《编译原理教程》习题解析与上机指导 (3)
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编译原理上机实习》指导书一、上机实习目的理解编译程序的构造原理,掌握编译程序的构造方法与技术。
通过实习,使学生既加深对编译原理基础理论的理解,又提高动手能力,特别是提高软件设计能力。
二、上机实习要求在理解编译原理基本思想的基础上,选择一个自己熟悉的程序设计语言,完成编译程序的设计和实现过程。
编译程序的设计可以采用自顶向下和自底向上两种不同的方法。
由于许多高级语言(如PASCAL C)中的语法成分都是递归定义的,所以本实验要求学生采用递归下降分析技术,这是一种自顶向下的的编译方法,其基本思想是对语言的每个(或若干个)语法成分编制一个处理子程序,从处理<程序>这个语法成分的子程序开始,在分析过程中调用一系列过程或函数,对源程序进行语法和语义分析,直到整个源程序处理完毕为止。
本上机实习是为C语言(子集)设计一个编译程序,完成词法分析、语法分析、语义分析等功能,并生成某种机器上的目标代码(汇编语言)或中间代码(四元式)。
三、上机实习步骤1.阅读《上机实习指导书》。
2.根据设计要求写算法,画程序框图3.根据框图编写编译程序4.输入编译程序并上机调试5.撰写上机实习报告四、上机实习内容1、题目:C语言小子集编译程序的实现2、C语言小子集的文法规则:<程序>::=ma in (){<分程序>}<分程序>::=< 变量说明部分>;<语句部分><变量说明部分>::=< 变量说明><标识符表><变量说明>::=int<标识符表>::=< 标识符表>,<标识符><标识符表>::=< 标识符><标识符>::=< 字母><标识符>::=< 标识符><字母><标识符>::=< 标识符><数字><语句部分>::=< 语句部分>;<语句>|<语句><语句>::= <赋值语句>|<条件语句>|<循环语句>|<赋值语句>::=< 标识符>=<表达式><条件>::=< 表达式> <关系运算符><表达式><表达式>::=< 项>|< 表达式><加法运算符><项><项>::=< 因子>|< 项> <乘法运算符><因子><因子>::= <标识符>|<常量>|(<表达式>)<常量>::= <无符号整数><无符号整数>::=< 数字序列><数字序列>::=< 数字序列><数字><数字序列>::=< 数字><加法运算符>::=+卜<乘法运算符>::=*| /<关系运算符>::=<|>|!=|>=|<=|==<复合语句>::={< 语句部分>}<语句1>::= <语句>|<复合语句><条件语句>::=if (<条件>)<语句1>else< 语句1><循环语句>::=while (<条件>)do<语句1><字母>::=a|b|c|d|e|f|g|h|i|j|k|l|m|n|o|p|q|r|s|t|u|v|w|x|y|z< 数字>::=0|1|2|3|4|5|6|7|8|93、实现功能:(1)词法分析扫描源程序,根据词法规则,识别单词,填写相应的表。
编译原理(龙书)课后习题解答(详细)编译原理(龙书)课后题解答第一章1.1.1 :翻译和编译的区别?答:翻译通常指自然语言的翻译,将一种自然语言的表述翻译成另一种自然语言的表述,而编译指的是将一种高级语言翻译为机器语言(或汇编语言)的过程。
1.1.2 :简述编译器的工作过程?答:编译器的工作过程包括以下三个阶段:(1) 词法分析:将输入的字符流分解成一个个的单词符号,构成一个单词符号序列;(2) 语法分析:根据语法规则分析单词符号序列中各个单词之间的关系,确定它们的语法结构,并生成抽象语法树;(3) 代码生成:根据抽象语法树生成目标程序(机器语言或汇编语言),并输出执行文件。
1.2.1 :解释器和编译器的区别?答:解释器和编译器的主要区别在于执行方式。
编译器将源程序编译成机器语言或汇编语言等,在运行时无需重新编译,程序会一次性运行完毕;而解释器则是边翻译边执行,每次执行都需要进行一次翻译,一次只执行一部分。
1.2.2 :Java语言采用的是解释执行还是编译执行?答:Java一般是编译成字节码的形式,然后由Java虚拟机(JVM)进行解释执行。
