编译原理2
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编译原理第二版课后习答案编译原理是计算机科学领域中的一门重要学科,它主要研究程序的自动翻译技术,将高级语言编写的程序转换为机器能够执行的低级语言。
编译原理的基本概念和技术是计算机专业学生必须学会的知识之一,而编译原理第二版课后习题则是帮助学生更好地理解课程内容和提高编译器开发能力的重要资源。
本篇文章将对编译原理第二版课后习题进行分析和总结,并提供一些参考答案和解决问题的思路。
一、词法分析词法分析是编译器的第一步,它主要将输入的字符流转换为有意义的词法单元,例如关键字、标识符、常量和运算符等。
在词法分析过程中,我们需要编写一个词法分析程序来处理输入的字符流。
以下是几道词法分析相关的习题:1. 如何使用正则表达式来表示浮点数?答案:[+|-]?(\d+\.\d+|\d+\.|\.\d+)([e|E][+|-]?\d+)?这个正则表达式可以匹配所有的浮点数,包括正负小数、整数和指数形式的浮点数。
2. 什么是语素?举例说明。
答案:语素是构成单词的最小承载语义的单位,例如单词“man”,它由两个语素“ma”和“n”组成。
“ma”表示男性,“n”表示名词。
3. 采用有限状态自动机(Finite State Automata)实现词法分析的优点是什么?答案:采用有限状态自动机(Finite State Automata)实现词法分析的优点是运行速度快,消耗内存小,易于编写和调试,具有可读性。
二、语法分析语法分析是编译器的第二步,它主要检查词法分析生成的词法单元是否符合语法规则。
在语法分析过程中,我们需要编写一个语法分析器来处理词法单元序列。
以下是几道语法分析相关的习题:1. 什么是上下文无关文法?答案:上下文无关文法(Context-Free Grammar, CFG)是一种形式语言,它的语法规则不依赖于上下文,只考虑规则左边的非终结符号。
EBNF是一种常见的上下文无关文法。
2. LR分析表有什么作用?答案:LR分析表是一种自动机,它的作用是给定一个输入符号串,判断其是否符合某个文法规则,并生成语法树。
第二章文法和语言本章讲述目前广泛使用的上下文无关文法。
即用上下文无关文法作为程序设计语言语法的描述工具。
阐明语法的一个工具是文法。
本章将介绍文法和语言的概念。
本章重点:上下文无关文法及其句型分析中的有关问题。
第一节文法的直观概念当我们表述一种语言时,无非是说明这种语言的句子,如果语言只含有有穷多个句子,则只需列出句子的有穷集就行了,但对于有无穷句子的语言来讲,存在着如何给出它的有穷表示的问题。
以自然语言为例,人们无法列出全部句子,但是人们可以给出一些规则,用这些规则来说明(或者定义)句子的组成结构,比如:“我是大学生”。
是汉语的一个句子。
汉语句子可以是由主语后随谓语而成,构成谓语的是动词和直接宾语,我们采用EBNF来表示这种句子的构成规则:〈句子〉∷=〈主语〉〈谓语〉〈主语〉∷=〈代词〉|〈名词〉〈代词〉∷=我|你|他〈名词〉∷=王明|大学生|工人|英语〈谓语〉∷=〈动词〉〈直接宾语〉〈动词〉∷=是|学习〈直接宾语〉∷=〈代词〉|〈名词〉“我是大学生”的构成符合上述规则,而“我大学生是”不符合上述规则,我们说它不是句子。
这些规则成为我们判别句子结构合法与否的依据。
一旦有了一组规则以后,我们可以按照如下方式用它们去推导或产生句子。
我们开始去找∷=左端的带有〈句子〉的规则并把它表示成∷=右端的符号串,这个动作表示成:〈句子〉⇒〈主语〉〈谓语〉,然后在得到的串〈主语〉〈谓语〉中,选取〈主语〉或〈谓语〉,再用相应的规则∷=右端代替之。
比如,选取了〈主语〉,并采用规则〈主语〉∷=〈代词〉,那么得到:〈主语〉〈谓语〉⇒〈代词〉〈谓语〉,重复做下去,我们得到句子:“我是大学生”的全部动作过程是:〈句子〉⇒〈主语〉〈谓语〉⇒〈代词〉〈谓语〉⇒我〈谓语〉⇒我〈动词〉〈直接宾语〉⇒我是〈直接宾语〉⇒我是〈名词〉⇒我是大学生符号⇒的含义是,使用一条规则,代替⇒左边的某个符号,产生⇒右端的符号串。
