哈工大编译原理
- 格式：ppt
- 大小：668.00 KB
- 文档页数：65
下载文档原格式
合集下载
[工学]哈工大编译原理
![[工学]哈工大编译原理](https://img.taocdn.com/s1/m/27466fac312b3169a551a481.png)
和 * x＝y。
2021/8/26计算机学院
10
6.1.4 三地址代码的具体实现
1．四元式 op, arg1, arg2, result
2．三元式 op, arg1, arg2
3．间接三元式 间接码表+三元式表
四元式需要利用较多的临时单元,四元式 之 间 的联系通过临时变量实现。
中间代码优化处理时，四元式比三元式方
procedure partition （y ，z ：integer ） var i，j ，x，v： integer； begin … end;
begin … end；
2021/8/26计算机学院
30
P
M
ε②
proc Q
D
①
;N
D;
S③
2021/8/26计算机学院
ε⑤ D; S ③
proc P ; N
三地址语句的四元式表示
(- , c , , t1)
(* , b , t1 , t2)
(- , c , , t3)
(* , b , t1 , t4)
(+ ,t2 , t4 , t5)
(= , t5 , ,a)
2021/8/26计算机学院
13
三地址语句的三元式表示
op
arg1 arg2
(0) uminus c
a:=b * - c+b * -c
2021/8/26计算机学院
4
=
a
+
*
*
b
-
b
-
c
c
2021/8/26计算机学院
(a)语法树
5
赋值语句： 中 缀式： a:=b*-c+b*-c 后缀式：
2021/8/26计算机学院
10
6.1.4 三地址代码的具体实现
1．四元式 op, arg1, arg2, result
2．三元式 op, arg1, arg2
3．间接三元式 间接码表+三元式表
四元式需要利用较多的临时单元,四元式 之 间 的联系通过临时变量实现。
中间代码优化处理时，四元式比三元式方
procedure partition （y ，z ：integer ） var i，j ，x，v： integer； begin … end;
begin … end；
2021/8/26计算机学院
30
P
M
ε②
proc Q
D
①
;N
D;
S③
2021/8/26计算机学院
ε⑤ D; S ③
proc P ; N
三地址语句的四元式表示
(- , c , , t1)
(* , b , t1 , t2)
(- , c , , t3)
(* , b , t1 , t4)
(+ ,t2 , t4 , t5)
(= , t5 , ,a)
2021/8/26计算机学院
13
三地址语句的三元式表示
op
arg1 arg2
(0) uminus c
a:=b * - c+b * -c
2021/8/26计算机学院
4
=
a
+
*
*
b
-
b
-
c
c
2021/8/26计算机学院
(a)语法树
5
赋值语句： 中 缀式： a:=b*-c+b*-c 后缀式：
编译原理知识点总结哈工程
编译原理知识点总结哈工程第一章概论1.什么是编译器？输入输出？编译器是将一种语言翻译为另一种语言的计算机程序。
输入：源语言( source language) 编写的程序输出：目标语言( target language ) 编写的程序。
2.汇编语言的优缺点优点：汇编语言大大提高了编程的速度和准确度缺点：编写起来也不容易,阅读和理解很难；而且汇编语言的编写严格依赖于特定的机器，所以为一台计算机编写的代码在应用于另一台计算机时必须完全重写。
3.什么是解释器？与编译器的区别？解释程序是如同编译器的一种语言翻译程序。
与编译器的区别：它立即执行源程序而不是生成在翻译完成之后才执行的目标代码。
4.乔姆斯基分类结构有几种文法？名称？相互关系？4种名称：0型无限制文法1型上下文相关文法2型上下文无关文法3型正则文法相互关系：其中的每一个都是其前者的专门化。
5.什么是扫描器？扫描器的功能是什么？扫描器就是语法分析程序。
功能：依据词法规则，分析由字符组成的源程序，把它分割为一个一个具有独立意义的最小语法单位，即单词。
6.什么是编辑器？IDE中编辑器的新功能编译器通常接受由任何生成标准文件(例如ASCII 文件)的编辑器编写的源程序。
IDE 中编辑器的新功能：尽管编辑器仍然生成标准文件，但会转向正被讨论的程序设计语言的格式或结构。
这样的编辑器称为基于结构的，且它早已包括了编译器的某些操作；因此，程序员就会在程序的编写时而不是在编译时就得知错误了。
从编辑器中也可调用编译器以及与它共用的程序，这样程序员无需离开编辑器就可执行程序。
7.什么是调试器，与编译器的关系调试程序是可在被编译了的程序中判定执行错误的程序。
运行一个带有调试程序的程序与直接执行不同，这是因为调试程序保存着所有的或大多数源代码信息(诸如行数、变量名和过程)。
它还可以在预先指定的位置(称为断点)暂停执行，并提供有关已调用的函数以及变量的当前值的信息。
为了执行这些函数，编译器必须为调试程序提供恰当的符号信息。
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。
哈工大编译原理.ppt
procedure SORT(CH);
{ case CH of ‘字母’:
‘字母’: call RECOGID(CH,TOKEN);
‘/’: call HANDLECOM(CH,TOKEN);