但是,Java也有JIT(即时编译器)的存在,当某一段代码被多次执行时,JIT会将其编译成机器语言,提升代码的执行效率。
第二章2.1.1 :使用BNF范式定义简单的加法表达式和乘法表达式答:<加法表达式> ::= <加法表达式> "+" <乘法表达式> | <乘法表达式><乘法表达式> ::= <乘法表达式> "*" <单项式> | <单项式><单项式> ::= <数字> | "(" <加法表达式> ")"2.2.3 :什么是自下而上分析?答:自下而上分析是指从输入字符串出发,自底向上构造推导过程,直到推导出起始符号。
编译原理课后答案问题一计算机程序的执行是一个多阶段的过程,其中编译是其中的一环。
请问编译的三个主要阶段分别是什么?答:编译过程一般可以分为三个主要阶段,分别是词法分析、语法分析和代码生成。
下面分别对这三个阶段进行介绍。
1. 词法分析词法分析是编译过程的第一步,也是最基础的一步。
它的任务是将源代码中的字符序列分解成一个个具有独立含义的单词,这些单词被称为“记号”或“词法单元”。
词法分析器根据程序中每一个字符的组合规则,将其转化为一个个词法单元,并记录下词法单元的类型标记。
词法分析器的工作一般通过有限状态自动机来实现,它根据一定的词法规则进行扫描和分析。
2. 语法分析语法分析是编译过程的第二步,它接收词法分析器生成的词法单元流,根据语法规则进行分析,并生成一棵语法树。
语法分析的主要任务是确定输入程序的结构,检查程序的语法正确性,并生成用于后续处理的输入形式。
语法分析器一般采用的是自顶向下或自底向上的分析方法,常用的方法有递归下降法和LR(1)分析法。
3. 代码生成代码生成是编译过程的最后一步,它将语法分析生成的语法树转化为目标机器的可执行代码。
代码生成器通过遍历语法树,将每个语法树节点转化为相应的目标机器代码。
代码生成过程中需要考虑到目标机器的特性和限制,以及优化代码的效率和性能。
问题二请解释一下编译原理中的词法规则是什么?答:编译原理中的词法规则指的是一组规定词法单元模式的规则。
它描述了如何将输入字符序列转换为词法单元,并为每个词法单元定义了一个标记。
词法规则一般使用正则表达式来描述词法单元的模式。
编译器根据词法规则构建词法分析器,用于将源代码分割成一系列的词法单元。
词法规则的灵活性和准确性对编译过程的性能和结果都有较大的影响。
一个完整的词法规则一般包含以下几个部分:1.正则表达式:描述了词法单元的模式,使用特定的正则表达式语法来表示。
2.动作:描述了当词法单元匹配到模式时,需要执行的动作或处理过程。
第3章习题解答1.构造正规式1(0|1)*101相应的DFA.[答案]先构造NFA确定化0 1X AA A ABAB AC ABAC A ABYABY AC AB重新命名,令AB为B、AC为C、ABY为D0 1X AA A BB C BC A DD C B转化成DFA:============================================================== 2.将下图确定化:[答案]0 1S VQ QUVQ VZ QUQU V QUZVZ Z ZV ZQUZ VZ QUZZ Z Z重新命名,令VQ为A、QU为B、VZ为C、V为D、QUZ为E、Z为F。
0 1S A BA C BB D EC F FD FE C EF F F转化为DFA:================================================================ 3.把下图最小化:[答案](1)初始分划得Π0:终态组{0},非终态组{1,2,3,4,5}对非终态组进行审查:{1,2,3,4,5}a {0,1,3,5}而{0,1,3,5}既不属于{0},也不属于{1,2,3,4,5} ∵{4} a {0},所以得新分划 (2)Π1:{0},{4},{1,2,3,5} 对{1,2,3,5}进行审查: ∵{1,5} b {4}{2,3} b {1,2,3,5},故得新分划 (3)Π2:{0},{4},{1, 5},{2,3} {1, 5} a {1, 5}{2,3} a {1,3},故状态2和状态3不等价,得新分划 (3)Π3:{0},{2},{3},{4},{1, 5} 这是最后分划了 (4)最小DFA :======================================= 4.构造一个DFA ,它接收Σ={0,1}上所有满足如下条件的字符串:每个1都有0直接跟在右边。
