编译原理课设—正规式r与正规文法G相互转换的程序设计
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TOC \o "1-3" \h \u HYPERLINK \l _Toc15886 1、引言 PAGEREF _Toc15886 错误！未定义书签。
HYPERLINK \l _Toc26683 2、设计原理 PAGEREF _Toc26683 错误！未定义书签。
HYPERLINK \l _Toc8487 2.1、正规文法的定义 PAGEREF _Toc8487 错误！未定义书签。
HYPERLINK \l _Toc12858 2.2、正规式的定义 PAGEREF _Toc12858 错误！未定义书签。
HYPERLINK \l _Toc25836 2.3、正规文法和正规式的等价性 PAGEREF _Toc25836 错误！未定义书签。
HYPERLINK \l _Toc3785 2.3.1、将正规式转换成正规文法...........
PAGEREF _Toc3785 错误！未定义书签。
HYPERLINK \l _Toc12357 2.3.2、将正规文法转换成正规式.........
PAGEREF _Toc12357 错误！未定义书签。
HYPERLINK \l _Toc32712 3、总体算法设计 PAGEREF _Toc32712 错误！未定义书签。
HYPERLINK \l _Toc455 3.1、正规式转化为正规文法的算法 PAGEREF _Toc455 错误！未定义书签。
HYPERLINK \l _Toc17638 3.2、正规文法转化为正规式的算法...........
PAGEREF _Toc17638 错误！未定义书签。
HYPERLINK \l _Toc4135 4、详细设计 PAGEREF _Toc4135 错误！未定义书签。
HYPERLINK \l _Toc24761 4.1、算法涉及到的各个结构体 PAGEREF _Toc24761 错误！未定义书签。
HYPERLINK \l _Toc18291 4.1.1、每个文法规则右部非终结符前面的终结符串........................ PAGEREF _Toc18291 错误！未定义书签。
HYPERLINK \l _Toc31651 4.1.2、每个文法规则右部结构体.........
PAGEREF _Toc31651 错误！未定义书签。
HYPERLINK \l _Toc4330 4.1.3、每条文法规则结构体 PAGEREF _Toc4330 错误！未定义书签。
HYPERLINK \l _Toc15042 4.1.4、文法规则结合 PAGEREF _Toc15042 错误！未定义书签。
HYPERLINK \l _Toc17058 4.2、主要函数 PAGEREF _Toc17058 错误！
未定义书签。
HYPERLINK \l _Toc4990 4.2.1、创建文法的一条规则 PAGEREF _Toc4990 错误！未定义书签。
HYPERLINK \l _Toc15715 4.2.2、合并规则右部相同非终结符的项
PAGEREF _Toc15715 错误！未定义书签。
HYPERLINK \l _Toc10359 4.2.3、规则的替换 PAGEREF _Toc10359 错误！未定义书签。
HYPERLINK \l _Toc12898 5、调试与运行结果 PAGEREF _Toc12898 错误！未定义书签。
HYPERLINK \l _Toc25305 5.1、调试方法记录 PAGEREF _Toc25305 错误！未定义书签。
HYPERLINK \l _Toc6078 5.2 、实验结果记录 PAGEREF _Toc6078 错误！未定义书签。
HYPERLINK \l _Toc21348 5.2.1、第一组测试数据 PAGEREF _Toc21348 错误！未定义书签。
HYPERLINK \l _Toc18919 5.2.2、第二组测试数据 PAGEREF _Toc18919 错误！未定义书签。
HYPERLINK \l _Toc171 5.2.3、第三组测试数据 PAGEREF _Toc171 错误！未定义书签。
HYPERLINK \l _Toc2404 6、课程设计总结与心得体会 PAGEREF _Toc2404 错误！未定义书签。
HYPERLINK \l _Toc13401 7、参考文献 PAGEREF _Toc13401 错误！未定义书签。
正规式r与正规文法G相互转换的程序设计
摘要：在计算机编译理论中，正规式、正规文法、自动机的理论以及它们之间的等价性问题是编译理论的等价基础，其中正规式和自动机，正规文法和自动机之间的等价性问题，已经得到了比较圆满的解决。本文主要讨论正规式和正规文法之间相互转换的方法。
关键字：编译原理正规式正规文法相互转换
1、引言
程序设计语言中的单词是基本语法符号。单词符号的语法可以用有效的工具加以描述，并且基于这类描述工具，可以建立词法分析技术，进而可以建立词法分析程序的自动构造方法。多数程序设计语言的单词的语法都能用正规文法或3型文法来描述。正规式也称正则表达式，是表示正规集的工具，也是我们用以描述单词符号的方便工具。因此，熟练掌握正规文法、正规式以及它们之间的相互转化是非常必要的。
2、设计原理
2.1、正规文法的定义
正规文法是左线性文法和右线性文法的统称。它们都是Chomsky分类下的3型文法。由正规文法产生的语言称为正规集。
2.1.1、右线性文法
设G[S]=(V N，V T，P，S)，若P中的产生或均有如下的形式：
A→aB或A→a（A∈V N，a∈V T）,则称G为右线性文法。
例如，文法G1[S]=({S,A,B}，{a,b}，P1,S)
其中P1={S→aA，A→aA，A→bB，A→b，B→bB，B→b}，由定义可知该文法为一右线性文法。
2.1.2、左线性文法
若一个文法G[S]=(V N，V T，P，S)中的产生式均有如下的形式：
A→Ba或A→a（A，B∈VN，a∈VT），则称G为左线性文法。
例如，文法G2[S]=({S,A}，{a,b}，P2，S)
其中P2={S→Sb，S→Ab，A→Aa，A→a}，由定义可知该文法为一左线性文法。
[注:]由于左线性文法和右线性文法是等价的，本次课程设计为简化需要，只考虑右线性文法和正规式之间的转换。
2.2、正规式的定义
正规式是描述程序语言单词的表达式，对于字母∑，其上的正规式及其表示的正规集可以递归定义如下：
①ε是一个正规式，它表示集合L(ε)={ε}。
②若a是∑上的字符，则a是一个正则式，它所表示的正规集
L(a)={a}。
③若正规式r和s分别表示正规集L(r)=L(s)，则
（a）r|s是正规式，表示集合L(r)∪L(s)；
（b）r·s是正规式，表示集合L(r)L(s)；
（c）r*是正规式，表示集合(L(r))*；
（d）(r)是正规式，表示集合L(r)。
仅由有限次地使用上述三个步骤定义的表达式才是∑上的正规式。
运算符“|”、“·”、“*”分别称为“或”、“连接”和“闭包”。在正规式的书写中，连接运算符“·”可省略。运算符的优先级从高到低顺序排列为：“*”、“·”、“|”。
2.3、正规文法和正规式的等价性
一个正规语言可以由正规文法定义，也可以由正规式定义，对任意一个正规文法，存在一个定义同一个语言的正规式；反之，对每个正规式，存在一个生成同一语言的正规文法，有些正规语言很容易用文法定义，有些语言更容易用正规式定义，这里两者间的转换，从结构上建立它们的等价性。