‘数字’: call RECOGDIG(CH,TOKEN);
‘’‘
call RECOGSTR(CH,TOKEN);
if TOKEN!=‘ ’ then call PRINTERR(‘注解未完’);
TOKEN:=‘ ';
return }
25
识别界限符(RECOGDEL) 输入：CH内含单界限符； 输出：各种界符的TOKEN字; procedure RECOGDEL(CH,TOKEN); { case CH of
otherwise call RECOGDEL(CH,TOKEN);
end case;
write TOKEN into TOKEN文件;
Return } 23
procedure RECOGID(CH,TOKEN);
{ WORD:= ‘ ’; WORD:=WORD||CH; Repeat {
call GETCH(CH);
%%
标识符 {入口地址=LOOKUP();}
%%
LOOKUP()
31
辅助过程是动作需要的，这些过程用C书 写，可以分别编译.例：LOOKUP()
32
28
声明 %% 翻译规则 %% 辅助过程
29
声明包括变量，符号常量和正规定义式。
翻译规则的形式为：
p1
{ 动作1}
p2
{ 动作2}
…
…
pn
{ 动作n}
30
每个pi是正规定义式的名子，每个{动 作i}是正规定义式pi识别某类单词时，词 法分析器应执行动作的程序段。用C书 写。
编译原理 第一版 (龙式 著) 哈尔滨工业大学 总结
编译原理第一版 (龙式著) 哈尔滨工业大学总结,,, 7.ppt 3.ppt , Chapt10.pptChapt10.ppt, 17-18,,, 30% 70% ,掌握1、编译方式、解释方式及其区别；2、编译程序的构成，工作流程及各部分的功能；3、编译程序中一遍扫描的概念。
了解1、实现编译程序的自展技术；2、编译程序的伙伴程序及构造编译程序的工具；熟练掌握1、程序语言的形式描述，上下文无关文法和语言的形式定义，推导，句型，句子的概念；2、对程序语言来说，已知语言，能写出其文法；反之，根据文法，能描述出文法定义的语言；3、分析树，二义性，短语，直接短语，句柄，用分析树图示对符号串的推导，并解释上述概念。
4、通过对中缀表达式向后缀表达式的翻译掌握编译的基本过程。
掌握1、符号串及其运算；2、2型和3型文法描述在程序语言中的对象。
了解1、文法和语言的分类。
1、已知一个上下文无关语言，写出它的上下文无关文法；反之，已知一个上下文无关文法，描述出它定义的语言。
熟练掌握1、正规表达式与正则集合的定义，正规表达式的等价性；2、 DFA，NFA以及它们之间的转换方法，DFA的化简；3、正规表达式转换成FA；4、词法分析器的功能及词法分析器模型；5、词法分析器的手工构造：对于给定的程序语言，设计出它的词法分析器的输出，画出识别单词的DFA M ，并用某种程序语言实现它。
掌握1、词法分析器的自动生成原理，对于给定的程序语言，用正规表达式描述出它的单词。
了解1、词法分析器自动生成工具LEX和使用方法。
1、已知一个正规集，写出它的正规表达式；2、已知一个正规表达式,写出它的正规集；3、正规表达式和有限自动机的等价变换。
熟练掌握1、语法分析分自顶向下分析和自底向上分析。
自顶向下分析为输入串构造一个最左推导；自底向上分析为输入串构造一个最右推导；2、为构造预测的自顶向下分析文法应满足的条件；3、消除文法中的直接左递归和提取左公因子；4、求FIRST和FOLLOW集合；5、对于给定文法，构造预测的递归分析器和LL(1)分析表；6、句柄的概念和一般自底向上分析过程；7、算符优先分析表（表达式）的构造和算符优先分析算法；8、构造识别文法活前缀的DFA M；9、构造LR(0), SLR(1), LR(1), LALR分析表。
哈工大编译原理4-2
计算机学院 辛明影
( 0 0 0 1
) 0 0 0 0
i 0 0 0 1
27
算法4.1 设置F某一元素为真的过程： 算法4.1 设置F某一元素为真的过程： PROCEDURE INSERT（P，a) IF F[P,a]=0 THEN BEGIN F[P,a]=1; PUSH(P,a); END
28 计算机学院 辛明影
S
12 计算机学院 辛明影
句子 F+id*id 对应的语法树 短语：F 直接短语：F 句柄：F E E T F + T F id2 T * F id3 Id2 Id2 Id3 Id3 id2*id3 id1+id2*id3
三、用栈实现移进归约分析 移入归约分析器使用了一个栈来保存文 法符号，用输入缓冲区来存放待分析的 串w, ＄为栈底符号和输入结束标记。 为栈底符号和输入结束标记。 初始时，栈和输入串的情形为： 栈 输入串 w＄ ＄ 终止时，形成如下格局： 栈 输入串 ＄S ＄
辛明影
输入串 id1*id2+id3 ＄ *id2+id3 ＄ *id2+id3 ＄ *id2+id3 ＄ id2+id3 ＄ +id3 ＄ +id3 ＄ +id3 ＄ +id3 ＄ id3 ＄ ＄ ＄ ＄ ＄ ＄
动作 prepare 移入 归约F→id 归约 归约T→F 归约 移进 移进 归约F→id 归约 归约T→T*F 归约T→T*F 归约E→T 归约 移入 移入 归约F→id 归约 归约T→F 归约 归约E→E+T 归约 access
2 计算机学院 辛明影
