编译原理第七章例题
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1.写出下列表达式的三地址形式的中间表示。
(1)5+6 ⨯ (a + b);(2)⌝A∨( B ∧ (C ∨ D));(3)for j:=1 to 10 do a[j + j]:=0;(4)if x > y then x:=10 else x:= x + y;答:⑴100: t1:=a+b101: t2:=6*t1102: t3:=5+t2⑵100: if A goto 102101: goto T102: if B goto 104103: goto F104: if C goto T105: goto 106106: if D goto T107: goto F⑶100: j:=1101: if j>10 goto NEXT102: i:=j+j103: a[i]:=0104: goto 101⑷100: if x>y goto 102101: goto 104102: x:=10103: goto 105104: x:=x+y105:2.将语句if A V B>0 then while C>0 do C:=C+D翻译成四元式。
答:100 (jnz,A,-,104)101 (j,-,-,102)102 (j>,B,0,104)103 (j,-,-,109)104 (j>,C,0,106)105 (j,-,-,109)106 (+,C,D,T1)107 (:=,T1,-,C)108 (j,-,-,104)1093.试将下述程序段翻译成三地址形式的中间代码表示。
while ( a+b<c OR a=b )while ( a<5 AND b<10 ){ a=a+1;b=b+1;}答:三地址代码如下:100: t:=a+b101: if t<c goto 105102: goto 103103: if a=b goto 105104: goto 112105: if a<5 goto 107106: goto 100107: if b<10 goto 109108: goto 100109: a:=a+1110: b:=b+1111: goto 105112:4.While a>0 ∨b<0doBeginX:=X+1;if a>0 then a:=a-1else b:=b+1End;翻译成四元式序列。
第七章习题解答7.1 给定文法:S→(A)A→ABBA→BB→bB→c①构造它的基本LR(0)项目集;②构造它的LR(0)项目集规范族;③构造识别该文法活前缀的DFA;④该文法是SLR文法吗?若是,构造它的SLR分析表。
7.2 给定文法:E→EE+E→EE*E→a①构造它的LR(0)项目集规范族;②它是SLR(1)文法吗?若是,构造它的SLR(1)分析表;③它是LR(1)文法吗?若是,构造它的LR(1)分析表;④它是LALR(1)文法吗?若是,构造它的LALR分析表。
7.3 给出一个非LR(0)文法。
7.4 给出一个SLR(1)文法,但它不是LR(0)文法,构造它的SLR分析表。
7.5 给出一个LR(1)文法,但它不是LALR(1)文法,构造它的规范LR(1)分析表。
7.6 给定二义性文法:① E→E+E② E→E*E③ E→(E)④ E→id用所述的无二义性规则和(或)另加一些无二义性规则,例如,给算符*、+施加某种结合规则。
①构造它的LR(0)项目集规范族及识别活前缀的DFA;②构造它的LR分析表。
习题参考答案7.1 解:文法的基本LR(0)项目集为S→.(A) S→(.A) S→(A.) S→(A).A→.ABB A→A.BB A→AB.B A→ABB.A→.B A→B. B→.b B→b.B→.c B→c.构造该文法的识别活前缀的DFSA如下图所示:I文法的识别活前缀的DFSA该文法的LR(0)项目集规范族={I0,I1,I2,I3,I4,I5,I6,I7,I8}因为在构造出来的识别活前缀的DFA中,每一个状态对应的项目集都不含有移进-归约、归约-归约冲突,所以该文法是LR(0)文法,当然也是SLR文法。
因为 FOLLOW(S)={#}FOLLOW(A)=FIRST{)}∪FIRST(BB)={),b,c}FOLLOW(B)=FIRST(B)∪FOLLOW(A)={b,c,)}其对应的SLR(1)分析表如下表所示。