编译原理习题集与答案解析(整理后)第一章1、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.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、构造编译程序应掌握。
a.源程序b.目标语言c.编译方法d.以上三项都是3、变量应当。
a.持有左值b.持有右值c.既持有左值又持有右值d.既不持有左值也不持有右值4、编译程序绝大多数时间花在上。
a.出错处理b.词法分析c.目标代码生成d.管理表格5、不可能是目标代码。
a.汇编指令代码b.可重定位指令代码c.绝对指令代码d.中间代码6、使用可以定义一个程序的意义。
a.语义规则b.语法规则c.产生规则d.词法规则7、词法分析器的输入是。
a.单词符号串b.源程序c.语法单位d.目标程序8、中间代码生成时所遵循的是- 。
a.语法规则b.词法规则c.语义规则d.等价变换规则9、编译程序是对。
a.汇编程序的翻译b.高级语言程序的解释执行c.机器语言的执行d.高级语言的翻译10、语法分析应遵循。
a.语义规则b.语法规则c.构词规则d.等价变换规则二、多项选择题1、编译程序各阶段的工作都涉及到。
a.语法分析b.表格管理c.出错处理d.语义分析e.词法分析2、编译程序工作时,通常有阶段。
a.词法分析b.语法分析c.中间代码生成d.语义检查e.目标代码生成三、填空题1、解释程序和编译程序的区别在于。
2、编译过程通常可分为5个阶段,分别是、语法分析、代码优化和目标代码生成。
3、编译程序工作过程中,第一段输入是,最后阶段的输出为程序。
4、编译程序是指将程序翻译成程序的程序。
单选解答1、将编译程序分成若干个“遍”是为了使编译程序的结构更加清晰,故选b。
2、构造编译程序应掌握源程序、目标语言及编译方法等三方面的知识,故选d。
3、对编译而言,变量既持有左值又持有右值,故选c。
4、编译程序打交道最多的就是各种表格,因此选d。
第三章习题参考解答3.1 构造自动机A,使得①②③当从左至右读入二进制数时,它能识别出读入的奇数;④它识别字母表{a, b}上的符号串,但符号串不能含两个相邻的a,也不含两个相邻的b;⑤它能接受字母表{0, 1}上的符号串,这些符号串由任意的1、0和随后的任意的11、00对组成。
⑥它能识别形式如±dd*⋅ d*E ±dd的实数,其中,d∈{0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}。
3.2 构造下列正规表达式的DFSA:① xy*∣yx*y∣xyx;② 00∣(01)*∣11;③ 01((10∣01)*(11∣00))*01;④ a(ab*∣ba*)*b。
3.3 消除图3.24所示自动机的空移。
图3.24 含空移的自动机3.4 将图3.25所示NDFSA确定化和最小化。
图3.25 待确定化的NDFSA3.5 设e、e1、e2是字母表∑上的正规表达式,试证明① e∣e=e;② {{e}}={e};③ {e}=ε∣e{e};④ {e1 e2} e1= e1{e2 e1};⑤ {e1∣e2}={{e1}{e2}}={{e1}∣{e2}}。
3.6 构造下面文法G[Z]的自动机,指明该自动机是不是确定的,并写出它相应的语言: G[Z]:Z→A0A→A0∣Z1∣03.7 设NDFSA M=({x, y},{a, b},f, x, {y}), 其中,f(x, a)={x, y}, f(x, b)={y}, f(y, a)=∅, f(y, b)={x, y}。
试对此NDFSA 确定化。