2.3.1、将正规式转换成正规文法
将∑上的一个正规式r转换成文法G=（V
N ，V
T
，S，P）。令V
T
=∑，确定
产生式和V
N
的元素用如下办法。
选择一个非终结符S生成类似产生式的形式S→r，并将S定位G的识别符号。为表述方便，我们将S→r称作正规式产生式，因为在“→”的右部含有：“*”、“·”或“|”等正规式符号。不是V中的符号。
若x和y都是正规式，对形如A→xy的正规式产生式，重写成：A→xB，B
→y两产生式，其中B是新选择的非终结符，即B∈V
N
。
对形如A→x*y的正规式产生式，重写为：
A→xB
A→y
B→xB
B→y 其中B为一新非终结符。
对形如A→x|y的正规式产生式，重写为：
A→x
A→y
不断利用上述规则做变换，直到每个产生式都符合正规文法的形式。
2.3.2、将正规文法转换成正规式
将正规文法装换成正规式。基本上是上述过程的逆过程，最后只剩下一个开始符号定义的正规式。其转化规则列于下表：
文法产生式 正规式 规则1A→xB B→y A=xy规则2A→xA|y A=x*y规则3A→x A→y A=x|y
文法产生式 正规式 规则1A→xB B→y A=xy规则2A →xA|y A=x*y规则3A→x A→y A=x|y
正规式 规则1A→xB B→y A=xy规则2A→xA|y A=x*y规则3A→x A→y A=x|y
规则1A→xB B→y A=xy规则2A→xA|y A=x*y规则
3A→x A→y A=x|y
规则1A→xB B→y A=xy规则2A→xA|y A=x*y规则3A
→x A→y A=x|y
A→xB B→y A=xy规则2A→xA|y A=x*y规则3A→x
A→y A=x|y
A=xy规则2A→xA|y A=x*y规则3A→x A→y A=x|y 规则2A→xA|y A=x*y规则3A→x A→y A=x|y
规则2A→xA|y A=x*y规则3A→x A→y A=x|y A→xA|y A=x*y规则3A→x A→y A=x|y
A=x*y规则3A→x A→y A=x|y
规则3A→x A→y A=x|y
规则3A→x A→y A=x|y
A→x A→y A=x|y
A=x|y
3、总体算法设计
3.1、正规式转化为正规文法的算法
利用编译原理中的算符优先分析方法对正规式进行分析，可以得到将正规式转化为正规文法的算法。为了顺利实现转化算法，使用了两个工作栈，一个是OPTR，用以寄存运算符，另一个是OPND，用以寄存操作数、中间结果或最后结果，算法如下：
说明：函数comp（x,y）的作用是：根据算符优先关系表，返回x和y的优先关系。函数operate（T,X,Y）的作用是：将文法符号X，Y所对应的文法（若X，Y是非终结符，则它们代表已知文法的开始符）按运算符T拼接成新的文法。operate返回新文法的开始符。
3.2、正规文法转化为正规式的算法
正规式与正规文法等价性的另一个方面即正规文法转换为正规式的问题，下面给出的转化算法可以将任意一个正规文法转化为与其等价的正规式。在使用该算法的过程中，应注意随时利用正规式的运算律对所得结果进行化简。
4、详细设计
4.1、算法涉及到的各个结构体
4.1.1、每个文法规则右部非终结符前面的终结符串
struct Nodea
{
char a[20];
Nodea * nexta;
};
例如右部产生式为：S→abA|cdA|efB 可归为：S→(ab|cd)A|efB 此时终结符A 前面的终结符串ab存在Nodea结构体中char型数组中，指针指向下一个Nodea型结构体，其char型数组中存放cd。
4.1.2、每个文法规则右部结构体
struct NodeG //文法每一条规则右部结构体
{
Nodea *VTa;
char VNA;
NodeG *nextg;
};
4.1.3、每条文法规则结构体
struct HeadG
{
char VNA; //文法每一条规则左部非终结符
NodeG *nextg; //文法规则右部产生式
};
4.1.4、文法规则结合
struct Paragraph//文法规则集合结构体
{
HeadG *Head;//本条规则的指针
Paragraph *nextH; //下一条规则指针
Paragraph *preH; //前一条规则指针，用于规则逆序查找，便于规则的逆序
//替换。
};
4.2、主要函数
4.2.1、创建文法的一条规则
该函数可以实现文法规则的输入及存储。可以输入规则形式为：
S→aA|bA|cdB|!@|e#; 其中!@表示空串ε，#表示没有非终结符，e#表示该规则产生式为e.
void creatG(HeadG *head)//给出该条规则首部，创建规则
{
char temp[20];
char cont='y';
NodeG *nodeg;
Nodea *nodea;
NodeG *tail;
nodeg=new(NodeG);
nodea=new(Nodea);
cout<<"输入规则右部终结符：";
cin>>temp;
strcpy(nodea->a,temp);
nodea->nexta=NULL;
nodeg->VTa=nodea;
nodeg->VTa->nexta=NULL;
//用!@表示空串ε
if(temp[0]!='!')
{
cout<<"输入规则右部非终结符：";
cin>>nodeg->VNA;
}
else
nodeg->VNA='@';
nodeg->nextg=NULL;
head->nextg=nodeg;
tail=nodeg;
do{
cout<<"该条规则结束了吗(y/n)?";
cin>>cont;
}while(cont!='y'&&cont!='n');
while(cont=='n')
{
//该部分代码省略，和上面相同，可参见源代码
}while(cont!='y'&&cont!='n');
}
}
4.2.2、合并规则右部相同非终结符的项
该函数可以实现文法规则右部相同项的合并。对于如S→aA|bA|cdB|!@|e#; 改写
后为S→(a+b)A|cdB|!@|e#;
HeadG* changG(HeadG *head)
while(n2!=NULL)
//n2,n1为规则右部的一个产生式,当n2和n1非终结符相同时候合并{
if(n2->VNA==n1->VNA)
//合并
{
Nodea *na=ht->VTa;
while(na->nexta!=NULL)
na=na->nexta;
na->nexta=n2->VTa;
}
n2=n2->nextg;
}
4.2.3、规则的替换
用A→aB|cD 替换S→abA|cdC 中的A，替换后为S→abaB|abcD|cdC HeadG * replaceG(HeadG *head1,HeadG *head2)
//用head2规则替换head1中含有head2左部的项
while(th1!=NULL && th1->VNA!=head2->VNA)
//找到head1中有head2左部得项
{
if (th1!=head1->nextg) preth1=preth1->nextg;
th1=th1->nextg;
}
if(th1!=NULL)//找到了之后串接起来
while(ta1!=NULL)//串接起来
{
while(ta2!=NULL)
{
ss2->nexta=new(Nodea);
ss2=ss2->nexta;
strcpy(ss2->a,ta1->a);