第1 题已知文法A→aAd|aAb|ε判断该文法是否是SLR(1)文法,若是构造相应分析表,并对输入串ab#给出分析过程。
答案:文法:A→aAd|aAb|ε拓广文法为G′,增加产生式S′→A若产生式排序为:0 S' →A1 A →aAd2 A →aAb3 A →ε由产生式知:First (S' ) = {ε,a}First (A ) = {ε,a}Follow(S' ) = {#}Follow(A ) = {d,b,#}G′的LR(0)项目集族及识别活前缀的DFA 如下图所示在I0 中:A →.aAd 和A →.aAb 为移进项目,A →.为归约项目,存在移进-归约冲突,因此所给文法不是LR(0)文法。
在I0、I2 中:Follow(A) ∩{a}= {d,b,#} ∩{a}=所以在I0、I2 中的移进-归约冲突可以由Follow 集解决,所以G 是SLR(1)文法。
构造的SLR(1)分析表如下:对输入串ab#的分析过程:第2 题若有定义二进制数的文法如下:S→L·L|LL→LB|BB→0|1(1) 试为该文法构造LR 分析表,并说明属哪类LR 分析表。
(2) 给出输入串101.110 的分析过程。
答案:文法:S→L.L|LL→LB|BB→0|1拓广文法为G′,增加产生式S′→S若产生式排序为:0 S' →S1 S →L.L2 S →L3 L →LB4 L →B5 B →06 B →1由产生式知:First (S' ) = {0,1}First (S ) = {0,1}First (L ) = {0,1}First (B ) = {0,1}Follow(S' ) = {#}Follow(S ) = {#}Follow(L ) = {.,0,1,#}Follow(B ) = {.,0,1,#}G′的LR(0)项目集族及识别活前缀的DFA 如下图所示:在I2 中:B →.0 和 B →.1 为移进项目,S →L.为归约项目,存在移进-归约冲突,因此所给文法不是LR(0)文法。
1S → a | ∧ | ( T )T → T , S | S解:(1) 增加辅助产生式 S’→#S#求 FIRSTVT集FIRSTVT(S’)= {#}FIRSTVT(S)= {a ∧ ( }FIRSTVT (T) = {,} ∪ FIRSTVT( S ) = { , a ∧ ( }求 LASTVT集LASTVT(S’)= { # }LASTVT(S)= { a ∧ )}LASTVT (T) = { , a ∧ )}(2)算符优先关系表a ∧( ) , #a ·> ·> ·> ∧·> ·> ·> ( <·<·<·=·<·) ·> ·> ·>, <·<·<··> ·># <·<·<·=·因为任意两终结符之间至多只有一种优先关系成立,所以是算符优先文法(3)a ∧( ) ,F 1 1 1 11 1g 1 1 1 11 1f 2 2 1 3 2g 2 2 2 1 2f 3 3 1 3 3g 4 4 4 1 2f 3 3 1 3 3g 4 4 4 1 2(4)栈优先关系当前符号剩余输入串移进或规约#<·( a,a)#移进#( <· a,a)# 移进# (a ·> , a)# #(T <·, a)# #(T,<· a )# #(T,a ·> ) # #(T,T ·> ) # #(T =·) # #(T) ·> ##T =·#4.扩展后的文法S’→#S# S→S;G S→G G→G(T)G→H H→a H→(S)T→T+S T→S(1)FIRSTVT(S)={;}∪FIRSTVT(G) = {; , a , ( } FIRSTVT(G)={ ( }∪FIRSTVT(H) = {a , ( } FIRSTCT(H)={a , ( }FIRSTVT(T) = {+} ∪FIRSTVT(S) = {+ , ; , a , ( }LASTVT(S) = {;} ∪LASTVT(G) = { ; , a , )}LASTVT(G) = { )} ∪LASTVT(H) = { a , )}LASTVT(H) = {a, )}LASTVT(T) = {+ } ∪LASTVT(S) = {+ , ; , a , ) }构造算符优先关系表; ( ) a + # ;·> <··> <··> ·> ( <·<·=·<·<·) ·> ·> ·> ·> ·> a ·> ·> ·> ·> ·> + <·<··> <··># <·<·<·=·因为任意两终结符之间至多只有一种优先关系成立,所以是算符优先文法(2)句型a(T+S);H;(S)的短语有:a(T+S);H;(S) a(T+S);H a(T+S) a T+S (S) H直接短语有: a T+S H (S)句柄: a素短语:a T+S (S)最左素短语:a(3)分析a;(a+a)栈优先关系当前符号剩余输入串移进或规约##a #T #T;#T;(<··><·<·<·a;;(a;(a+a)#(a+a)#(a+a)#a+a)#+a)#移进规约移进移进移进#T;(T #T;(T +#T;(T +a#T;(T +T#T;(T #T;(T)#T;T #T <·<··>·>=··>·>=·+a)))###a)#)####移进移进规约规约移进规约规约接受分析a;(a+a)栈优先关系当前符号剩余输入串移进或规约##(#(a #(T #(T+<·<··><·<·(a++aa+a)#+a)#a)#移进移进规约移进移进#(T+T #(T#(T)#T ·>=··>=·))##)####规约移进规约接受(4)不能用最右推导推导出上面的两个句子。
第七章LR分析法1.已知文法A→aAd|aAb|ε判断该文法是否是SLR(1)文法,若是构造相应分析表,并对输入串ab#给出分析过程。
解:增加一个非终结符S/后,产生原文法的增广文法有:S/→AA→aAd|aAb|ε下面构造它的LR(0)项目集规范族为:02对于I0来说有FOLLOW(A)∩{a}={b,d,#}∩{a}=Φ所以在I0状态下面临输入符号为a时移进,为b,d,#时归约,为其他时报错。
对于I2来说有也有与I0完全相同的结论。
这就是说,以上的移进-归约冲突是可以解决的,因此该文法是SLR(1)文法。
其他SLR(1)分析表为:下面构造它的SLR(1)项目集规范族为:15S→a|^|(T)T→T,S|S(1)构造它的LR(0),LALR(1),LR(1)分析表。
(2)给出对输入符号串(a#和(a,a#的分析过程。
(3)说明(1)中三种分析表发现错误的时刻和输入串的出错位置有何区别。
解:(1)加入非终结符S/,方法的增广文法为:S/→SS→aS→^S→(T)T→T,ST→S下面构造它的LR(0)项目集规范族为:表7.15.1 文法的LR(0)分析表17.若包含条件语句的语句文法可缩写为:S→iSeS|iS|S;S|a其中:i代表if,e代表else,a代表某一语句。
若规定:(1)else与其左边最近的if结合(2);服从左结合试给出文法中i,e,; 的优先关系,然后构造出无二义性的LR分析表,并对输入串iiaea#给出分析过程。
解:加入S/→S产生式构造出增广文法如下:[0] S/→S[1] S→iSeS[2] S→iS[3] S→S;S[4] S→a由习惯可知,定义文法中i,e,;,a4个算符的优先关系为:a>e>i>;。
并且i与;的结合方向均为自左至右。
由上述状态项目集可见:a.状态I1存在移进-归约冲突,由于FOLLOW(S/)∩{;}={#}∩{;}=Φ,所以面临#号时应acc,面临;号时应移进。
编译原理模拟试卷一、选择题(每题1分,共5分)1.在编译过程中,词法分析的主要任务是什么?A.构建语法树B.将源程序分解为单词序列C.语义分析D.代码2.下列哪个不属于编译器的组成部分?A.词法分析器B.语法分析器C.代码器D.数据库管理系统3.在编译器中,中间代码的作用是什么?A.提高编译速度B.方便目标代码C.提高程序的可读性4.下列哪种语言通常被用作编译器的实现语言?A.PythonB.JavaC.C++5.在编译原理中,形式语言的主要作用是什么?A.描述程序设计语言的语法B.描述程序的语义C.描述程序的数据结构D.描述程序的算法二、判断题(每题1分,共5分)1.编译器的主要任务是将源程序转换为目标代码。
(正确/错误)2.语法分析器负责检查源程序中的语法错误。
(正确/错误)3.语义分析是在语法分析之后进行的。
(正确/错误)4.中间代码是一种与机器无关的代码。
(正确/错误)5.代码优化不会影响程序的正确性。
(正确/错误)三、填空题(每题1分,共5分)1.编译器包括____、____、____、____等组成部分。
2.在编译过程中,____负责将源程序分解为单词序列。
3.语法分析器的主要任务是构建____。
4.语义分析器负责检查____。
5.代码器负责____。
四、简答题(每题2分,共10分)1.简述编译器的工作流程。
