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【编译原理】词法分析：正则表达式与有限⾃动机基础引⾔： 编译语⾔设计的精髓在于⾃动化过程，即如果要设计⼀门编程语⾔，那么⼀定要设计⼀个⾃动化系统，能够⾃⾏读⼊分析程序员写⼊的程序，将其翻译为机器能够识别的指令等信息。
当然⾼级语⾔的编译不是⼀蹴⽽就的，⽽是通过若⼲步的分解、规约、转换、优化，最后得到⽬标程序。
具体的编译步骤如下： 源程序就是我们写⼊的⾼级语⾔，编译的第⼀步叫做“词法分析”。
词法分析的本质，就是要拆解出语句的每⼀个单词，然后对这个单词的类型进⾏辨识。
⾸先拿中⽂来举例。
⽐如有⼀句话是“我喜欢你”，那么⾸先我们要把这句话拆成“我”、“喜欢”、“你”，然后再逐个分析他们的类型，得到“我”->主语；“喜欢”->谓语；“你”->宾语。
这样我们就把这句话每个单词都分析出来了，也就完成了中⽂的“词法分析”。
那么回到编程语⾔，它的词法分析就是将字符序列转换为单词（Token）序列的过程。
翻译成俗话，就是把我们写的⼤⽚语⾔⽂本分解为⼀个⼀个单词，再输出每个单词的类型。
举⼀个例⼦：int p = 3 + a; 这个语句⾮常简单，即定义⼀个变量p，它的初值为变量a与3的加和。
那么接下来我们要对这个语句进⾏词法分析，⾸先我们要把这段⽂本拆解成单词，拆出来就是'int'、'p'、'='、'3'、'+'、'a'、';'。
对这些单词再进⾏类型的辨识，那么就得到以下结果：语素语⾔类型int关键字p标识符=运算符3数字+运算符a标识符 这样我们就把这段⽂本中的每个单词的类型都分析出来了。
乍⼀看⾮常简单对不对，对于⼈类⽽⾔你只需要⽤⾁眼就可以轻松观察出来每个单词的类型，但对于计算机⽽⾔，它可没有⼈类那样的智能。
如果想要计算机能够识别并分析语素的类型，那就需要我们⼈类来为它构造⼀个⾃动化输⼊和分析的系统。
编译原理-题库1、关于有限自动机叙述正确的是（）A、有限自动机分为确定的有限自动机和不确定的有限自动机B、有限自动机可由状态转换图表达C、有限自动机可由状态转换矩阵表达D、有限自动机可以识别正规集答案：ABCD2、编译原理各阶段的工作都涉及到（）A、表格管理B、语法分析C、出错处理D、代码优化答案：AC3、程序语言一般分为（）和（）A、高级语言B、专用程序语言C、低级语言D、通用程序语言答案：AC4、高级语言的翻译方式有（）和（）A、汇编方式B、模拟方式C、解释方式D、编译方式答案：CD5、语法分析器的常用方法是（）A、自顶向下B、自底向上C、自左向右D、自右向左答案：AB6、请说明你使用的语法分析方法（）A、LL1B、OPGC、LRD、YACC答案：ABCD7、数据的逻辑结构有哪些（）A、集合结构B、线性结构C、树形结构D、图形结构答案：ABCD8、NFA与DFA的不同之处（）A、初态定义不同B、字母表定义不同C、转换函数定义不同D、终态定义不同答案：AC9、A、B、C、D、答案：A 10、A、B、C、D、答案：C 11、A、是B、不是C、无法判断D、可能答案：A12、A、上下文有关B、上下文无关C、正则D、0型答案：C13、A、B、C、D、答案：D14、A、B、C、D、答案：D15、LL(1)文法的充要条件是（ ）。
A、B、该文法对应的LL(1)分析表中每个项目最多只有一条产生式。
C、A和BD、都不是答案：B16、文法A->aAb|ab生成的语言是（ ）。
A、{ab}B、{aAb}C、D、答案：C17、以下说法中正确的是（ ）A、B、C、D、答案：B18、8. 正则式的“*”读作（ ）。
A、并且B、连接C、正则闭包D、闭包答案：D19、一个LR(0)文法一定是SLR(1)文法。
答案：正确20、在类型声明文法中，类型属性type是继承属性。
答案：正确21、在构造递归下降伪代码时，将非终结符A翻译为一个匹配过程match（A）。
nfa转换为dfa编译原理 c++有限自动机（NFA）和确定有限自动机（DFA）是计算机科学中有限状态自动机的两种形式。
NFA可以接受多个转移状态，而DFA则只能有一个转移状态。
NFA到DFA的转换是一个重要的编译原理问题。
以下是NFA转换为DFA的步骤：1. 确定NFA的开始状态和接受状态。
2. 对于每个输入符号，确定NFA的转换规则和转换后的状态。
3. 重复第二步，直到我们不能获得新的状态。
4. 标记DFA中的状态，即从NFA的多个状态中派生出的状态。
