编译原理词法语法语义分析 器设计打印版

编译原理编译器课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解编译原理的基本概念，掌握编译器各阶段的工作原理和实现方法；2. 学会使用一种编程语言（如C、Java等）编写简单的编译器程序；3. 掌握词法分析、语法分析、语义分析及目标代码生成的基本技术和策略；4. 了解优化技术在编译器中的应用，提高程序运行效率。

技能目标：1. 能够运用所学知识独立设计并实现一个简单的编译器；2. 培养学生运用编译原理知识解决实际问题的能力；3. 提高学生的编程实践能力和团队协作能力；4. 培养学生查阅资料、分析问题、总结归纳的能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对编译原理和编译器开发工作的兴趣，激发学生的学习热情；2. 培养学生勇于探索、积极创新的精神，增强克服困难的信心和毅力；3. 培养学生具备良好的编程习惯，遵循职业道德，为我国软件产业的发展贡献自己的力量。

本课程旨在通过编译原理编译器课程设计，使学生掌握编译器的基本原理和技术，提高编程实践能力，培养团队协作精神，激发学生的学习兴趣和创新精神。

课程性质为理论与实践相结合，注重培养学生的实际操作能力。

针对学生的年级特点，课程内容将逐步深入，从基本概念到实际应用，引导学生由浅入深地掌握编译器相关知识。

在教学过程中，教师需关注学生的学习进度，及时调整教学策略，确保课程目标的实现。

通过本课程的学习，学生将具备独立设计和实现简单编译器的能力，为后续相关课程的学习打下坚实基础。

二、教学内容1. 编译原理概述：介绍编译器的基本概念、发展阶段和组成部分，使学生了解编译器在整个软件开发过程中的地位和作用。

教材章节：第一章2. 词法分析：讲解词法分析器的功能、设计方法，以及正则表达式和有限自动机等基本概念。

教材章节：第二章3. 语法分析：介绍语法分析器的作用、设计方法，以及上下文无关文法、LL(1)、LR(1)等分析方法。

教材章节：第三章4. 语义分析：讲解语义分析器的任务、属性文法、语法制导翻译等概念，以及类型检查和符号表管理方法。

专题3_LL(1)语法分析设计原理与实现李若森 13281132 计科1301一、理论传授语法分析的设计方法和实现原理；LL(1) 分析表的构造；LL(1)分析过程；LL(1)分析器的构造。

二、目标任务实验项目实现LL(1)分析中控制程序（表驱动程序）；完成以下描述算术表达式的 LL(1)文法的LL(1)分析程序。

G[E]:E→TE’E’→ATE’|εT→FT’T’→MFT’|εF→(E)|iA→+|-M→*|/设计说明终结符号i为用户定义的简单变量，即标识符的定义。

加减乘除即运算符。

设计要求(1)输入串应是词法分析的输出二元式序列，即某算术表达式“专题 1”的输出结果，输出为输入串是否为该文法定义的算术表达式的判断结果；(2)LL(1)分析程序应能发现输入串出错；(3)设计两个测试用例（尽可能完备，正确和出错），并给出测试结果。

任务分析重点解决LL(1)表的构造和LL(1)分析器的实现。

三、实现过程实现LL(1)分析器a)将#号放在输入串S的尾部b)S中字符顺序入栈c)反复执行c)，任何时候按栈顶Xm和输入ai依据分析表，执行下述三个动作之一。

构造LL(1)分析表构造LL(1)分析表需要得到文法G[E]的FIRST集和FOLLOW集。

构造FIRST(α)构造FOLLOW(A)构造LL(1)分析表算法根据上述算法可得G[E]的LL(1)分析表，如表3-1所示：表3-1 LL(1)分析表主要数据结构pair<int, string>:用pair<int, string>来存储单个二元组。

该对照表由专题1定义。

map<string, int>:存储离散化后的终结符和非终结符。

vector<string>[][]:存储LL(1)分析表函数定义init:void init();功能：初始化LL(1)分析表，关键字及识别码对照表，离散化（非）终结符传入参数：（无）传出参数：（无）返回值：（无）Parse:bool Parse( const vector<PIS> &vec, int &ncol )；功能：进行该行的语法分析传入参数：vec:该行二元式序列传出参数：emsg:出错信息epos:出错标识符首字符所在位置返回值：是否成功解析。

词法分析实验报告一、实验目的与要求：1、了解字符串编码组成的词的内涵,感觉一下字符串编码的方法和解读2、了解和掌握自动机理论和正规式理论在词法分析程序和控制理论中的应用二、实验内容：构造一个自己设计的小语言的词法分析器：1、这个小语言能说明一些简单的变量识别诸如begin，end，if，while等保留字；识别非保留字的一般标识符（有下划线、字符、数字，且第一个字符不能是数字）。