strcat(ss2->a,ta2->a);
ss2->nexta=NULL;
ta2=ta2->nexta;
}
ta2=th2->VTa;
//cout<<"ta1:"< ta1=ta1->nexta; } 5、调试与运行结果 5.1、调试方法记录 编辑好源程序，编译，出现多处错误，但多数是语法方面的错误，一一改正后。重新编译链接后运行，输入数据测试，经常出现指针错误提示。通过debug调试器，查看内存单元，一一分析比较，找出问题所在，返回源程序，修改，重新编译链接。这个过程是艰难和费时的，有时候多次检查不出问题原因。调试还通过设置输出语句查看数据实现。例如不清楚a的值，可以通过cout<<”a=”< 之前定有错误。经过多次修正，终于使得程序正确。 5.2 、实验结果记录 5.2.1、第一组测试数据 对于正规文 法 Z→0A； A→0A|0B；B→1A|ε； 其正规式应为 Z=0(0|01)*0. 实验为 Z=0(0)*0|0(01)*0 可以化为0(0|01)*0。 故实验结果正确。 5.2.2、第二组测试数据 对于正规文法 S→aA； A→aA|bB|b； B→bA|b； 其正规式应为 S=aa*(bb*b|b). 实验为 S=aa*bb*b|aa*b 可以化为aa*(bb*b|b)。故实验结果正确。 5.2.3、第三组测试数据 对于正规文法 S→aB； B→bA|bB； A→c|cA； 其正规式应为 S=abb*c*c. 实验为 S= abb*c*c. 故实验结果正确。 6、课程设计总结与心得体会 本课程设计主要是让我们掌握正规文法和正规式的转换算法，加深对正规文法和正规式的理解，正规文法和正规式是构造有穷自动机的前提，有穷自动机又是进行词法分析的工具，因此掌握转换方法对于编译很重要。 总体来说通过这次的编译原理的课程设计，我学到了很多东西。平时的实验课程使我已经掌握了编译原理词法分析、语法分析、语义分析的方法。这些是我这次顺利做出课程设计的基础。 课程设计过程中，我学会很重要的调试方法，可以设计输出语句，查看内存单元是否正确，这在今后的学习工作中是很有用的，同时我还深刻体会到了耐心很重要，没有耐心，是很难把事情做成功的。 课设中我也感觉到自身编程能力的欠缺，今后应该多加训练。 感谢何九周老师的指导和同学们的帮助，没有你们的帮助和指导，我是很难做出这个课程设计的。 课程设计锻炼了独立动手能力及创新设计思考的能力。这将会使我受益匪浅。 7、参考文献 [1]《编译原理》(第2版) 胡伦俊徐兰芳骆婷编著电子工业出版社出版 [2]《程序设计语言编译原理》(第3版) 陈火旺编著国防工业出版社 [3]《数据结构》(第2版) 严蔚敏编著清华大学出版社 [4]《编译原理课程设计》王雷刘志成周晶编著机械工业出版社 [5]《编译原理学习指导》胡元义柯丽芳著西安电子科技大学出版社 [6]《正规式与正规文法的等价性及转化算法》晏兴学著甘肃高师学报 ＜PL0编译器-PCompiler＞ 软件需求说明书 作者：刁诗云、麻汉华、潘彦荃、周津、李程完成日期：2009年6月7日 签收人： 签收日期： 修改情况记录： 目录 软件需求说明书 (1) 1 引言 (1) 1.1 编写目的 (1) 1.2 项目背景 (1) 2 项目概述 (2) 2.1 产品描述 (2) 2.2 产品功能 (2) 2.3 用户特点 (2) 3 具体需求 (3) 3.1 EBNF定义的PL/0文法 (3) 3.2 语法图 (4) 3.3 功能需求 (6) 3.4 系统概要设计 (15) 1 引言 1.1 编写目的 为了清楚表达客户提出的需求，便于用户理解和确认项目所包含的具体功能需求、性能需求以及非公能性需求，因此以文件化的形式，把系统整体及其部分的业务流程、系统功能进行了详细的说明。同时，此文也对开发人员起到引导的作用，请认真阅读。 1.2 项目背景 PL/0是由世界著名计算机科学家、PASCAL语言的创始人N.Wirth教授选择提供的。在选择PL/0语言的过程中，Wirth很费了一番脑筋。一方面他希望借助这个语言，能尽可能把程序设计语言和编译技术一些最重要的内容都讲到；但另一方面又不希望内容太多，太杂，而希望尽可能简单一些，以便与有限的课时和课程范围相适应。于是他精心选择提供了这个PL/0语言。事实证明，它非常适合于编译技术的教学，目前已被国内越来越多的编译教材所采用。 PL/0语言的语句类型比较丰富，能适应各种可能的程序结构。最进本的是赋值语句。组合结构语句有语句串、条件语句和循环语句。还有重要的子程序概念，是通过过程说明和过程调用两部分实现的。至于数据类型和数据结构，PL/0则特别简单，只有整数类型一种，没有数据结构，因此只允许有整常数和整数变量的说明以及相应的算术运算表达式。PL/0允许在一个过程范围内说明常数、变量和过程。这些常数、变量和过程只在它们被说明的过程范围内有效。PL/0语言也允许递归调用，既可以间接递归，也可以直接递归。 《编译原理》课程设计大纲 课程编号： 课程名称：编译原理/Compiler Principles 周数/学分：1周/1学分 先修课程：高级程序设计语言、汇编语言、离散数学、数据结构 适用专业：计算机科学与技术专业、软件工程专业 开课学院，系或教研室：计算机科学与技术学院 一、课程设计的目的 课程设计是对学生的一种全面综合训练，是与课堂听讲、自学和练习相辅相成的必不可少的一个教学环节。通常，设计题中的问题比平时的练习题要复杂，也更接近实际。编译原理这门课程安排的课程设计的目的是旨在要求学生进一步巩固课堂上所学的理论知识，深化理解和灵活掌握教学内容，选择合适的数据逻辑结构表示问题，然后编制算法和程序完成设计要求，从而进一步培养学生独立思考问题、分析问题、解决实际问题的动手能力。 要求学生在上机前应认真做好各种准备工作，熟悉机器的操作系统和语言的集成环境，独立完成算法编制和程序代码的编写。 设计时间： 开发工具： （1） DOS环境下使用Turbo C； （2） Windows环境下使用Visual C++ 。 （3） 其它熟悉语言。 二、课程设计的内容和要求 设计题一：算术表达式的语法分析及语义分析程序设计。 1.目的 通过设计、编制、调试一个算术表达式的语法及语义分析程序，加深对语法及语义分析原理的理解，并实现词法分析程序对单词序列的词 法检查和分析。 2.设计内容及要求： 算术表达式的文法： 〈无符号整数〉∷＝ 〈数字〉{〈数字〉} 〈标志符〉∷＝ 〈字母〉{〈字母〉｜〈数字〉} 〈表达式〉∷＝ [＋｜－]〈项〉{〈加法运算符〉〈项〉} 〈项〉∷＝ 〈因子〉{〈乘法运算符〉〈因子〉} 〈因子〉∷＝ 〈标志符〉｜〈无符号整数〉｜‘（’〈表达式〉‘）’ 〈加法运算符〉∷＝ ＋｜－ 〈乘法运算符〉∷＝ ＊｜／ （1） 分别选择递归下降法、算符优先分析法（或简单优 先法）完成以上任务，中间代码选用逆波兰式。 （2） 分别选择LL（1）、LR法完成以上任务，中间代码选 用四元式。 （3） 写出算术表达式的符合分析方法要求的文法，给出 分析方法的思想，完成分析程序设计。 （4） 编制好分析程序后，设计若干用例，上机测试并通 过所设计的分析程序。 设计题二：简单计算器的设计 1．目的 通过设计、编制、调试一个简单计算器程序，加深对语法及语 义分析原理的理解，并实现词法分析程序对单词序列的词法检 查和分析。 2.设计内容及要求 算术表达式的文法： 编译原理考试题及答案汇总一、选择 1．将编译程序分成若干个“遍”是为了_B__。 A . 提高程序的执行效率 B.使程序的结构更加清晰 C. 利用有限的机器内存并提高机器的执行效率 D.