5. 为DFA添加开始状态和接受状态。
开始状态是NFA的开始状态的ε闭包。
6. 对于每个输入符号，使用NFA的转移规则来定义DFA中的转移。
7. 扫描DFA的状态表，并删除不可到达的状态。
下面是在C++中实现的NFA到DFA转换过程的伪代码：//定义状态类class State{public:string name;unordered_map<char, set<string>> transitions;bool is_final_state;};//定义NFA类class NFA{public:State start_state;set<State> final_states;unordered_set<State> all_states;};//定义DFA类class DFA{public:State start_state;set<State> final_states;unordered_set<State> all_states;};//NFA转换为DFADFA ConvertToDFA(NFA nfa){//创建DFA对象DFA dfa;//确定开始状态dfa.start_state = nfa.start_state;//确定接受状态dfa.final_states = nfa.final_states;//添加开始状态到DFA的所有状态dfa.all_states.insert(dfa.start_state);while (有新的状态可以加入DFA){//从DFA中选择一个未标记的状态State current_state = 选择一个未标记的状态;for (每个输入符号a){//根据当前状态的a过渡创建新状态State new_state = 创建新状态;//从当前状态开始，获得状态a的ε闭包set<State> epsilon_closure = current_state.获取状态a的ε闭包;//通过NFA的规则从当前状态和ε闭包中跳转到新状态set<State> transition_states = 通过NFA规则从当前状态和ε闭包中跳转到新状态;//确定新状态是否应该成为DFA的接受状态bool is_final_state = 确定新状态应该成为DFA的接受状态;//设置新状态的属性new_ = 新状态的名称;new_state.transitions = 转移函数;new_state.is_final_state = is_final_state;//将状态添加到DFA中dfa.all_states.insert(new_state);}}return dfa;}这是将NFA转换为DFA的基本伪代码。
编译原理dfa编译原理DFA。
有限自动机（DFA）是编译原理中的重要概念，它在词法分析和语法分析中扮演着重要的角色。
在编译原理中，DFA用于识别和分析输入的字符序列，帮助编译器理解源代码的结构和含义。
本文将介绍DFA的基本概念、原理和应用，以及它在编译原理中的重要作用。
DFA的基本概念。
DFA是有限自动机（Deterministic Finite Automaton）的缩写，它是一种抽象的数学模型，用于描述有限个状态和在这些状态之间转移的输入字符序列。
DFA由五元组（Q, Σ, δ, q0, F）组成，其中：Q是有限状态集合；Σ是输入字符的有限集合；δ是状态转移函数，描述了状态之间的转移关系；q0是初始状态；F是接受状态集合。
DFA的原理。
DFA的工作原理是通过状态转移函数δ来识别和分析输入字符序列。
编译器将源代码转换为字符流，然后通过DFA进行词法分析，将字符流转换为标记流。
在词法分析过程中，DFA根据输入字符的转移关系，逐步从初始状态转移到接受状态，从而识别出源代码中的各种标记，如关键字、标识符、常量和运算符等。
DFA的应用。
DFA在编译原理中有着广泛的应用，它是词法分析器和语法分析器的核心组成部分。
在词法分析阶段，编译器利用DFA识别并提取源代码中的各种标记，为后续的语法分析和语义分析提供输入。
在语法分析阶段，DFA可以帮助编译器理解源代码的结构和语法，从而生成抽象语法树（AST）或中间代码。
此外，DFA还可以应用于模式匹配、文本搜索和自动机器人等领域。
在模式匹配和文本搜索中，DFA可以帮助我们快速地识别和匹配目标字符串；在自动机器人中，DFA可以帮助我们设计和实现自动化的决策系统。
DFA在编译原理中的重要作用。