显然,按照上述办法,不仅生成“我是大学生”这样的句子,还可以生成“王明是大学生”,“王明学习英语”,“我学习英语”,“他学习英语”,“你是工人”,“你学习王明”等几十个句子。
编译原理课后答案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设计语言表示的程序转化为计算机能够执行的机器语言代码。
编译原理主要涉及词法分析、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。
2. 为什么需要编译原理?在计算机科学领域中,人们使用高级编程语言来编写程序。
但是,计算机只能理解机器语言,因此需要将高级语言转换为机器语言,以便计算机能够执行程序。
编译原理的作用就是实现这种高级语言到机器语言的转换过程。
3. 编译过程的主要步骤有哪些?编译过程主要包含以下几个步骤:3.1 词法分析词法分析是将源代码分解成一个个的标记(Token)的过程。
一个标记代表源代码中的一个基本单元,例如关键字、标识符、运算符、常量等。
词法分析器通常使用有限自动机(DFA)来实现。
3.2 语法分析语法分析是将词法分析产生的标记序列组织成抽象语法树(Abstract Syntax Tree)的过程。
它通过分析语法规则来确定源代码的结构和语义。
常用的语法分析方法有自顶向下的LL分析和自底向上的LR分析。
3.3 语义分析语义分析是对程序的语义进行静态检查和语义处理的过程。
它会检查程序是否符合语言的语义规范,并进行类型检查等处理。
语义分析将产生中间表示(Intermediate Representation,IR),用于后续的代码生成和优化。
3.4 中间代码生成中间代码生成是将源代码转化为一种中间表示的过程,中间表示通常是一种高级的抽象语言,方便进行后续的代码优化和目标代码生成。
3.5 代码优化代码优化是通过对中间代码进行分析和变换,改进程序的执行效率和资源利用率的过程。
代码优化的目标是生成更高效的目标代码,提高程序的执行速度和资源利用率。
3.6 目标代码生成目标代码生成是将中间代码转化为特定目标机器的机器代码的过程。
目标机器可以是计算机的硬件平台,也可以是虚拟机等。
3.7 符号表管理符号表是编译器中用于存储程序中的标识符信息的数据结构。
【作业1】
已有文法: G[S]: S→SA, S→A, A→SB, A→B, A→(S), A→(), B→[S] (1)改写文法以满足递归下降分析的要求。
答:
S →SAS →A
A →SBA →B
A →(S)A→()
B →[S]B→[ ]
(2)画出非终结符号B的递归下降子程序。
答:
S →(S)Z21|()Z21|[S]Z31|[]Z31
A →(S)Z22|()Z22|[S]Z32|[]Z32
B →(S)Z23|()Z23|[S]Z33|[]Z33
Z11→ε|AZ11|BZ21
Z12→AZ12|BZ22Z13→AZ13|BZ23
Z21→Z11Z22→ε|Z12
Z23→Z13Z31→Z21
Z32→Z22Z33→ε|Z23
【作业2】
已有文法:G[S]: S→aBc|bAB, A→aAb|b|Cc, B→b|ε,C→c (1)求每个非终结符的FIRST集和FOLLOW集;
答:
(2)构建LL(1)分析表;
答:
Select(S→ aBc)=a
Select(S→ bAB)=b
Sel ect(A→ aAb)=a
Select(A→ b)=b
Select(B→ b)=b
Select(B→ ε)=c,#
Select(S→ aBc)=a
Select(S→ bAB)=b
Select(A→ aAb)=a
Select(A→ b)=b
Select(B→ b)=b
Select(B→ ε)=c,#
(3)判断字符串baabbb是否为该文法的句子。
答:
S=>bAB=>b aAbB=>baaAbbB=>baabbbB=>baabbb baabbb是该文法的句子
【作业3】
设已给文法G[S]: S→TaF|F, F→TbP|P, P→c|d, T→e|b. 构造此文法的算符优先矩阵;
+ *↑()i #
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