利用有限的机器内存但降低了机器的执行效率 2．正规式 MI 和 M2 等价是指__C__。 A . MI 和 M2 的状态数相等 B.Ml 和 M2 的有向弧条数相等。 C .M1 和 M2 所识别的语言集相等 D. Ml 和 M2 状态数和有向弧条数相等 3．中间代码生成时所依据的是 _C_。 A．语法规则 B．词法规则 C．语义规则 D．等价变换规则 4．后缀式 ab+cd+/可用表达式__B_来表示。 A． a+b/c+d B．(a+b)/(c+d) C． a+b/(c+d) D． a+b+c/d 6．一个编译程序中，不仅包含词法分析，_A____，中间代码生成，代码优化，目标代码生成等五个部分。 A．( ) 语法分析 B．( )文法分析 C．( )语言分析 D．( )解释分析 7．词法分析器用于识别__C___。 A．( ) 字符串 B．( )语句 C．( )单词 D．( )标识符 8．语法分析器则可以发现源程序中的___D__。 A．( ) 语义错误 B．( ) 语法和语义错误 C．( ) 错误并校正 D．( ) 语法错误 9．下面关于解释程序的描述正确的是__B___。 (1) 解释程序的特点是处理程序时不产生目标代码 (2) 解释程序适用于 COBOL 和 FORTRAN 语言 (3) 解释程序是为打开编译程序技术的僵局而开发的 A．( ) (1)(2) B．( ) (1) C．( ) (1)(2)(3) D．( ) (2)(3) 10．解释程序处理语言时 , 大多数采用的是__B___方法。 A．( ) 源程序命令被逐个直接解释执行 B．( ) 先将源程序转化为中间代码 , 再解释执行 C．( ) 先将源程序解释转化为目标程序 , 再执行 D．( ) 以上方法都可以 11．编译过程中 , 语法分析器的任务就是__B___。 (1) 分析单词是怎样构成的 (2) 分析单词串是如何构成语句和说明的 (3) 分析语句和说明是如何构成程序的 (4) 分析程序的结构 A．( ) (2)(3) B．( ) (2)(3)(4)C．( ) (1)(2)(3) D．( ) (1)(2)(3)(4) 12．编译程序是一种___C__。 A. ( ) 汇编程序 B．( ) 翻译程序 C．( ) 解释程序 D．( ) 目标程序 13．文法 G 所描述的语言是_C____的集合。 A. ( ) 文法 G 的字母表 V 中所有符号组成的符号串 B．( ) 文法 G 的字母表 V 的闭包 V* 中的所有符号串 C．( ) 由文法的开始符号推出的所有终极符串 D. ( ) 由文法的开始符号推出的所有符号串 14．文法分为四种类型，即 0 型、1 型、2 型、3 型。其中 3 型文法是___B__。 A. ( ) 短语文法 B．( ) 正则文法 C．( ) 上下文有关文法 D．( ) 上下文无关文法15．一个上下文无关文法 G 包括四个组成部分，它们是：一组非终结符号，一组终结符号，一个开始符号，以及一组 __D___。 A．( ) 句子 B．( ) 句型 C．( ) 单词 D．( ) 产生式 课程设计(论文)任务书 软件学院学院软件工程专业07-1班 一、课程设计(论文)题目LL(1)分析过程模拟 二、课程设计(论文)工作自 2010 年 6 月 22日起至 2010 年 6月 28 日止。 三、课程设计(论文) 地点: 四、课程设计(论文)内容要求： 1．本课程设计的目的 （1）使学生掌握LL（1）模块的基本工作原理； （2）培养学生基本掌握LL（1）分析的基本思路和方法； （3）使学生掌握LL（1）的调试； （4）培养学生分析、解决问题的能力； （5）提高学生的科技论文写作能力。 2．课程设计的任务及要求 1）基本要求： （1）分析LL（1）模块的工作原理； （2）提出程序的设计方案； （3）对所设计程序进行调试。 2）创新要求： 在基本要求达到后，可进行创新设计，如改算法效率。 3）课程设计论文编写要求 （1）要按照书稿的规格打印誊写课程设计论文 （2）论文包括目录、绪论、正文、小结、参考文献、附录等 （3）课程设计论文装订按学校的统一要求完成 4）答辩与评分标准： （1）完成原理分析：20分； （2）完成设计过程（含翻译）：40分； （3）完成调试：20分； （4）回答问题：20分。 5）参考文献： （1）张素琴，吕映芝，蒋维杜，戴桂兰.编译原理（第2版）.清华大学出版社 （2）丁振凡.《Java语言实用教程》北京邮电大学出版社 6）课程设计进度安排 内容天数地点 构思及收集资料2图书馆 编程与调试4实验室 撰写论文1图书馆、实验室 学生签名： 2009 年6 月22 日 课程设计(论文)评审意见 （1）完成原理分析（20分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（2）设计分析（20分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（3）完成调试（20分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（4）翻译能力（20分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（5）回答问题（20分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（6）格式规范性及考勤是否降等级：是（）、否（） 评阅人：职称： 年月日 编译原理复习题及答案 一、选择题 1．一个正规语言只能对应(B) A 一个正规文法 B 一个最小有限状态自动机 2．文法G[A]：A→εA→aB B→Ab B→a是(A) A 正规文法 B 二型文法 3．下面说法正确的是(A) A 一个SLR（1）文法一定也是LALR（1）文法 B 一个LR（1）文法一定也是LALR（1）文法 4．一个上下文无关文法消除了左递归，提取了左公共因子后是满足LL（1）文法的(A) A 必要条件 B 充分必要条件 5．下面说法正确的是(B) A 一个正规式只能对应一个确定的有限状态自动机 B 一个正规语言可能对应多个正规文法 6．算符优先分析与规范归约相比的优点是(A) A 归约速度快 B 对文法限制少 7．一个LR（1）文法合并同心集后若不是LALR（1）文法(B) A 则可能存在移进/归约冲突 B 则可能存在归约/归约冲突 C 则可能存在移进/归约冲突和归约/归约冲突 8．下面说法正确的是(A) A Lex是一个词法分析器的生成器 B Yacc是一个语法分析器 9．下面说法正确的是(A) A 一个正规文法也一定是二型文法 B 一个二型文法也一定能有一个等价的正规文法 10．编译原理是对(C)。 A、机器语言的执行 B、汇编语言的翻译 C、高级语言的翻译 D、高级语言程序的解释执行 11．(A)是一种典型的解释型语言。 A．BASIC B．C C．FORTRAN D．PASCAL 12．把汇编语言程序翻译成机器可执行的目标程序的工作是由(B)完成的。 A. 编译器 B. 汇编器 C. 解释器 D. 预处理器 13．用高级语言编写的程序经编译后产生的程序叫(B) A．源程序 B．目标程序C．连接程序D．解释程序 14．(C)不是编译程序的组成部分。 A.词法分析程序 B.代码生成程序 C.设备管理程序 D.语法分析程序 15．通常一个编译程序中，不仅包含词法分析，语法分析，语义分析，中间代码生成，代码优化，目标代码生成等六个部分，还应包括(C)。 A．模拟执行器B．解释器 C．表格处理和出错处理D．符号执行器16．