移入归约分析法为输入串构造分析 树时从叶节占点（底端）开始， 树时从叶节占点（底端）开始，向根节 顶端）前进。 点（顶端）前进。 该过程可看成是把输入串w“归约 归约” 该过程可看成是把输入串 归约” 成文法开始符号的过程 如果每一步都能恰当地选择子串， 如果每一步都能恰当地选择子串， 我们就可以得到最右推导的逆过程----最 我们就可以得到最右推导的逆过程 最 左归约 文法4.1： 文法 ： 规范归约：最左归约 最左归约 S→aABe A→Ab|b 规范推导：最右推导 最右推导 B→d
( 0 0 0 1
) 0 0 0 0
i 0 0 0 1
27
算法4.1 设置F某一元素为真的过程： 算法4.1 设置F某一元素为真的过程： PROCEDURE INSERT（P，a) IF F[P,a]=0 THEN BEGIN F[P,a]=1; PUSH(P,a); END
28 计算机学院 辛明影
S
12 计算机学院 辛明影
句子 F+id*id 对应的语法树 短语：F 直接短语：F 句柄：F E E T F + T F id2 T * F id3 Id2 Id2 Id3 Id3 id2*id3 id1+id2*id3
三、用栈实现移进归约分析 移入归约分析器使用了一个栈来保存文 法符号，用输入缓冲区来存放待分析的 串w, ＄为栈底符号和输入结束标记。 为栈底符号和输入结束标记。 初始时，栈和输入串的情形为： 栈 输入串 w＄ ＄ 终止时，形成如下格局： 栈 输入串 ＄S ＄
辛明影
输入串 id1*id2+id3 ＄ *id2+id3 ＄ *id2+id3 ＄ *id2+id3 ＄ id2+id3 ＄ +id3 ＄ +id3 ＄ +id3 ＄ +id3 ＄ id3 ＄ ＄ ＄ ＄ ＄ ＄
动作 prepare 移入 归约F→id 归约 归约T→F 归约 移进 移进 归约F→id 归约 归约T→T*F 归约T→T*F 归约E→T 归约 移入 移入 归约F→id 归约 归约T→F 归约 归约E→E+T 归约 access
2 计算机学院 辛明影
移入归约分析法为输入串构造分析 树时从叶节占点（底端）开始， 树时从叶节占点（底端）开始，向根节 顶端）前进。 点（顶端）前进。 该过程可看成是把输入串w“归约 归约” 该过程可看成是把输入串 归约” 成文法开始符号的过程 如果每一步都能恰当地选择子串， 如果每一步都能恰当地选择子串， 我们就可以得到最右推导的逆过程----最 我们就可以得到最右推导的逆过程 最 左归约 文法4.1： 文法 ： 规范归约：最左归约 最左归约 S→aABe A→Ab|b 规范推导：最右推导 最右推导 B→d
哈工程编译原理课程设计
哈工程编译原理课程设计一、教学目标本课程旨在让学生掌握哈工程编译原理的基本概念、原理和方法，培养学生运用编译原理解决实际问题的能力。
通过本课程的学习，学生应达到以下目标：1.知识目标：（1）理解编译原理的基本概念，如编译器、源语言、目标语言等；（2）掌握编译过程中的各个阶段，如词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成、目标代码生成等；（3）了解编译器的优化技术，如代码优化、运行时优化等；（4）熟悉编译器的设计与实现方法，如模块化设计、数据结构与算法等。
2.技能目标：（1）能够使用编译原理相关工具，如词法分析器、语法分析器等；（2）具备简单的编译器设计与实现能力；（3）能够分析程序的性能，并运用优化技术进行优化；（4）具备查阅文献、编写报告和进行学术交流的能力。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生的科学精神，追求真理，勇于创新；（2）培养学生团队合作意识，提高沟通与协作能力；（3）培养学生关注社会热点问题，将所学知识应用于实际问题的能力。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.编译原理概述：介绍编译器的基本概念、功能和分类，编译过程的各个阶段及相互关系。
2.词法分析：讲解词法分析的基本方法，如正则表达式、有限自动机等，以及词法分析器的实现。
3.语法分析：介绍语法分析的基本方法，如递归下降分析、LL分析、LR分析等，以及语法分析器的实现。
4.语义分析：讲解语义分析的基本方法，如类型检查、符号表管理等内容。
5.中间代码生成与优化：介绍中间代码生成的基本方法，如三地址码、四地址码等，以及常见优化技术。
6.目标代码生成：讲解目标代码生成的基本方法，如机器码生成、汇编代码生成等。
7.编译器优化：介绍编译器优化技术的基本原理和方法，如代码优化、运行时优化等。
8.编译器实现：讲解编译器的设计与实现方法，如模块化设计、数据结构与算法等。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用以下教学方法：1.讲授法：教师讲解基本概念、原理和方法，引导学生掌握编译原理的核心知识。
(完整版)哈工大编译原理习题及答案
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。
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。
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 externfloat for goto if int long register return short signed sizeof static struct switch typedef union unsigned void volatile while。
哈工大编译原理
……
……
汇编程序 机器语言程序 反汇编程序 汇编语言程序