2.解释什么是词法分析。
3.什么是语法分析?它的主要任务是什么?4.什么是语义分析?它的主要作用是什么?5.简述中间代码的作用。
五、应用题(每题2分,共10分)1.给出一个简单的C语言程序,请描述它通过编译器的过程。
2.什么是编译器的优化?请给出一个例子。
3.解释什么是编译器的错误处理。
4.什么是编译器的调试信息?它的作用是什么?5.请解释编译器的前端和后端。
六、分析题(每题5分,共10分)1.分析并解释编译器中的词法分析、语法分析和语义分析之间的关系。
2.分析并解释编译器中的中间代码和目标代码之间的关系。
第七章语义分析和中间代码产生本章要点1. 中间语言,各种常见中间语言形式;2. 说明语句、赋值语句、布尔表达式、控制语句等的翻译;3. 过程调用的处理;4. 类型检查;本章目标掌握和理解中间语言,各种常见中间语言形式;各种语句到中间语言的翻译;以及类型检查等内容。
本章重点1.中间代码的几种形式,它们之间的相互转换:四元式、三元式、逆波兰表示;3.赋值语句、算术表达式、布尔表达式的翻译及其中间代码格式;4.各种控制流语句的翻译及其中间代码格式;5.过程调用的中间代码格式;6.类型检查;本章难点1. 各种语句的翻译;2. 类型系统和类型检查;作业题一、单项选择题:1. 布尔表达式计算时可以采用某种优化措施,比如A and B用if-then-else可解释为_______。
a. if A then true else B;b. if A then B else false;c. if A then false else true;d. if A then true else false;2. 为了便于优化处理,三地址代码可以表示成________。
a. 三元式b. 四元式c. 后缀式d. 间接三元式3. 使用三元式是为了________:a. 便于代码优化处理b. 避免把临时变量填入符号表c. 节省存储代码的空间d. 提高访问代码的速度4. 表达式-a+b*(-c+d)的逆波兰式是________。
a. ab+-cd+-*;b. a-b+c-d+*;c. a-b+c-d+*;d. a-bc-d+*+;5. 赋值语句x:=-(a+b)/(c-d)-(a+b*c)的逆波兰式表示是_______。
a. xab+cd-/-bc*a+-:=;a. xab+/cd-bc*a+--:=;a. xab+-cd-/abc*+-:=;a. xab+cd-/abc*+--:=;6. 在一棵语法树中结点的继承属性和综合属性之间的相互依赖关系可以由________来描述。
第7章习题7-1 设有如下的三地址码(四元式)序列:read NI:=NJ:=2L1 : if I≤J goto L3L2 : I:=I-Jif I>J goto L2if I=0 goto L4J:=J+1I:=Ngoto L1L3 : Print ′YES′haltL4 : Print ′NO′halt试将它划分为基本块,并作控制流程图。
7-2 考虑如下的基本块:D:=B*CE:=A+BB:= B*CA:=E+D(1) 构造相应的DAG;(2) 对于所得的DAG,重建基本块,以得到更有效的四元式序列。
7-3 对于如下的两个基本块:(1) A:=B*CD:=B/CE:=A+DF:=2*EG:=B*CH:=G*GF:=H*GL:=FM:=L(2) B:=3D:=A+CE:=A*CF:=E+DG:=B*FH:=A+CI:=A*CJ:=H+IK:=B*5L:=K+JM:=L分别构造相应的DAG,并根据所得的DAG,重建经优化后的四元式序列。
在进行优化时,须分别考虑如下两种情况:(ⅰ)变量G、L、M在基本块出口之后被引用;(ⅱ)仅变量L在基本块出口之后被引用。
7-4 对于题图7-4所示的控制流程图:(1) 分别求出它们各个结点的必经结点集;(2) 分别求出它们的各个回边;(3) 找出各流程图的全部循环。
7-5 对于如下的程序:I:=1read J,KL: A:=K*IB:=J*IC:=A*Bwrite CI:=I+1if A<100 goto Lhalt试对其中的循环进行可能的优化。
第8章习题答案7-1 解:划分情况及控制流程如答案图7-1所示:答案图7-1 将四元式序列划分为基本块7-2 解:(1) 相应的DAG如答案图7-2所示。