编译程序绝大多数时间花在(D)上。 A．出错处理B．词法分析C．目标代码生成D．表格管理 17．源程序是句子的集合，(B)可以较好地反映句子的结构。 A. 线性表 B. 树 C. 完全图 D. 堆栈 18．词法分析器的输出结果是(D)。 A、单词自身值 B、单词在符号表中的位置 C、单词的种别编码 D、单词的种别编码和自身值 19．词法分析器不能(D) A. 识别出数值常量 B. 过滤源程序中的注释 C. 扫描源程序并识别记号 D. 发现括号不匹配 20．文法：G：S→xSx | y所识别的语言是(D)。 A、xyx B、(xyx)* C、x*yx* D、x n yx n (n≥0) 21．如果文法G是无二义的，则它的任何句子α(A) A．最左推导和最右推导对应的语法树必定相同 B．最左推导和最右推导对应的语法树可能不同 C．最左推导和最右推导必定相同 D．可能存在两个不同的最左推导，但它们对应的语法树相同 22．正则文法(A)二义性的。 A. 可以是 B. 一定不是 C. 一定是 23．(B)这样一些语言，它们能被确定的有穷自动机识别，但不能用正则表达式表示。 A. 存在 B. 不存在 C. 无法判定是否存在 24．给定文法A→bA | ca，为该文法句子的是(C) A. bba B. cab C. bca D. cba 编译原理课程设计报告 课题名称： C-语言编译器设计（scanner和parser） 提交文档学生姓名： 提交文档学生学号： 同组成员名单：无 指导教师姓名：金军 指导教师评阅成绩： 指导教师评阅意见： . . 提交报告时间： 2011年 6 月 17 日 1.课程设计目标 设计C-Minus编译器分为scanner和parser两个部分。scanner主要作用是对目标代码进行扫描，列出关键字，变量等内容；parser主要对语法进行分析并生成语法树。 2.分析与设计 ●实现方法：代码用C语言编译而成。其中scanner为手工实现，主要采用switch-case结构实现 状态转换；parser部分采用递归下降分析方法实现。 ●扫描器：C-的词法如下： 1、语言的关键字：i f el se i nt return void while 2、专用符号：+ - * /< <= > >= == != =; , ( ) [ ] { } /* */ 3、其他标记是变量（ID）和数字（NUM），通过下列正则表达式定义： ID = letter letter* NUM = di git digi t* letter = a|..|z|A|..|Z digi t = 0|..|9 4、空格由空白、换行符和制表符组成。空格通常被忽略，除了它必须分开ID、NUM关键字 5. 注释用通常的C语言符号/ * . . . * /围起来。注释可以放在任何空白出现的位置(即注释不能放在 标记内)上，且可以超过一行。注释不能嵌套 其DFA图如下： 分析器：以下为C-的语法规则BNF: 目录 1.绪论 概述 “编译原理”是一门研究设计和构造编译程序原理课程，是计算机各专业的一门重要的专业课。编译原理这门课程蕴含着计算机学科中解决问题的思路和解决问题的方法，对应用软件和系统软件的设计与开发有一定的启发和指导作用。“编译原理”是一门实践性很强的课程，要掌握这门课程中的思想，就必须要把所学到的知识应用于实践当中。而课程设计是将理论与实践相互联系的一种重要方式。 设计目的 课程设计是对学生的一种全面综合素质训练，是与课堂听讲、自学和练习相辅相成的必不可少的一个教学环节。通常，设计题中的问题比平时的练习题要复杂很多，但也更接近实际。编译原理这门课程安排的课程设计的目的是旨在要求学生进一步巩固课堂上所学的理论知识，深化理解和灵活掌握教学内容，选择合适的数据逻辑结构解决问题，然后编制算法和程序完成设计要求，从而进一步培养学生独立思考问题、分析问题、解决实际问题的能力。 设计题目及要求 基于这个学期所学习的内容以及自己所掌握到的知识，本次我所要设计的题目是赋值语句的四元式生成。 要求： （1）设计语法制导生成赋值语句的四元式的算法； （2）编写代码并上机调试运行通过； （3）输入一赋值语句； （4）输出相应的表达式的四元式； 2.背景知识 语法制导翻译方法 语法制导翻译的方法就是为每个产生式配上一个翻译子程序（称语义动作或语义子程序），并在语法分析的同时执行这些子程序。语义动作是为产生式赋予具体意义的手段，它一方面指出了一个产生式所产生的符号串的意义，另一方面又按照这种意义规定了生成某种中间代码应做哪些基本动作。在语法分析的过程中，当一个产生式获得匹配（对于自顶向下分析）或用于规约（对于自底向上分析）时，此产生式相应的语义子程序就进入工作，完成既定的翻译任务。语法制导翻译分为自底向上语法制导翻译和自顶向下语法制导翻译。 属性文法 属性文法是编译技术中用来说明程序语言语义的工具，也是当前实际应用中比较流行的一种语义描述方法。属性是指与文法符号的类型和值等有关的一些信息，在编译中用属性描述处理对象的特征。属性文法是一种 编译原理复习题 一、是非题 1．计算机高级语言翻译成低级语言只有解释一种方式。(×) 3．每个文法都能改写为 LL(1) 文法。 (×) 4．算符优先关系表不一定存在对应的优先函数。 (√) 5．LR分析方法是自顶向下语法分析方法。 (×) 6．“ 用高级语言书写的源程序都必须通过编译,产生目标代码后才能投入运行”这种说法。(× ) 7．一个句型的句柄一定是文法某产生式的右部。(√) 8．仅考虑一个基本块，不能确定一个赋值是否真是无用的。(√ ) 9．在中间代码优化中循环上的优化主要有不变表达式外提和削减运算强度。(× ) 10．对于数据空间的存贮分配，FORTRAN采用动态贮存分配策略。(×) 11．甲机上的某编译程序在乙机上能直接使用的必要条件是甲机和乙机的操作系统功能完全相同。(× ) 12．递归下降分析法是自顶向下分析方法。(√ ) 13．产生式是用于定义词法成分的一种书写规则。(×) 14．在SLR(1)分析法的名称中，S的含义是简单的。(√) 15．综合属性是用于“ 自上而下” 传递信息。(× ) 16．符号表中的信息栏中登记了每个名字的属性和特征等有关信息，如类型、种属、所占单元大小、地址等等。(×) 17．程序语言的语言处理程序是一种应用软件。(×) 18．解释程序适用于COBOL 和FORTRAN 语言。(×) 19．一个LL(l)文法一定是无二义的。(√) 20．正规文法产生的语言都可以用上下文无关文法来描述。(√) 21．一张转换图只包含有限个状态，其中有一个被认为是初态，最多只有一个终态。(×) 22．目标代码生成时，应考虑如何充分利用计算机的寄存器的问题。(√) 22．逆波兰法表示的表达式亦称后缀式。(√ ) 23．如果一个文法存在某个句子对应两棵不同的语法树，则称这个文法是二义的。(√ ) 24．数组元素的地址计算与数组的存储方式有关。(√) 25．算符优先关系表不一定存在对应的优先函数。(×) 26．编译程序是对高级语言程序的解释执行。(× ) 27．一个有限状态自动机中，有且仅有一个唯一的终态。(×) 28．一个算符优先文法可能不存在算符优先函数与之对应。(√ ) 29．语法分析时必须先消除文法中的左递归。(×) 30．LR分析法在自左至右扫描输入串时就能发现错误，但不能准确地指出出错地点。(√) 31．逆波兰表示法表示表达式时无须使用括号。(√ ) 32．静态数组的存储空间可以在编译时确定。(√) 33．进行代码优化时应着重考虑循环的代码优化，这对提高目标代码的效率将起更大作用。(√) 34．