编译程序 高级语言程序 反编译程序
2011-9-25
图1.5 主要翻译程序汇总
12
1.3 编译程序总体结构
法分析器 表 语法分析器 格 管 理 语 分析 器 器
2011-9-25 13
出 错 处 理
语法
器
1、词法分析 、
例：
sum=(10+20)*(num+square);
1.1 程序设计语言
控制系统的工作——以功能封装为特征 以功能封装为特征 控制系统的工作 1011 1000 0000 0000 0100 1100 上的shell (B8004C) 如UNIX上的 上的
1100 1101 0010 0001 (CD21)
2011-9-25
3
程序设计语言的分类
强制式（命令式）语言 强制式（命令式）语言(Imperative Language)
构造分析树 指出语法错误 指导翻译
输入： 输入：token序列 序列 输出： 输出：语法成分
2011-9-25 16
2、语法分析 、
sum=(10+20)*(num+square);
2011-9-25
17
3、语义分析 、
语义分析(semantic analysis)一般和语法 语义分析 一般和语法 分析同时进行，称为语法制导翻译 分析同时进行，称为语法制导翻译 (syntax-directed translation) 功能： 功能：分析由语法分析器识别出来的语 法成分的语义
+③*+①a b+②@c d/ef
逆波兰表示(Reverse Polish / Suffix / Postfix 逆波兰表示 notation) ——也就是后缀表示 也就是后缀表示
《哈工大编译原理》课件
词法分析过程
输入
源程序的字符流。
01
输出
源程序的标记流。
02
1. 初始化
设置初始状态和缓冲区。
03
2. 循环
04 从缓冲区中取出一个字符，根
据当前状态和该字符确定下一 个状态和标记。
3. 输出
05 输出当前标记，并更新状态和
缓冲区。
4. 结束条件
06 当缓冲区为空且所有字符都被
处理时，结束词法分析。
三地址代码的生成
三地址代码定义
三地址代码是一种中间代码形式，由一系列的三元式组成，每个三 元式包含三个操作数和两个操作符。
三地址代码的特点
三地址代码具有简单、直观和易于优化的特点，能够清晰地表示程 序中的控制流程和数据流。
三地址代码的生成算法
常见的三地址代码生成算法包括递归下降分析法和语法制导翻译法 。
示中间代码，以便进行有效的优化和转换。
代码生成器的构造
代码生成器通常由指令选择、控制流优化、循环优化等 模块组成。
控制流优化模块负责对控制流进行分析和优化，如消除 冗余计算、消除无用代码等。
指令选择模块负责从中间代码中选择合适的机器指令， 并进行指令调度和并行化。
循环优化模块负责对循环结构进行优化，如循环展开、 循环合并等。
编译原理的应用非常广泛，如编译器设计、程序分析、软件工程等。
编译过程的基本概念
源程序
用高级语言编写的程序，也称为源代码。
目标程序
编译后的程序，也称为目标代码或机器代码。
编译程序
将源程序翻译成目标程序的软件。
编译过程
将源程序通过词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成、优化 、目标代码生成等阶段，最终生成目标程序的过程。
哈工程编译原理课程设计
哈工程编译原理课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握编译原理的基本概念、流程和组成部分，理解编译器在软件开发中的重要作用。
2. 使学生熟悉编译过程中的词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成和目标代码生成等关键环节。
3. 帮助学生掌握常用的编译技术、算法和数据结构，提高编程实践能力。
技能目标：1. 培养学生运用形式语言和自动机理论对程序语言进行分析的能力。
2. 培养学生设计和实现简单编译器的能力，具备一定的编译器优化技巧。
3. 提高学生运用编译原理解决实际问题的能力，如编写解释器、静态分析工具等。
情感态度价值观目标：1. 培养学生严谨的科学态度，对编译原理和技术产生浓厚兴趣。
2. 培养学生的团队协作意识，学会与他人共同分析问题、解决问题。
3. 使学生认识到编译技术在国家战略、信息技术发展中的地位和作用，增强学生的社会责任感和使命感。
本课程针对哈尔滨工程大学计算机专业高年级学生，课程性质为专业核心课程。
结合学生特点和教学要求，课程目标旨在帮助学生系统掌握编译原理知识，提高编程实践能力，培养严谨的科学态度和团队协作精神。
通过本课程的学习，使学生能够独立设计和实现简单的编译器，具备进一步深入研究编译技术的坚实基础。
二、教学内容1. 编译原理概述：介绍编译器的作用、编译过程的基本概念，以及编译技术在我国的发展现状。
相关教材章节：第1章 编译原理概述2. 词法分析：讲解词法分析的任务、词法分析器的设计，以及正则表达式和有限自动机等基本概念。
相关教材章节：第2章 词法分析3. 语法分析：介绍语法分析的任务、语法分析器的设计，以及LL(1)、LR(1)等语法分析方法。
相关教材章节：第3章 语法分析4. 语义分析：讲解语义分析的任务、语义分析器的设计，以及类型检查、符号表等关键技术。
相关教材章节：第4章 语义分析5. 中间代码生成和目标代码生成：介绍中间代码的表示、目标代码生成方法，以及代码优化技术。
最新哈尔滨工程大学--编译原理实验--词法分析程序
F5——>a|b|……|y|z|0|1|2|3|4|5|6|7|8|9
C5——>G5E5
G5——> ε|.