3.8 设文法G[〈单词〉]:〈单词〉→〈标识符〉∣〈无符号整数〉 〈标识符〉→〈字母〉∣〈标识符〉〈字母〉∣〈标识符〉〈数字〉 〈无符号整数〉→〈数字〉∣〈无符号整数〉〈数字〉 〈字母〉→a ∣b 〈数字〉→1∣2试写出相应的有限自动机和状态图。
3.9 图3.29所示的是一个NDFSA A ,试构造一个正规文法G ,使得L(G)= L(A)。
第3章习题解答1.构造正规式1(0|1)*101相应的DFA.[答案]先构造NFA确定化0 1X AA A ABAB AC ABAC A ABYABY AC AB重新命名,令AB为B、AC为C、ABY为D0 1X AA A BB C BC A DD C B转化成DFA:============================================================== 2.将下图确定化:[答案]0 1S VQ QUVQ VZ QUQU V QUZVZ Z ZV ZQUZ VZ QUZZ Z Z重新命名,令VQ为A、QU为B、VZ为C、V为D、QUZ为E、Z为F。
0 1S A BA C BB D EC F FD FE C EF F F转化为DFA:================================================================ 3.把下图最小化:[答案](1)初始分划得Π0:终态组{0},非终态组{1,2,3,4,5}对非终态组进行审查:{1,2,3,4,5}a {0,1,3,5}而{0,1,3,5}既不属于{0},也不属于{1,2,3,4,5} ∵{4} a {0},所以得新分划 (2)Π1:{0},{4},{1,2,3,5} 对{1,2,3,5}进行审查: ∵{1,5} b {4}{2,3} b {1,2,3,5},故得新分划 (3)Π2:{0},{4},{1, 5},{2,3} {1, 5} a {1, 5}{2,3} a {1,3},故状态2和状态3不等价,得新分划 (3)Π3:{0},{2},{3},{4},{1, 5} 这是最后分划了 (4)最小DFA :======================================= 4.构造一个DFA ,它接收Σ={0,1}上所有满足如下条件的字符串:每个1都有0直接跟在右边。
《编译原理》课后习题答案第三章第3章文法和语言第1《编译原理》课后习题答案第三章第3 章文法和语言第1 题文法G=({A,B,S},{a,b,c},P,S)其中P 为:S→Ac|aBA→abB→bc写出L(G[S])的全部元素。
答案:L(G[S])={abc}第2 题文法G[N]为:N→D|NDD→0|1|2|3|4|5|6|7|8|9G[N]的语言是什么?答案:G[N]的语言是V+。
V={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9}N=>ND=>NDD.... =>NDDDD...D=>D......D或者:允许0 开头的非负整数?第3题为只包含数字、加号和减号的表达式,例如9-2+5,3-1,7等构造一个文法。
答案:G[S]:S->S+D|S-D|DD->0|1|2|3|4|5|6|7|8|9第4 题已知文法G[Z]:Z→aZb|ab写出L(G[Z])的全部元素。
盛威网(/doc/dc3359286.html,)专业的计算机学习网站 1《编译原理》课后习题答案第三章答案:Z=>aZb=>aaZbb=>aaa..Z...bbb=> aaa..ab...bbbL(G[Z])={anbn|n>=1}第5 题写一文法,使其语言是偶正整数的集合。
要求:(1) 允许0 打头;(2)不允许0 打头。
答案:(1)允许0 开头的偶正整数集合的文法E→NT|DT→NT|DN→D|1|3|5|7|9D→0|2|4|6|8(2)不允许0 开头的偶正整数集合的文法E→NT|DT→FT|GN→D|1|3|5|7|9D→2|4|6|8F→N|0G→D|0第6 题已知文法G:<表达式>::=<项>|<表达式>+<项><项>::=<因子>|<项>*<因子><因子>::=(<表达式>)|i试给出下述表达式的推导及语法树。