两个正规集相等的必要条件是他们对应的正规式等价。(√) 35．一个语义子程序描述了一个文法所对应的翻译工作。(×) 36．设r和s分别是正规式，则有L(r|s)=L(r)L(s)。(×) 37．确定的自动机以及不确定的自动机都能正确地识别正规集。(√) 38．词法分析作为单独的一遍来处理较好。(× ) 39．构造LR分析器的任务就是产生LR分析表。(√) 40．规范归约和规范推导是互逆的两个过程。(√) 41．同心集的合并有可能产生新的“移进”/“归约”冲突。(× ) 编译原理程序设计报告 一个简单文法的编译器的设计与实现专业班级：计算机1406班 组长姓名：宋世波 组长学号： 20143753 指导教师：肖桐 2016年12月 设计分工 组长学号及姓名：宋世波20143753 分工：文法及数据结构设计 词法分析 语法分析（LL1） 基于DAG的中间代码优化 部分目标代码生成 组员1学号及姓名：黄润华20143740 分工：中间代码生成(LR0) 部分目标代码生成 组员2学号及姓名：孙何奇20143754 分工：符号表组织 部分目标代码生成 摘要 编译器是将便于人编写，阅读，维护的高级计算机语言翻译为计算机能解读、运行的低阶机器语言的程序。编译是从源代码（通常为高阶语言）到能直接被计算机或虚拟机执行的目标代码（通常为低阶语言或机器语言）的翻译过程。 一．编译器的概述 1.编译器的概念 编译器是将便于人编写，阅读，维护的高级计算机语言翻译为计算机能解读、运行的低阶机器语言的程序。编译器将原始程序作为输入，翻译产生使用目标语言的等价程序。源代码一般为高阶语言如Pascal、C++、Java 等，而目标语言则是汇编语言或目标机器的目标代码，有时也称作机器代码。 2．编译器的种类 编译器可以生成用来在与编译器本身所在的计算机和操作系统（平台）相同的环境下运行的目标代码，这种编译器又叫做“本地”编译器。另外，编译器也可以生成用来在其它平台上运行的目标代码，这种编译器又叫做交叉编译器。交叉编译器在生成新的硬件平台时非常有用。“源码到源码编译器”是指用一种高阶语言作为输入，输出也是高阶语言的编译器。例如: 自动并行化编译器经常采用一种高阶语言作为输入，转换其中的代码，并用并行代码注释对它进行注释（如OpenMP）或者用语 第二章 2.3叙述由下列正规式描述的语言 (a) 0(0|1)*0 在字母表{0, 1}上,以0开头和结尾的长度至少是2的01 串 (b) ((ε|0)1*)* 在字母表{0, 1}上,所有的01串,包括空串 (c) (0|1)*0(0|1)(0|1) 在字母表{0, 1}上,倒数第三位是0的01串 (d) 0*10*10*10* 在字母表{0, 1}上,含有3个1的01串 (e) (00|11)*((01|10)(00|11)*(01|10)(00|11)*)* 在字母表{0, 1}上,含有偶数个0和偶数个1的01串 2.4为下列语言写正规定义 C语言的注释，即以 /* 开始和以 */ 结束的任意字符串，但它的任何前缀（本身除外）不以 */ 结尾。 ［解答］ other → a | b | … other指除了*以外C语言中的其它字符 other1 → a | b | … other1指除了*和/以外C语言中的其它字符 comment → /* other* (* ** other1 other*)* ** */ (f) 由偶数个0和偶数个1构成的所有0和1的串。 ［解答］由题目分析可知，一个符号串由0和1组成，则0和1的个数只能有四种情况： x 偶数个0和偶数个1（用状态0表示）； x 偶数个0和奇数个1（用状态1表示）； x 奇数个0和偶数个1（用状态2表示）； x 奇数个0和奇数个1（用状态3表示）；所以， x 状态0（偶数个0和偶数个1）读入1，则0和1的数目变为：偶数个0和奇数个1（状态1） x 状态0（偶数个0和偶数个1）读入0，则0和1的数目变为：奇数个0和偶数个1（状态2） x 状态1（偶数个0和奇数个1）读入1，则0和1的数目变为：偶数个0和偶数个1（状态0） x 状态1（偶数个0和奇数个1）读入0，则0和1的数目变为：奇数个0和奇数个1（状态3） x 状态2（奇数个0和偶数个1）读入1，则0和1的数目变为：奇数个0和奇数个1（状态3） x 状态2（奇数个0和偶数个1）读入0，则0和1的数目变为：偶数个0和偶数个1（状态0） x 状态3（奇数个0和奇数个1）读入1，则0和1的数目变为：奇数个0和偶数个1（状态2） x 状态3（奇数个0和奇数个1）读入0，则0和1的数目变为：偶数个0和奇数个1（状态1） 因为，所求为由偶数个0和偶数个1构成的所有0和1的串，故状态0既为初始状态又为终结状态，其状态转换图： 由此可以写出其正规文法为： S0 → 1S1 | 0S2 | ε S1 → 1S0 | 0S3 | 1 S2 → 1S3 | 0S0 | 0 S3 → 1S2 | 0S1 在不考虑S0 →ε产生式的情况下，可以将文法变形为： S0 = 1S1 + 0S2 S1 = 1S0 + 0S3 + 1 S2 = 1S3 + 0S0 + 0 S3 = 1S2 + 0S1 所以： S0 = (00|11) S0 + (01|10) S3 + 11 + 00 (1) S3 = (00|11) S3 + (01|10) S0 + 01 + 10 (2) 解(2)式得： S3 = (00|11)* ((01|10) S0 + (01|10)) 代入(1)式得： S0 = (00|11) S0 + (01|10) (00|11)*((01|10) S0 + (01|10)) + (00|11) => S0 = ((00|11) + (01|10) (00| 11)*(01|10))S0 + (01|10) (00|11)*(01|10) + (00|11) => S0 = ((00|11)|(01|10) (00|11)*(01|10))*((00|1 1.1何谓源程序、目标程序、翻译程序、编译程序和解释程序?它们之间可能有何种关系? 1.2一个典型的编译系统通常由哪些部分组成?各部分的主要功能是什么? 1.3选择一种你所熟悉的程序设计语言，试列出此语言中的全部关键字，并通过上机使用该语言以判明这些关键字是否为保留字。 1.4选取一种你所熟悉的语言，试对它进行分析，以找出此语言中的括号、关键字END以及逗号有多少种不同的用途。 1.5试用你常用的一种高级语言编写一短小的程序，上机进行编译和运行，记录下操作步骤和输出信息，如果可能，请卸出中间代码和目标代码。 第一章习题解答 1.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 const continue 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 第二章前后文无关文法和语言 21设有字母表A1={a,b,…,z}，A2={0,1,…,9}，试回答下列问题： (1) 字母表A1上长度为2的符号串有多少个? (2) 集合A1A2含有多少个元素? (3) 列出集合A1 (A1∪A2)*中的全部长度不大于3的符号串。 编译原理课程设计报告 实验名称编译原理课程设计 班级 学号 姓名 指导教师 实验成绩 2013 年06月 一、实验目的 通过设计、编写和调试，将正规式转换为不确定的有穷自动机，再将不确定的有穷自动机转换为与之等价的确定的有穷自动机，最后再将确定有穷自动机进行简化。 