4、状态图
实验记录
1、程序源代码
#include<string.h>
#include<stdio.h>
//#include "stdafx.h"
union chars{ //联合，可存储字符串，整型和浮点型
*a++;
a_long++;
//对十六进制的判断及处理
if(nowChar[0]=='0'&&(*a=='x'||*a=='X')){ //如果第一个字符为0且第二个字符为x,则为十六进制数
nowChar[a_long]=*a;
*a++;
a_long++;
while(*a!=NULL&&(('0'<=*a&&*a<='9')||('a'<=*a&&*a<='f')||('A'<=*a&&*a<='F')||*a=='.')){
D2——>1|2|3|4|5|6|7
G2——>0|1|2|3|4|5|6|7
对于十六进制：
A3——>0xB3
B3——>C3D3
C3——>E3C3|ε
E3——> 0|1|2|3|4|5|6|7|8|9|a|C3
C5——>G5E5
G5——> ε|.
4、状态图
实验记录
1、程序源代码
#include<string.h>
#include<stdio.h>
//#include "stdafx.h"
union chars{ //联合，可存储字符串，整型和浮点型
*a++;
a_long++;
//对十六进制的判断及处理
if(nowChar[0]=='0'&&(*a=='x'||*a=='X')){ //如果第一个字符为0且第二个字符为x,则为十六进制数
nowChar[a_long]=*a;
*a++;
a_long++;
while(*a!=NULL&&(('0'<=*a&&*a<='9')||('a'<=*a&&*a<='f')||('A'<=*a&&*a<='F')||*a=='.')){
D2——>1|2|3|4|5|6|7
G2——>0|1|2|3|4|5|6|7
对于十六进制：
A3——>0xB3
B3——>C3D3
C3——>E3C3|ε
E3——> 0|1|2|3|4|5|6|7|8|9|a|C3
哈工大编译原理总复习
2.FOLLOW集 定义：FOLLOW（B）是由所有句型中紧 跟在B后面的终结符a组成的集合 * FOLLOW（B）={a|S=> αBa β,a ∈Vt 算法：①＄ ∈FOLLOW（S）
②对于A→ αBβ的产生式， 则FIRST（ β）- ε放入FOLLOW（B） ③对于A→ αB或A→ αBβ，其中β=> ε 则将FOLLOW（A）放入FOLLOW（B）中
2.预测分析表的构造算法 for i:A→α do for a= ε ∈ FIRST（ α ）
begin M[A,a]= A→α;
end if ε∈ FIRST（ α ） for b∈FOLLOW（ A） M[A,b]= A→ ε; 将M的空白处均置为error
3.预测分析器的工作方式
当前栈顶符号X和当前输入符号为a，则 语法分析器的动作为： 1、如果X=a≠＄，则POP，advance 2、如果X ∈Vn,查M[X，a]表
定义8: FIRSTVT和LASTVT集
FIRSTVT(P)={a|P=>a…或P=>Qa…, 其中， a∈VT,, Q∈VN LASTVT(P)={a|P=> … a或P=>…aQ, 其中， a∈VT,, Q∈VN
算法1:求FIRSTVT和LASTVT集的算法
⑴求FIRSTVT规则
①若有产生式，P→a… 或P→Qa…，则
3、LL（1）文法
LL(1)文法的定义 一个上下文无关文法若满足下列条 件，我们就称它为LL（1）文法 ⑴文法不含左递归
⑵文法中每个非终结符A的各个产生
式的首终结符集两两不相交，即，
若A→ α1| α 2 |…| α n
则 FIRST（ αi ）∩FIRST（ αj ）=φ ⑶文法中某个非终结符A若其首字符 集中含有ε，即A → ε，则 FIRST（ αi ）∩FOLLOW（A）= φ
编译原理智慧树知到课后章节答案2023年下哈尔滨工程大学
编译原理智慧树知到课后章节答案2023年下哈尔滨工程大学哈尔滨工程大学第一章测试1.编译器(Compiler)能捕捉的错误都是静态错误(Static errors)。
A:错 B:对答案:对2.编译器只能识别动态(Dynamic)语义，但不能识别静态(Static)语义。
A:错 B:对答案:错3.对源程序进行编译正确处理顺序为（）A:语义分析，语法分析、词法分析，代码生成 B:语法分析、词法分析、语义分析、代码生成 C:其他选项都不对 D:词法分析、语法分析、语义分析、代码生成答案:词法分析、语法分析、语义分析、代码生成4.编译器的各个阶段的产物分别是（）、中间代码和目标代码。
A:记号序列、注释树、分析树 B:语法树、分析树、注释树 C:其他选项都错 D:记号序列、语法树、注释树答案:记号序列、语法树、注释树5.（）执行翻译代码的功能，且立即执行源程序，而不产生中间代码。
A:编译器 B:汇编程序 C:解释程序D:连接程序答案:解释程序6.将编译程序分成若干个“遍”是为了____。
A:提高程序的执行效率 B:利用有限的机器内存但降低了机器的执行效率 C:使程序的结构更加清晰D:利用有限的机器内存并提高机器的执行效率答案:利用有限的机器内存并提高机器的执行效率7.词法分析器用于识别_____。
A:语句B:单词C:标识符 D:字符串答案:单词8.在编译器的功能模块中，扫描器的功能是（）。
