第六章语义和符号表

在C语言中，符号表（Symbol Table）是编译器在编译过程中用来存储变量、函数、宏等符号信息的数据结构。

符号表对于编译器的语义分析和代码生成阶段非常重要，它可以帮助编译器识别和解析标识符，并进行类型检查、函数链接等操作。

在C语言的编译器中，符号表通常是一个表格或哈希表结构，其中存储了以下类型的符号信息：
1.变量符号：包括变量的名称、类型、作用域等信息。

2.函数符号：包括函数的名称、参数类型、返回类型等信息。

3.宏定义符号：包括宏的名称、宏的参数和宏的替换文本等信息。

4.其他符号：例如结构体、联合体、枚举等类型的名称和成员信息。

在编译过程中，编译器会根据源代码中的标识符，将其添加到符号表中，并记录相关的符号信息。

同时，编译器还会对符号表中的信息进行验证和更新，以确保类型安全和正确的链接。

需要注意的是，具体的符号表实现方式可能会因编译器而异，但它们的基本原理和功能是相似的。

C 语言符号表C 语言符号表是一个重要的编译器数据结构，它用于存储和管理程序中的各种符号。

符号是指程序中的变量、函数、常量、类型等具有标识作用的名称。

符号表的作用是在编译过程中，为符号分配内存地址、类型、作用域等属性，并在需要时查找和修改符号的相关信息。

本文将从以下几个方面简述 C 语言符号表的概念、结构、功能和实现方法：符号表的概念和分类符号表的结构和组织方式符号表的功能和操作符号表的实现方法和技术符号表的概念和分类符号表的概念符号表是一种映射关系，它将程序中的符号名称映射到其对应的属性集合。

属性集合包括了符号的内存地址、数据类型、作用域、存储类别、初始化值等信息。

例如，下面的 C 语言代码片段中，定义了一个全局变量globalA，一个静态变量globalB，一个函数funcA和一个主函数main：/*** 全局变量*/int globalA =2022;/*** 静态变量*/static int globalB =2023;int funcA() {int localFuncAValue =13;return0;}int main(int argc, char*argv[]) {int localMainValue =14;return0;}对于这段代码，编译器会为每个符号创建一个符号表项，并填充其属性。

一个可能的符号表如下：符号名称内存地址数据类型作用域存储类别初始化值globalA1000int全局外部2022globalB1004int全局静态2023funcA2000int()全局外部-main3000int(int, char**)全局外部-localFuncAValue-4(%rbp)int局部（funcA）自动-localMainValue-4(%rbp)int局部（main）自动-可以看到，每个符号表项由一个符号名称和一个属性集合组成。