通过设计、编写和调试构造LR(0)项目集规范簇和LR分析表、对给定的符号串进行LR分析的程序，了解构造LR(0)分析表的步骤，对文法的要求，能够从文法G出发生成LR(0)分析表，并对给定的符号串进行分析。 二、实验内容 正规式——>NFA——>DFA——>MFA 1.正规式转化为不确定的有穷自动机 （1）目的与要求 通过设计、编写和调试将正规式转换为不确定的有穷自动机的程序，使学生了解Thompson算法，掌握转换过程中的相关概念和方法，NFA的表现形式可以是表格或图形。 （2）问题描述 任意给定一个正规式r（包括连接、或、闭包运算），根据Thompson算法设计一个程序，生成与该正规式等价的NFA N。 （3）算法描述 对于Σ上的每个正规式R，可以构造一个Σ上的NFA M，使得L(M)=L(R)。 步骤1：首先构造基本符号的有穷自动机。 步骤2：其次构造连接、或和闭包运算的有穷自动机。 （4）基本要求 算法实现的基本要求是： (1) 输入一个正规式r； (2) 输出与正规式r等价的NFA。（5）测试数据 输入正规式：(a|b)*(aa|bb)(a|b)* 得到与之等价的NFA N （6）输出结果 2.不确定的有穷自动机的确定化 （1）目的与要求 通过设计、编写和调试将不确定的有穷自动机转换为与之等价的确定的有穷自动机的程序，使学生了解子集法，掌握转换过程中的相关概念和方法。DFA的表现形式可以是表格或图形。（2）问题描述 任意给定一个不确定的有穷自动机N，根据算法设计一个程序，将该NFA N变换为与之等价的DFA D。 （3）算法描述 用子集法将NFA转换成接受同样语言的DFA。 步骤一：对状态图进行改造 (1) 增加状态X,Y,使之成为新的唯一的初态和终态。从X引ε弧到原初态结点, 从原终态结 点引ε弧到Y结点。 (2) 对状态图进一步进行如下形式的改变 先简要分析一下语法分析的大致流程： 当有句子要进行处理时，首先要对其进行词法分析来分解出该句子中的每个符号，然后将该句子按照算符优先算法压入归约栈中，如果可以顺利归约，则说明这是一个合法的句子，否则该句子非法。 这里有一个需要考虑的地方，就是如何进行归约。由于文法已经给定，所以我们考虑设计一个文法表，文法表中的内容就是可归约串的种别码的顺序，比如v=E可以表示为9,1,13。这样的话当我们要进行一次归约时，只用按顺序存储最左素短语中符号的种别码，然后拿这个种别码序列与文法表进行匹配，就可知道当前归约需要执行哪些操作。 还有一点需要注意，就是如何对一个表达式进行求值。这里需要我们设计一个二元组的变量名表，这个变量名表可以根据变量的名称来返回变量的数据。变量名表的具体设计见详细设计部分。 由于是简化分析，所以这个程序只考虑整数的处理。 有了上面的分析，可以构造出算符优先分析算法的流程图，如下图所示。 详细设计 （1）词法分析部分 由于词法分析的内容在课程设计1中已经介绍，并且这次的状态转换图与课程设计1中的非常相似，所以这里就不过多介绍。（2）优先关系表 在程序中我们用一个二维数组priTable[][]来存储算符间的优先关系。priTable[a][b]=1表示a>b; 。priTable[a][b]=0表示a=b; 。priTable[a][b]=-1表示a 第1章引论 第1题 解释下列术语： （1）编译程序 （2）源程序 （3）目标程序 （4）编译程序的前端 （5）后端 （6）遍 答案： （1） 编译程序：如果源语言为高级语言，目标语言为某台计算机上的汇编语言或机器语言，则此翻译程序称为编译程序。 （2） 源程序：源语言编写的程序称为源程序。 （3） 目标程序：目标语言书写的程序称为目标程序。 （4） 编译程序的前端：它由这样一些阶段组成：这些阶段的工作主要依赖于源语言而与目标机无关。通常前端包括词法分析、语法分析、语义分析和中间代码生成这些阶 段，某些优化工作也可在前端做，也包括与前端每个阶段相关的出错处理工作和符 号表管理等工作。 （5） 后端：指那些依赖于目标机而一般不依赖源语言，只与中间代码有关的那些阶段，即目标代码生成，以及相关出错处理和符号表操作。 （6） 遍：是对源程序或其等价的中间语言程序从头到尾扫视并完成规定任务的过程。 第2题 一个典型的编译程序通常由哪些部分组成？各部分的主要功能是什么？并画出编译程序的总体结构图。 答案： 一个典型的编译程序通常包含8个组成部分，它们是词法分析程序、语法分析程序、语义分析程序、中间代码生成程序、中间代码优化程序、目标代码生成程序、表格管理程序和错误处理程序。其各部分的主要功能简述如下。 词法分析程序：输人源程序，拼单词、检查单词和分析单词，输出单词的机内表达形式。 语法分析程序：检查源程序中存在的形式语法错误，输出错误处理信息。 语义分析程序：进行语义检查和分析语义信息，并把分析的结果保存到各类语义信息表中。 目标代码生成程序：将优化后的中间代码程序转换成目标代码程序。 表格管理程序：负责建立、填写和查找等一系列表格工作。表格的作用是记录源程序的各类信息和编译各阶段的进展情况，编译的每个阶段所需信息多数都从表格中读取，产生的中间结果都记录在相应的表格中。可以说整个编译过程就是造表、查表的工作过程。需要指出的是，这里的“表格管理程序”并不意味着它就是一个独立的表格管理模块，而是指编译程序具有的表格管理功能。 错误处理程序：处理和校正源程序中存在的词法、语法和语义错误。当编译程序发现源程序中的错误时，错误处理程序负责报告出错的位置和错误性质等信息，同时对发现的错误进行适当的校正（修复），目的是使编译程序能够继续向下进行分析和处理。 注意：如果问编译程序有哪些主要构成成分，只要回答六部分就可以。如果搞不清楚，就回答八部分。 第3题 何谓翻译程序、编译程序和解释程序？它们三者之间有何种关系？ 答案： 翻译程序是指将用某种语言编写的程序转换成另一种语言形式的程序的程序，如编译程序和汇编程序等。 编译程序是把用高级语言编写的源程序转换（加工）成与之等价的另一种用低级语言编写的目标程序的翻译程序。 解释程序是解释、执行高级语言源程序的程序。解释方式一般分为两种：一种方式是，源程序功能的实现完全由解释程序承担和完成，即每读出源程序的一条语句的第一个单词，则依据这个单词把控制转移到实现这条语句功能的程序部分，该部分负责完成这条语句的功 编译原理复习材料 选择题 1. 文法S→0S | S1 | 0的语言是( )。 A. { 0 m1m| m >=0 } B. { 0 m1m| m >=1 } C. { 0 m1n | m>=1,n>=0 } D. { 0 m1n | m>=0,n>=1 } 2. 描述程序语言所采用的Ⅲ型文法是( )。 A. 短语文法 B.正规文法 C.上下文无关文法 D.上下文有关文法 3. 状态转换图实现的简单方法是使每个状态结对应( )。 A.一个终结符 B.一个非终结符 C.一段小程序 D.一个函数 4. 规范归约的关键问题是寻找( )。 A. 最左素短语 B.句柄 C.直接短语 D.短语 5. 一个算符文法的任何产生式的右部都不含有两个相继的( )。 A.终结符 B.非终结符 C.终结符和非终结符 D.空字 6. 算符优先分析法的关键在于规定( )。 A.算符优先顺序和结合性质 B.算符优先顺序 C.结合性质 D.终结符和非终结符之间关系 7. 优先函数的优点是( )。 A.形象直观 B.便于进行比较运算 C.语法分析速度快 D.语法分析方法简单 8. 文法符号的属性通常分为( )两类。 A. 共用属性和私有属性 B.固有属性和可变属性 C.语法属性和语义属性 D.综合属性和继承属性 9. 在程序流图中，组成循环的结点序列应满足( ) A. 它们是强连通的 B.它们中间有唯一的入口结点 C.