A:代码优化 B:语义分析 C:语法分析D:词法分析答案:词法分析9.编译器进行的是（）A:静态语义分析B:静态和动态语义分析 C:其他选项都不对 D:动态语义分析答案:静态语义分析10.编译器中词法分析的输入和输出分别是（）A:字符串、记号串B:语法树、注释树 C:记号串、注释树 D:记号串、语法树答案:字符串、记号串第二章测试1.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。
A:错 B:对答案:对2.正则文法、 DFA和正则表达式均可以用于描述高级程序设计语言的词法。
哈工大编译原理
哈工大编译原理一、概述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化为计算机能够执行的机器语言代码。
哈尔滨工业大学编译原理课程是计算机科学与技术专业的必修课程之一，主要涵盖了编译原理的基本概念、语法分析、语义分析、中间代码生成、目标代码生成等内容。
二、基本概念1. 编译器和解释器编译器和解释器都是将高级语言翻译成低级语言的工具，但两者有着不同的工作方式。
编译器将整个源程序一次性翻译成目标程序，然后再运行目标程序；而解释器则逐行地读入源程序，并立即执行相应的操作。
因此，编译器通常会比解释器运行更快，但需要预先编译整个程序；而解释器则可以直接在运行时进行调试。
2. 语言处理系统语言处理系统包括了编写高级语言程序所需的各种软件工具。
其中包括了编辑器（用于编辑源代码）、汇编器（用于将汇编代码转换为机器码）、链接器（用于将多个目标文件组合成一个可执行文件）等。
3. 词法分析词法分析是编译器中的第一步，它将源程序中的字符序列转换为有意义的单词序列。
在这个过程中，编译器会忽略空格、制表符和换行符等无关字符，并将单词分类为不同的记号（token）类型。
4. 语法分析语法分析是编译器中的第二步，它将词法分析得到的记号序列转换为语法树。
在这个过程中，编译器会根据语言规则进行语法检查，并将语句按照优先级和结合性进行组合。
5. 语义分析语义分析是编译器中的第三步，它对语法树进行处理并生成相应的中间代码。
在这个过程中，编译器会检查变量和常量是否被正确地声明和使用，并进行类型检查、作用域检查等操作。
6. 中间代码生成中间代码生成是编译器中的第四步，它将源程序转换为一种类似于汇编代码的低级表示形式。
在这个过程中，编译器会将高级语言转换为一种通用、可移植且易于优化的形式。
7. 目标代码生成目标代码生成是编译器中的最后一步，它将中间代码转换为机器码或汇编代码。
在这个过程中，编译器会根据目标机器的特定要求进行优化，并生成相应的可执行文件。
哈工大编译原理6-2
11
1、基本思想: 假定E 形如a＜d,则将生成 如下的E的代码：
三地址表示：
E.true:
E.false:
if a＜b goto E.true （真出口）
goto E.false （假出口）
四元式表示：
E.true: （j<, a , b , E.true) （真出口）
E.false:
(j
, , , E.false ) （假出口）
1
一、 布尔表达式的翻译方法 1、布尔表达式的表示 • 方法一：用数值表示真和假，从而对 布尔表达式的求值可以象对算术表达 式的求值那样一步一步地来计算 例 1 or (not 0 and 0) or 0 =1 or (1 and 0)or 0 优先级：not、and、or =1 or 0 or 0 And、or左结合 =1 or 0 not右结合 =1
If a <b goto L1 Goto Lfalse L1 If c <d goto L2 Goto Lfalse L2 If e<f goto ltrue Goto Lfalse
18
4、用四元式表示中间代码
用四元式实现三地址码,真假出口可表 示为: 真出口： (jnz,a,_,P)表示 if a goto P (jrop,x,y,P)表示 if x rop y goto P 假出口： (j,_,_,P)表示 goto P
100 (J<,a,b,102)
if a<b goto L1
goto Lfalse
101
(j, , ,Lfalse)
L1:if c<d goto l2
goto Lfalse
102 (J<,c,d,104) 103 (j, , ,Lfalse)
编译原理教材配套课件-哈尔滨工业大学(精)
真 三地址码依次执行如下操作：
信 ① 将符号表中a的后续引用信息和活跃信息附加到i上
、 真 行 、
② 将符号表中a的后续引用信息和活跃信息分别置为“无后 续引用”和“不活跃”
③ 将符号表中b和c的后续引用信息和活跃信息附加到i上 ④ 将符号表中变量b和c的后续引用信息均置为i，活跃信息
均置为“活跃”
、 引用信息，所有这样的j所组成的引用链则称
真 行
为变量x的后续引用信息链。
、
真
情
2019/5/29
26
后续引用信息的计算
⑴ 初始时，将基本块中各变量的符号表表项的后续引用信息域
真 置为“无后续Leabharlann 用”，并根据该变量在基本块的出口是否活
知 跃，将其活跃信息域置为“活跃”或“不活跃”；
、⑵ 从基本块出口向入口反向扫描，并对每个形如i:a:=b op c的
真 依次考虑基本块的每个语句，为其产生代码 知 假定三地址语句的每种算符都有对应的目标
、 机器算符
真 信 、
假定计算结果留在寄存器中尽可能长的时间, 除非：
真 该寄存器要用于其它计算，或者
行 到达基本块末尾
、 后续的目标代码也要尽可能地引用保存在寄
真 情
存器中的变量值
2019/5/29
真 接起来，转换成能执行的机器语言程序。好处是比较灵活，
行 并能利用已有的程序资源，代价是增加了连接和装配的开
、 销。
真 汇编语言代码。生成汇编语言代码后还需要经过汇编程序
情 汇编成可执行的机器语言代码，但其好处是简化了代码生