在此深情而热烈的感谢沈仲秋同学的大力支持和帮助,同时希望本文档对各位有些帮助。
一1、画出编译程序的总体结构图,简述其部分的主要功能。
[答案]编译程序的总框图见下图。
图编译程序的总体结构图其中词法分析器,又称扫描器,它接受输入的源程序,对源程序进行词法分析,识别出一个个的单词符号,其输出结果上单词符号。
语法分析器对单词符号串进行语法分析(根据语法规则进行推导或归纳),识别出程序中的各类语法单位,最终判断输入串是否构成语语义分析及中间代码产生器,按照语义规则对语法分析器归纳出(或推导出)的语法单位进行语义分析并把它们翻译成一定形式的中间优化器对中间代码进行优化处理。
一般最初生成的中间代码执行效率都比较低,因此要做中间代码的优化,其过程实际上是对中间代码目标代码生成器把中间代码翻译成目标程序。
中间代码一般是一种与机器无关的表示形式,只有把它再翻译成与机器硬件相关的机器能表格管理模块保持一系列的表格,登记源程序的各类信息和编译各阶段的进展状况。
编译程序各个阶段所产生的中间结果都记录在表格出错处理程序对出现在源程序中的错误进行处理。
如果源程序有错误,编译程序应设法发现错误,把有关错误信息报告给用户。
编译程2、计算机执行用高级语言编写的程序有哪些途径?它们之间的主要区别是什么?[答案]计算机执行用高级语言编写的程序主要途径有两种,即解释与编译。
像Basic之类的语言,属于解释型的高级语言。
它们的特点是计算机并不事先对高级语言进行全盘翻译,将其变为机器代码,而是每读总而言之,是边翻译边执行。
像C,Pascal之类的语言,属于编译型的高级语言。
它们的特点是计算机事先对高级语言进行全盘翻译,将其全部变为机器代码,再统1.文法G[S]为:S->Ac|aBA->abB->bc写出L(G[S])的全部元素。
[答案]S=>Ac=>abc或S=>aB=>abc所以L(G[S])={abc}2. 文法G[N]为:N->D|NDD->0|1|2|3|4|5|6|7|8|9G[N]的语言是什么?[答案]G[N]的语言是V+。
第三章语法分析3.1 完成下列选择题:(1) 文法G:S→xSx|y所识别的语言是。
a. xyxb. (xyx)*c. xnyxn(n≥0)d. x*yx*(2) 如果文法G是无二义的,则它的任何句子α。
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(3) 采用自上而下分析,必须。
a. 消除左递 a. 必有ac归b. 消除右递归c. 消除回溯d. 提取公共左因子(4) 设a、b、c是文法的终结符,且满足优先关系ab和bc,则。
b. 必有cac. 必有bad. a~c都不一定成立(5) 在规范归约中,用来刻画可归约串。
a. 直接短语b. 句柄c. 最左素短语d. 素短语(6) 若a为终结符,则A→α·aβ为项目。
a. 归约b. 移进c. 接受d. 待约(7) 若项目集Ik含有A→α· ,则在状态k时,仅当面临的输入符号a∈FOLLOW(A)时,才采取“A→α· ”动作的一定是。
a. LALR文法b. LR(0)文法c. LR(1)文法d. SLR(1)文法(8) 同心集合并有可能产生新的冲突。
a. 归约b. “移进”/“移进”c.“移进”/“归约”d. “归约”/“归约”【解答】(1) c (2) a (3) c (4) d (5) b (6) b (7) d (8) d3.2 令文法G[N]为G[N]: N→D|NDD→0|1|2|3|4|5|6|7|8|9(1) G[N]的语言L(G[N])是什么?(2) 给出句子0127、34和568的最左推导和最右推导。
【解答】(1) G[N]的语言L(G[N])是非负整数。
(2) 最左推导:NNDNDDNDDDDDDD0DDD01DD012D0127NNDDD3D34NNDNDDDDD5DD56D568最右推导:NNDN7ND7N27ND27N127D1270127NNDN4D434NNDN8ND8N68D685683.3 已知文法G[S]为S→aSb|Sb|b,试证明文法G[S]为二义文法。