它们中间有一条回边 D.它们是强连通的且有唯一的入 口结点 10. 在利用寄存器R生成T1:=C/B的目标代码同时,还应记录信息( )。 A. C/B在T1中 B. T1在C/B中 C. R含有T1, T1在R中 D. R含有C/B, C/B在R中 1.D 2.B 3.C 4.B 5.B 6.A 7.B 8.D 9.D 10.C 编译原理课程设计报告 课题名称：C- Minus词法分析和语法分析设计 提交文档学生姓名：X X X 提交文档学生学号：XXXXXXXXXX 同组成员名单：X X X 指导教师姓名：X X 指导教师评阅成绩： 指导教师评阅意见： . . 提交报告时间：2015年6月10日 1.课程设计目标 实验建立C-编译器。只含有扫描程序（scanner）和语法分析（parser）部分。 2.分析与设计 C-编译器设计的整体框架，本实验实现扫描处理和语法分析程序（图中粗黑部分）。 2.1 、扫描程序scanner部分 2.1.1系统设计思想 设计思想：根据DFA图用switch-case结构实现状态转换。 惯用词法： ①语言的关键字：else if int return void while ②专用符号：+ - * / < <= > >= == != = ; , ( ) [ ] { } /* */ ③其他标记是ID和NUM，通过下列正则表达式定义： ID = letter letter* NUM = digit digit* letter = a|..|z|A|..|Z digit = 0|..|9 大写和小写字母是有区别的 ④空格由空白、换行符和制表符组成。空格通常被忽略，除了它必须分开ID、NUM 关键字。 ⑤注释用通常的C语言符号/ * . . . * /围起来。注释可以放在任何空白出现的位置(即注释不能放在标记内)上，且可以超过一行。注释不能嵌套 scanner的DFA 说明：当输入的字符使DFA到达接受状态的时候，则可以确定一个单词了。初始状态设置为START，当需要得到下一个token时，取得次token的第一个字符，并且按照DFA与对此字符的类型分析，转换状态。重复此步骤，直到DONE为止，输出token类型。当字符为“/”时，状态转换为SLAH再判断下一个字符，如果为“*”则继续转到INCOMMENT，最后以“*”时转到ENDCOMMENT状态，表明是注释，如果其他的则是字符停滞于当前字符，并且输出“/”。 2.1.2程序流程图 (1)——不是NFA的成分o A．有穷字母表B．初始状态集合 c．终止状态集合D．有限状态集合 (北京航天航空大学研究生入学考试试题 (2)——不是编译程序的组成部分0 A．词法分析程序B．代码生成程序 c．设备管理程序D．语法分析程序 (北京航天航空大学研究生入学考试试题 解答 (1)B，(2)C 例题2．2 给出下面描述的正规表达式 (1)以0l结尾的二进制数串； (2)能被5整除的十进制整数； (3)包含奇数个t或奇数个0的二进制数串 解题思路 (1)分析题意，要求的是二进制串，即由0和1构成的串，并且必须以ot结尾，所以 本题可以分两部分去完成，一部分实现由o和1构成的任意串，一部分即01，然后将它们连接到一起就可以了，所以本题的解答是：(1|0)*01 (2)分析题意，本题要求是十进制整数，也就是由o09这10个数字组成的字符串， 并且不能以o开头(整数“o”除外)，要求能被5整除，则该串必须以0或者5结尾0根据我们的分析，可以把本题分成两种情况考虑：一种情况是该整数只有1位，则该整数有0 和5两种可能；另外一种情况是该整数有多位，则该整数可以分成3部分考虑，一是第l 位必须不为0，二是最后1位必须为0或5，三是中间部分可有可无，并且可以由0…9之间任意数字构或，所以本题的正规表达式为：(1|2|3|4|5|6|7|8|9) (0|1|2|3|4|5|6|7|8|9)*(0|5)| (0|5) (3)本题求二进制串，并且要求包含奇数个0或奇数个1，由于o和1都可以在二进制串 中任何地方出现，所以本题只需要考虑一种情况，另外一种情况也可以类似求得0考虑包含奇数个0的字符串：由于只关心0的个数的奇偶数，我们可以把二进制串分成多段来考虑，第1段为二进制串的开始到第1个0为止，这一段包含1个o，并且0的前面有0个或多个l，对于剩下的二进制串按照每段包含两个0的方式去划分，即以o开始，以0结尾，中间可以有0个或多个1，如果一个二进制串被这样划分完后，剩下的部分如果全部是全1串(这些全1串在前面划分的串之间或最后)，则该二进制串就具有奇数个o，所以该二进制串可以这样描述：以第1段(1‘o)开始．后面由全1串(1‘)以及包含两个o的串(ol0o)组成，所以包含奇数个0的正规表达式为：100(1[ol’o]‘，本题的解答则是：1*0(1|01*0)*|0*1(0|10*1)* 编译原理课程设计题目：pl/0编译程序的改进与完善 学生所在学院：信息科学与工程学院 学生所在班级：06级计算机软件1班 学生姓名： 学生学号： 指导教师：张世辉 一、课设目的： 1.阅读、研究、改进、设计和调试一个简单的编译程序； 2.加深对编译程序理论和编译过程的理解。 二、课设内容： 1扩充语句for(<语句>；<条件>；<语句>)<语句>； 2扩充语句if <条件> then <语句> else <语句>； 3扩充语句repeat <语句>；until <条件>； 4增加自增自减运算++和—和+=，-=运算； 5修改不等号#，为!=； 6增加一维数组 声明格式： 1.各功能模块的作用： Pl0.c：主程序 Error：出错处理，打印出错位置和错误编码 Getsym：词法分析，读取一个单词 Getch：漏掉空格，读取一个字符 Gen：生成目标代码，并送入目标程序区 Test：测试当前当前符号是否合法 Block：分程序分析处理过程，词法语法分析 Enter：登陆名字表 Position：查找标识符在名字表中的位置 Constdeclaration：常量定义处理 Vardeclaraction：变量说明处理 Listcode：列出目标代码清单 Statement：语句处理 Expression：表达式处理 Term：项处理 Factor：因子处理 Condition：条件处理 Interpret：对目标代码的解释执行程序 Base：通过静态链求出数据取得基地址 增加两个功能： Arraydeclaration：数组声明处理 Arraycoef：数组索引计算和“虚拟机”动作生成 2.保留字： enum symbol {nul, ident, number, plus, minus, times, slash, oddsym, eql, neq, lss, leq, gtr, geq, lparen, rparen, comma, semicolon, period, becomes, beginsym, endsym, ifsym, thensym,elsesym, forsym, inc, dec, whilesym, writesym, readsym, dosym, callsym, constsym,varsym, procsym, repeatsym, untilsym, plusbk, minusbk, lbrack, rbrack, colon,} 共43个，其中补充保留字为：else, for, repeat, until, plusbk, minusbk,编译原理课程设计
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