成过程并增加了可读性。
2019/5/29
6
11.1.3 指令选择
哈工大编译原理第二章语言概述
字母表（Alphabet）∑是一个非空有穷集合， 字母表中的元素称为该字母表的一个字母 （Letter），也叫字符（Character）。 例 以下是不同的字母表： ⑴ {a，b，c，d} ⑵ { a，b，c，……，z} ⑶ {0，1} (4) ASCII字母表
2.2 基本定义
符号串的定义
2.1语言概述
语言的描述方法——现状
自然语言：自然、方便-非形式化
数学语言（符号）：严格、准确-形式化
形式化描述
高度的抽象，严格的理论基础和方便的计 算机表示。
2.1 语言概述
语言——形式化的内容提取 语言(Language)：满足一定条件的句子集合 句子(Sentence)：满足一定规则的单词序列 单词(Token)：满足一定规则的字符 (Character)串 语言是字和组合字的规则
⑴ ∑0={ε}
⑵ ∑n=∑n-1∑ n≥1
例： ∑13 ={000,001,010,011,100,101,110,111}
2.2 基本定义
定义3 设∑是一个字母表，∑的正闭包 (Positive Closure)定义为：
∑+=∑∪∑2∪∑3∪∑4∪……
∑的克林闭包(Kleene Closure)为：
形式语言于自动机理论的产生与作用
形式语言与自动机理论除了在计算机科学领域中的直 接应用外，更在计算学科人才的计算思维的培养中占 有极其重要的地位 计算思维能力的培养，主要是由基础理论系列课程实 现的，该系列主要由从数学分析开始到形式语言结束 的一些数学和抽象程度比较高的内容的课程组成。
2.2 基本定义
符号串的定义
2.1语言概述
语言的描述方法——现状
自然语言：自然、方便-非形式化
数学语言（符号）：严格、准确-形式化
形式化描述
高度的抽象，严格的理论基础和方便的计 算机表示。
2.1 语言概述
语言——形式化的内容提取 语言(Language)：满足一定条件的句子集合 句子(Sentence)：满足一定规则的单词序列 单词(Token)：满足一定规则的字符 (Character)串 语言是字和组合字的规则
⑴ ∑0={ε}
⑵ ∑n=∑n-1∑ n≥1
例： ∑13 ={000,001,010,011,100,101,110,111}
2.2 基本定义
定义3 设∑是一个字母表，∑的正闭包 (Positive Closure)定义为：
∑+=∑∪∑2∪∑3∪∑4∪……
∑的克林闭包(Kleene Closure)为：
形式语言于自动机理论的产生与作用
形式语言与自动机理论除了在计算机科学领域中的直 接应用外，更在计算学科人才的计算思维的培养中占 有极其重要的地位 计算思维能力的培养，主要是由基础理论系列课程实 现的，该系列主要由从数学分析开始到形式语言结束 的一些数学和抽象程度比较高的内容的课程组成。
哈工程编译原理课程设计
哈工程编译原理课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解编译原理的基本概念，掌握编译器的整体结构和编译过程中的各个阶段；2. 学会使用形式语言及有限自动机进行词法分析，掌握语法分析、语义分析的基本方法；3. 了解目标代码生成和代码优化技术，并能运用到实际编译过程中；4. 掌握至少一种编程语言（如C、C++等）的编译器设计与实现。
技能目标：1. 能够运用所学编译原理知识，独立设计和实现一个小型编程语言的编译器；2. 培养良好的编程习惯，提高代码质量和调试能力；3. 提升团队协作和沟通能力，学会与他人共同分析和解决编译过程中遇到的问题。
情感态度价值观目标：1. 培养对编译原理学科的兴趣和热情，激发探究精神；2. 树立正确的价值观，认识到编译技术在计算机科学领域的重要地位和作用；3. 培养严谨、求实的科学态度，勇于面对编译过程中的挑战，善于总结经验教训。
本课程针对哈尔滨工程大学计算机科学与技术专业高年级学生，结合课程性质、学生特点和教学要求，明确以上课程目标。
课程旨在帮助学生掌握编译原理的基本知识，提高实际编程能力，为今后从事计算机相关领域的研究和工作打下坚实基础。
同时，通过课程学习，培养学生团队协作精神，提升综合素质。
后续教学设计和评估将围绕以上具体学习成果展开。
二、教学内容1. 编译原理概述：介绍编译原理的基本概念、编译过程及编译器的结构；- 教材章节：第1章 编译原理概述- 内容：编译器的作用、编译过程、编译器的组成部分。
2. 词法分析：学习形式语言、有限自动机及其在词法分析中的应用；- 教材章节：第2章 词法分析- 内容：正则表达式、有限自动机、词法分析器的实现。
3. 语法分析：介绍语法分析的基本方法，包括自顶向下和自底向上分析；- 教材章节：第3章 语法分析- 内容：上下文无关文法、LL(1)分析、LR分析、语法分析器的实现。
4. 语义分析：学习语义分析的基本概念和实现方法；- 教材章节：第4章 语义分析- 内容：语义分析的任务、属性文法、语义分析器的实现。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
h
18
x:integer;y:real Name type kind …… addr
T.type=irnetal T.width=48
X
int 简单变量
0
Y
real 简单变量
4
P Offset=0
………… D
Offset=1042
D
;
D
x : T Enter;offset
Int T.type T.width
T→real ｛T.type：＝real; T.width ：＝8}