在编译原理中，DFA是词法分析和语法分析的基础，它可以帮助编译器理解源代码的结构和含义。
通过DFA的识别和分析，编译器可以将源代码转换为抽象语法树（AST）或中间代码，为后续的优化和代码生成提供基础。
编译原理DFA（有限确定⾃动机）的构造原题：1、⾃⼰定义⼀个简单语⾔或者⼀个右线性正规⽂法⽰例如(仅供参考) G[S]：S→aU|bV U→bV|aQV→aU|bQ Q→aQ|bQ|e2、构造其有穷确定⾃动机，如3、利⽤有穷确定⾃动机M=(K,Σ,f, S,Z）⾏为模拟程序算法，来对于任意给定的串，若属于该语⾔时，该过程经有限次计算后就会停⽌并回答“是”，若不属于，要么能停⽌并回答“不是”K:=S；c:=getchar;while c<>eof do{K:=f(K,c);c:=getchar; };if K is in Z then return (‘yes’)else return (‘no’)开始编程！1.状态转换式构造类：current——当前状态next——下⼀状态class TransTile{public:char current;char next;char input;TransTile(char C,char I,char Ne){current = C;next = Ne;input = I;}};2.DFA的构造类此处包括DFA的数据集，字母表，以及过程P的定义。
包括了初始化，遍历转换，以及最终的字符串识别。
class DFA{public://构造状态集各个元素string States;char startStates;string finalStates;string Alphabets;vector <TransTile> Tile;DFA(){init();}void init(){cout << "输⼊有限状态集S：" << endl;cin >> States;cout << "输⼊字符集A：" << endl;cin >> Alphabets;cout << "输⼊状态转换式（格式为：状态-输⼊字符-下⼀状态，输⼊#结束）：" << endl;cout << "例如：1a1 \n 1a0 \n 2a1 \n #" << endl;int h = 0;//while (cin>>input){// TransTile transval(input[0], input[1], input[2]);// Tile.push_back(transval);//}while(true){char input[4];cin>>input;if(strcmp(input,"#")==0)break;TransTile transval(input[0],input[1],input[2]);Tile.push_back(transval);}cout << "输⼊初态：" << endl;cin >> startStates;cout << "输⼊终态：" << endl;cin >> finalStates;}//遍历转换表char move(char P,char I){for (int i = 0; i < Tile.size(); i++){if (Tile[i].current == P&&Tile[i].input == I){return Tile[i].next;}}return'E';}//识别字符串函数void recognition(){string str;cout << "输⼊需要识别的字符串：" << endl;cin >> str;int i = 0;char current = startStates;while (i < str.length()){current = move(current, str[i]);if (current == 'E'){break;}i++;}if (finalStates.find(current) != finalStates.npos){cout << "该⾃动机识别该字符串！" << endl;}else{cout << "该⾃动机不能识别该字符串！" << endl;}}};3.测试Main函数int main(){DFA dfa;bool tag;while(1){cout<<"你想要继续吗？是请输⼊1，否输⼊0："<<endl; cin>>tag;if(tag){dfa.recognition();}elsebreak;}return0;}。
