一款用于生成语法解析器的工具。
它是由AT&T贝尔实验室的Stephen C. Johnson在20世纪70年代开发的，并成为Unix操作系统环境下广泛使用的编译器工具之一。
编译原理及实践教学设计
编译原理及实践教学设计概述编译原理是计算机科学中重要的一门基础课程，该课程主要涉及编译器的设计、实现和优化等方面的知识，而编译器则是将高级编程语言源代码转换为机器语言的程序。
在本文中，我们将探讨编译原理教学的设计与实践，包括教学目标、教学方法、课程设置和考核方式等方面。
教学目标编译原理课程的教学目标主要包括以下几个方面：1.掌握编译器的基本原理和设计方法，了解编译器的结构和工作流程；2.学习正则表达式、文法、语法制导翻译等编译原理的基本理论，理解编程语言的语法结构和语义；3.熟练掌握至少一种编程语言的语法和语义，具有一定的编程能力；4.能够根据编程语言的语法和语义设计、实现和优化一个简单的编译器；5.培养学生的分析和解决问题的能力，提高学生的综合素质和实践能力。
教学方法为了实现以上教学目标，我们需要采用多种教学方法：1.讲授理论知识：讲授编译原理的基本理论知识，包括正则表达式、文法、语法制导翻译等方面的知识，并结合实例进行讲解和演示，帮助学生理解和掌握理论知识。
2.实验练习：设计一些适当的编译器实验，让学生进行实验练习，实现对编译器的理论知识的应用和深化，同时提高学生的编程能力和实践能力。
3.课堂讨论：课堂上引导学生参与课堂讨论，提高学生的思考和解决问题的能力，同时也可以激发学生的学习积极性。
4.个人项目：可以让学生按照自己的兴趣和特长，设计和实现一个小型编译器项目，既能够提高学生的实践能力，也可以体现个人能力和创造性。
课程设置编译原理课程的设计可以分为两个部分：理论教学和实践教学。
理论教学1.编译原理基础知识；2.正则表达式和有限自动机；3.词法分析；4.上下文无关文法和语法分析；5.语法制导翻译；6.中间代码生成和优化；7.目标代码生成和优化；8.其他相关知识。
实践教学1.设计和实现一个简单的编译器；2.编译器的前端（词法分析和语法分析）实现；3.编译器的后端（中间代码生成和目标代码生成）实现；4.对编译器进行优化；5.其他相关实践项目。
编译原理及实践
编译原理及实践编译原理是计算机科学中的重要领域，它研究的是如何将高级语言程序转换为机器语言程序的方法和技术。
编译器是实现这一转换过程的工具，它扮演着将程序员编写的高级语言程序转换为计算机可以执行的机器语言程序的角色。
在现代计算机科学中，编译原理的研究和应用已经成为了不可或缺的一部分。
本文将就编译原理及其实践进行一些探讨和分析。
首先，编译原理涉及到的内容非常广泛，它包括了词法分析、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多个方面。
在编译原理的学习和实践过程中，我们需要深入了解每个方面的原理和实现方法，才能够更好地理解和应用编译原理的知识。
其次，编译原理的实践是非常重要的。
通过实际的编译器开发项目，我们可以更深入地理解编译原理的知识，并且可以提高我们的编程能力和软件工程能力。
在实践过程中，我们需要学会使用各种编译器开发工具，掌握各种编程语言和数据结构，以及了解各种编译器设计和实现的技术和方法。
另外，编译原理的研究和应用也是非常广泛的。
在计算机科学的各个领域，编译原理都有着重要的作用。
比如，在程序语言设计和实现、软件工程和开发、操作系统和编程语言的实现、嵌入式系统和网络编程等方面，编译原理都发挥着重要的作用。
最后，编译原理的学习和实践是一个不断探索和提高的过程。
我们需要不断地学习和研究最新的编译原理技术和方法，不断地实践和探索新的编译器开发项目，以及不断地应用和推广编译原理的知识和技术。
只有这样，我们才能够更好地掌握和应用编译原理的知识，提高我们的编程能力和软件工程能力。
总之，编译原理是计算机科学中的重要领域，它研究的是如何将高级语言程序转换为机器语言程序的方法和技术。
通过对编译原理的学习和实践，我们可以更深入地理解和应用编译原理的知识，提高我们的编程能力和软件工程能力，以及推动计算机科学的发展和进步。
希望本文能够对编译原理的学习和实践有所帮助，也希望大家能够对编译原理有更深入的了解和研究。
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编译原理及实践教程
一、概述
编译原理是一门研究计算机程序编译过程的学科，它涉及到计算机科学、数学、语言学等多个领域。
实践教程则是为了帮助学习者更好地理解和掌握编译原理而编写的教程，通过实践操作来加深对理论知识的理解。
二、编译原理基础知识
1. 编译器与解释器
编译器是将一种程序设计语言翻译成另一种程序设计语言的工具。
解释器则是逐行执行源代码的程序，它不需要将代码全部翻译成目标代码。
2. 词法分析
词法分析是将输入的源代码按照一定的规则分成一个个标记的过程。
3. 语法分析
语法分析是根据语法规则将词法分析产生的标记组成语法正确的语句的过程。
4. 中间代码生成
将源代码转换成更易于优化和执行的中间代码。
5. 代码优化
对生成的代码进行优化，以提高执行效率。
6. 目标代码生成
将中间代码或优化后的代码转换成目标机器代码的过程。
三、实践操作步骤
1. 确定要编译的语言和编译器类型，选择合适的编译器。
2. 编写源代码，并进行词法分析，生成标记文件。
3. 根据语法规则，进行语法分析，生成语法树或中间代码。
4. 对生成的代码进行优化，提高执行效率。
5. 将优化后的代码转换成目标机器代码，生成可执行文件。
6. 运行程序，测试并调试。
四、实践案例分析
以C语言为例，使用GCC编译器进行编译实践。
首先编写一个简单的C程序，如“hello world”，并进行编译、链接和运行。
通过实践操作，学习GCC编译器的使用方法，并了解C语言编译的基本流程。
五、常见问题及解决方法
1. 编译错误：可能是由于语法错误、语义错误或输入数据问题导致的。
解决方法是仔细检查源代码和输入数据，确保语法规则和语义规则正确。
2. 链接错误：可能是由于库文件缺失或依赖关系问题导致的。
解决方法是确保所有需要的库文件都已正确安装，并按照编译器提示的依赖关系进行链接。
3. 运行时错误：可能是由于程序逻辑错误或资源泄漏导致的。
解决方法是仔细检查程序的逻辑和资源管理，确保程序在所有情况下都能正确运行。
4. 性能问题：可能是由于编译优化不足或目标机器性能限制导致的。
解决方法是使用不同的编译器选项进行优化，或在高性能机器上运行程序。
六、总结与展望
通过本实践教程的学习，学习者可以更加深入地理解和掌握编译原理相关知识，并能够进行实际的编译实践操作。
展望未来，编译原理将在人工智能、机器学习、自然语言处理等领域发挥更加重要的作用，学习编译原理将为未来的技术发展奠定坚实的基础。