T→array[num]of T1 {T.type:＝array（num.val, T1.type); T.width： ＝num.val *T1.width}
T→ ↑T1 ｛T.type:＝pointer（T1．type）； T.width ：= 4}
7、x=y[i] x[i]=y (=[] , y[i] , ,x)
8、x=&y x=*y (=& , y , ,x)
h
12
对于语句a:=b*-c+b*-c 的三种表示方法
三地址语句的四元式表示
(- , c , , t1)
(* , b , t1 , t2)
(- , c , , t3)
(* , b , t1 , t4)
h
6
=
a
+
*
b
-
c
(b)dag(Directed Acyclic Graph)
h
7
6.1.2 三地址代码 一般形式 x：＝y op z 相应于图6.1的树和dag的三地址代码
t1 ：＝ -c t2 ：＝ b* t1 t3 ：＝ -c t4 ：＝ b* t3 t5 ：＝ t2+t4 a ：＝ t5 对于语法树的代码
（4）条件转移语句 if x relop y goto L，
关系运算符号relop(< ，=，＞= 等等）;
h
9
（5）复制语句 x：＝y; （6）过程调用语句 param x 和 call p, n ;
过程返回语句 return y;
（7）索引赋值 x:=y[i] 及 x[i] :=y ; （8）地址和指针赋值 x＝＆y，x＝* y
相对地址：相对静态数据区基址 或活动记 录中局部数据区基址的一个偏移值
h
16
一、 过程中的说明语句
一个过程中的所有说明语句作为一个 类集来处理。用一个全程变量Offset来记录 下 一个数据在符号表中的相对地址。
下面是类型说 明和数组说明 的文法和翻译 方案
x:integer;y:real
P→D
D→D; D
h
t1：＝-c t2：＝b*t1 t5：＝t2+t2 a：= t5 对于dag的代码
8
6.1.3 三地址语句的种类
（1）赋值语句 x：＝y op z，op为二目 算术算符或逻辑算符;
（2）赋值语句 x：＝op y ，op为一目算 符，如一目减uminus、逻辑非not、移位 算符及转换算符;
（3）无条件转移语句goto L;
和 * x＝y。
h
10
6.1.4 三地址代码的具体实现
1．四元式 op, arg1, arg2, result 2．三元式 op, arg1, arg2 3．间接三元式 间接码表+三元式表
四元式需要利用较多的临时单元,四元式 之 间 的联系通过临时变量实现。
中间代码优化处理时，四元式比三元式方 便的多,间接三元式与四元式同样方便，两 种实现方式需要的存储空间大体相同。
第六章 中间代码
h
1
中间代码生成 6.1 中间语言 6.2 常用语句的翻译 6.2.1 说明语句 6.2.2 赋值语句 6.2.3 布尔表达式 6.2.4 过程语句
h
2
序
“中间代码生成”程 序的任务是：把经过语 法分析和语义分析而获得的源程序中间表 示翻译为中间代码表示。
方法：语法制导翻译。
采用独立于机器的中间代 码的好处： 1. 便于编译系统建立和编译系统的移植； 2. 便于进行独立于机器的代码优化工作。
h
11
常用三地址码的四元式表示：
1、 x=y op z
（op , y , z , x)
2、 x=op y
（op , y , , x)
3、goto L
（j , , , L)
4、if x rop y goto L (jrop ,x ,y , L)
5、x=y
(= , y , ,x)
6、parm x call p,n (param, , ,x)
statement
(0) (14) (1) (15) (2) (14) (3) (15) (4) (16) (5) (17)
op arg1 arg2
14 -- c 15 * b 14 16 + 14 15 17 = 15 a
语句的移动仅改变左边的语句表
h
15
6.2 常用语句的翻译
6.2.1 说明语句 说明语句的翻译：对每个局部名字，在符号 表中建立相应的表项，填写有关的信息. 如类型、嵌套深度、相对地址,内情向量等。
h
3
6.1 中间语言 • 语法树 • 后缀式 • 三地址代码表示
6.1.1 图表示法
语法树，有向非循环图和后缀式表 示源程序的自然层次结构，例如：
a:=b * - c+b * -c
h
4
=
a
+
*
*
b
-
b
-
c
c
(a)语法树
h
5
赋值语句： 中 缀式： a:=b*-c+b*-c 后缀式：
abc-*bc-*+=
D→id ：T
T→integer
T→real
T→array[num]of T1
T→ ↑T1
h
17
P→D｛offset：＝0}D
D→D; D
D→id ：T ｛enter（，T.type，offset）; offset:=offset＋T.width｝
T→integer ｛T.type ：=integer; T.width：= 4｝
h
Y : T Enter;offset
real T.type T.width
19
二、 保留作用域信息
1 .问题的提出
一般的语言中，标识符的作用在程 序正文中有一个确定的范围。
因此，同一个标识符在不同的程序正文 中可能标识不同的对象，具有不同的性 质，要求分配不同的存储空间。
(+ ,t2 , t4 , t5)
(= , t5 ,示
op
arg1 arg2
(0) uminus c
(1)
*
b (0)
(2) uminus c
(3)
*
b (2)
(4)
+
（1） (3)
(5) assign
a (4)
三元式中使用指向三元式语句的指针。
h
14
三地址语句的间接三元式表示