答案图7-2 DAG(2) 优化后的代码为:D:=B*CE:=A+BB:=DA:=E+D7-3 解:(1) 相应的DAG如答案图7-3-(1)所示。
若只有G、L、M在出口之后被引用,则优化后的代码为:G:=B*CH:=G*GL:=H*GM:=L若只有L在出口之后被引用,则代码为:G:=B*CH:=G*GL:=H*G(2) 相应的DAG如答案图7-3-(2)所示。
1.写出下列表达式的三地址形式的中间表示。
(1)5+6 ⨯ (a + b);
(2)⌝A∨( B ∧ (C ∨ D));
(3)for j:=1 to 10 do a[j + j]:=0;
(4)if x > y then x:=10 else x:= x + y;
答:⑴100: t1:=a+b
101: t2:=6*t1
102: t3:=5+t2
⑵100: if A goto 102
101: goto T
102: if B goto 104
103: goto F
104: if C goto T
105: goto 106
106: if D goto T
107: goto F
⑶100: j:=1
101: if j>10 goto NEXT
102: i:=j+j
103: a[i]:=0
104: goto 101
⑷100: if x>y goto 102
101: goto 104
102: x:=10
103: goto 105
104: x:=x+y
105:
2.将语句if A V B>0 then while C>0 do C:=C+D翻译成四元式。
答:
100 (jnz,A,-,104)
101 (j,-,-,102)
102 (j>,B,0,104)
103 (j,-,-,109)
104 (j>,C,0,106)
105 (j,-,-,109)
106 (+,C,D,T1)
107 (:=,T1,-,C)
108 (j,-,-,104)
109
3.试将下述程序段翻译成三地址形式的中间代码表示。
while ( a+b<c OR a=b )
while ( a<5 AND b<10 )
{ a=a+1;
b=b+1;
}
答:三地址代码如下:
100: t:=a+b
101: if t<c goto 105
102: goto 103
103: if a=b goto 105
104: goto 112
105: if a<5 goto 107
106: goto 100
107: if b<10 goto 109
108: goto 100
109: a:=a+1
110: b:=b+1
111: goto 105
112:
4.While a>0 ∨b<0do
Begin
X:=X+1;
if a>0 then a:=a-1
else b:=b+1
End;
翻译成四元式序列。
解:
(1) (j>,a,0,5)
(2) (j,-,-,3)
(3) (j<,b,0,5)
(4) (j,-,-,15)
(5) (+,x,1,T1)
(6) (:=,T1,-,×)
(7) (j≥,a,0,9)
(8) (j,-,-,12)
(9) (-,a,1,T2)
(10) (:=,T2,-,a)
(11) (j,-,-,1)
(12) (+,b,1,T3)
(13) (:=,T3,-,b)
(14) (j,-,-,1)
(15)
5.写出表达式(a+b)/(a-b)-(a+b*c)的三元序列。
解:
①(+,a,b)
②(-,a,b)
③(/,①,②)
④(*,b,c)
⑤(+,a,④)
⑥(-,③,⑤)
6.按照三种基本控制结构文法将下面的语句翻译成四元式序列:
while (A<C ∧B<D)
{
if (A ≥ 1) C=C+1;
else while (A ≤ D)
A=A+2;
}。
解:该语句的四元式序列如下(其中E1、E2和E3分别对应A<C∧B<D、A≥1和A≤D,并且关系运算符优先级高):
100 (j<,A,C,102)
101 (j,_,_,113)
102 (j<,B,D,104)
103 (j,_,_,113)
104 (j≥,A,1,106)
105 (j,_,_,108)
106 (+, C, 1, C)
107 (j,_,_,112)
108 (j≤,A,D,110)
109 (j,_,_,112)
110 (+, A, 2, A)
111 (j,_,_,108)
112 (j,_,_,100)
113。