属性集合可以根据不同的编译器设计而有所差异，但一般都包含了上述几个基本属性。

编译原理符号表1. 引言编译原理是计算机科学领域中一个重要的研究方向，它研究的是将高级语言程序转化为机器语言的过程。

在编译器中，符号表是一种常用的数据结构，用于存储程序中的各种符号及其相关信息。

本文将深入探讨编译原理符号表的概念、作用、设计方法以及常见的符号表实现方式。

2. 符号表的概念和作用2.1 符号表的定义符号表是编译器中用于存储程序中各种符号信息的数据结构。

它一般由编译器自动生成和维护，用于支持语法分析、语义分析和代码生成等编译过程。

2.2 符号表的作用符号表在编译器的各个阶段都发挥着重要的作用：•语法分析阶段：符号表用于识别和存储各种变量、函数和类型的声明信息，以支持后续的语义分析过程。

•语义分析阶段：符号表用于检查变量和函数的引用是否合法，并记录其类型信息和作用域等属性，以支持类型检查和语义约束的验证。

•代码生成阶段：符号表用于存储中间代码和目标代码中的符号引用和符号定义的映射关系，以支持代码生成和目标代码优化等过程。

3. 符号表的设计方法3.1 符号表的数据结构符号表的数据结构通常由符号表项组成，每个符号表项用于存储一个符号及其相关信息。

常见的符号表项包括符号名称、符号类型、作用域、内存地址等。

3.2 符号表的组织方式符号表的组织方式可以有多种选择，常见的包括线性表、哈希表、树和图等。

选择合适的组织方式可以提高符号表的查询效率和插入删除的性能。

3.3 符号表的查询算法符号表的查询算法是指根据给定的符号名称，在符号表中进行查找并返回对应的符号表项。

常见的查询算法有线性搜索、二分搜索和哈希搜索等，选择合适的查询算法可以提高符号表的查询效率。

4. 常见的符号表实现方式4.1 线性表实现线性表实现是符号表最简单的一种实现方式，它可以使用数组或链表来存储符号表项。

线性表实现的优点是简单易懂，缺点是查询效率较低，随着符号表规模的增大，性能下降明显。

4.2 哈希表实现哈希表实现是一种常用的符号表实现方式，它通过哈希函数将符号名称映射到符号表项存储的位置。

第五章语义分析5.1语义分析基础5.1.1 语义分析内容程序设计语言的语义可分为静态语义和动态语义。

所谓静态语义是指在编译阶段能检查的语义,而动态语义则指只有在目标码的运行阶段才能检查的语义。

如果所有类型均能在编译阶段检查,则称这种语言为强类型语言。

Pascal是强类型语言的一个例子。

在某些语言里变量的类型是可变的,这时类型的语义成为动态语义,因为类型相容问题只能在代码运行时才能检查出来。

语言的静态语义成分越多编译器和解释器的区别会越大,如果都属于动态语义,那么编译器和好的解释器的差别将会变小。

类型在大多数语言里都属于静态语义,而且它是最重要的静态语义,可以说,静态语义问题主要是类型相容的问题。

类型检查主要有以下几种:∙各种条件表达式的类型是不是boolean型?∙运算符的分量的类型是否相容?∙赋值语句的左右部的类型是否相容?∙形参和实参的类型是否相容?∙下标表达式的类型是否为所允许的类型?∙变体记录中表示情形的常量是否为合法类型?∙函数说明中的函数类型和返回值的类型是否一致?等除了上述类型检查外,还要进行如下一些语义检查:∙V[E]中的V是不是变量,而且是数组类型？∙V.i中的V是不是变量,而且是记录类型? i是不是该记录类型中的域名?∙V↑中的V是不是指针或文件变量？∙y+f(....)中的f是不是函数名?形参个数和实参个数是否一致?∙p(....)语句中的p是不是过程名?形参个数和实参个数是否一致?∙每个使用性标识符是否都有相应的声明?在同层内有无标识符被声明多次?∙标号是否有声明?有无重复声明和重复定位错误?有无非法转入错误？∙子界类型中的下界和上界类型是否相容?下界是否小于等于上界？∙ ..........................................一遍扫描的编译器是从源程序的ASC码序列即源语言的字符串序列直接生成目标代码,因此不会有独立的语义分析器。

多遍扫描的编译器,也未必有独立的语义分析器,如果没有,则意味着把语义检查工作分散到编译过程的几个阶段中顺便完成。

编译原理第四版课后答案第一章简介1.1 编译原理的定义编译原理是计算机科学中一个重要的领域，它涉及到将高级程序语言转化为机器语言的过程。

编译原理的目标是设计和实现一个能够将源代码转化为机器语言的编译器。

1.2编译器的结构和功能编译器一般包含以下几个部分：词法分析器、语法分析器、语义分析器、中间代码生成器、代码优化器和目标代码生成器。

这些部分协同工作，将源代码转化为可执行的机器语言。

1.3 编译原理的应用编译原理广泛应用于各个领域，如操作系统、数据库、嵌入式系统等。

在这些领域中，编译原理被用于将高级程序语言转化为机器语言，以在计算机上执行。

第二章词法分析2.1 词法分析的基本概念词法分析是编译器中的第一步，它将源代码划分为一个个的词法单元，如标识符、关键字、常量等。

词法分析器通过对源代码进行扫描和解析，生成词法单元的序列。

2.2 正则表达式正则表达式是一种用于描述字符串模式的工具。

在词法分析中，正则表达式常被用于识别和匹配不同的词法单元。

例如，正则表达式[a-z]+可以用来匹配一个或多个小写字母组成的标识符。

2.3 有限自动机有限自动机是一种用于识别和处理正则表达式的工具。

它由状态和转移函数组成，能够根据输入字符的不同改变状态，并最终确定是否接受输入。

有限自动机常被用于实现词法分析器。

第三章语法分析3.1 语法分析的基本概念语法分析是编译器中的第二步，它将词法单元序列转化为一棵语法树。

语法树是一种树形结构，用于表示源代码的语法结构。

语法分析器通过对词法单元序列进行解析和归约，生成语法树。

3.2 上下文无关文法上下文无关文法是用于描述程序语言语法的形式化工具。

它由一个或多个产生式组成，每个产生式包含一个非终结符和一串终结符或非终结符。

上下文无关文法常被用于定义编程语言的语法规则。

3.3 语法分析算法语法分析算法有多种，如递归下降分析、LL(1)分析、LR(1)分析等。

这些算法都是基于上下文无关文法的语法规则进行解析和归约，并生成语法树。