识别数字序列（整数和小数）；识别:=，<=，>=之类的特殊符号以及；，（，）等界符。

2、相关过程（函数）：Scanner()词法扫描程序，提取标识符并填入display表中3、这个小语言有顺序结构的语句4、这个小语言能表达分支结构的语句5、这个小语言能够输出结果总之这个小语言词法分析器能提供以上所说明到的语法描述的功能……三、实验步骤：1、测试评价（1）、测试1：能说明一些简单的变量，如关键字、一般标识符、界符等；（2）、测试2：能输出结果：单词符号(内码形式)、各种信息表(如符号表、常量表等)；（3）、测试程序：var x,y,z;beginx:=2;y:=3;if (x+5>=y*y) thenbeginz:=y*y-x;z:=z+x*x;endelsez:=x+y;prn z;end.（4）、结果：①、从键盘读入；部分结果如下：（类型：该标识符所属的类型，如关键字，变量等；下标：该标识符所对应表（如变量标识符表，常量标识符表等）中其相应的位置，下同）②、从文件读入，输出到文件；部分结果如下：其他测试及结果如下：③、出错处理；注：若有错误，则只指出错误，不输出各个表；（5）、评价：这个小语言程序基本上能完成词法分析阶段的工作，识别诸如begin，if等保留字；识别非保留字的一般标识符（有下划线、字符、数字，且第一个字符不能是数字）。

识别数字序列（整数和小数）；识别:=，<=，>=之类的特殊符号以及；，（，）等界符。

编译原理第一章：1．编译程序是现代计算机系统的基本组成部分之一2．一个计算机系统中通常配置多个高级语言的编译程序3．在一个计算机系统中可为某些高级语言配置多个不同性能的编译程序4．编译程序是一种语言翻译程序，其功能是把一种语言编写的程序翻译成另一种语言的等价程序5．被编译的程序称为源程序，编译后的等价程序称为目标程序6．编译程序的任务就是将源语言程序翻译成等价的目标语言程序7．通常将编译过程分为六个阶段：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。

8．词法分析的主要任务是从左至右扫描字符序列，并按照此法规则识别出一个个的单词9．单词是指逻辑上紧密相连的一组字符，这些字符具有集体含义。

10．计算机语言中，单词的种类通常有保留字、标识符、数、算符、界符等11．语法分析的主要任务是：按照语言的语法规则，把词法分析所得的单词序列分解成各类语法成分。

12．词法分析和语法分析都是对源程序进行结构分析，但二者是有区别的。

13．语义分析的主要功能是审查源程序有无语义错误，伪代码生成阶段收集类型信息。

14．中间代码生成阶段的主要任务是，把源程序转换成一种中间代码15．中间代码是一种结构简单、含义明确的记号系统16．中间代码可以设计成多种形式，其设计原则有两点：一是容易生成，二是容易转换成目标代码17．代码优化的主要任务是对中间代码进行改造，使生成的目标代码更为高效18．目标代码生成阶段的任务是把中间代码转换成特定机器上的绝对指令代码或者可重定位的指令代码或者汇编指令代码19．在编译过程的每个阶段中都含有出错处理和表格管理的工作20．编译程序的结构可以按功能分为八个模块，即词法分析程序、语法分析程序、语义分析程序、中间代码生成程序、代码优化程序和目标代码生成程序，此外还有与上述每个阶段都有关系的出错处理程序和表格管理程序。

21．按照编译程序的工作主要是与源语言有关还是与目标机有关，编译过程也可前端和后端22．前端的工作主要依赖于源语言而与目标机无关，包括词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成以及每个阶段中的出错处理和表格管理工作，还包括代码优化阶段的部分工作23．后端的工作主要与目标机有关而与源语言无关，主要是代码生成及相关的出错处理和表格管理工作24．编译过程中，对源程序或者中间语言程序从头至尾扫描一次并完成相应工作的过程称为“一遍”或者“一趟”25．解释程序是另一种语言处理程序，其工作特点是边分析边执行，不生成目标代码。

编译原理课程设计教案一、课程简介1.1 课程背景编译原理是计算机科学与技术领域的基础课程，旨在培养学生对编译器设计和实现的理解。

通过本课程的学习，学生将掌握编译器的基本原理、构造方法和实现技巧。

1.2 课程目标（1）理解编译器的基本概念、工作原理和分类；（2）熟悉源程序的词法分析、语法分析、语义分析、中间代码、目标代码和优化等基本过程；（3）掌握常用的编译器构造方法和技术；（4）能够设计和实现简单的编译器。

二、教学内容2.1 词法分析（1）词法规则的定义和描述；（2）词法分析器的实现方法；（3）词法分析在编译器中的作用和重要性。

2.2 语法分析（1）语法规则的定义和描述；（2）语法分析树的构建方法；（3）常用的语法分析算法及其特点。

2.3 语义分析（1）语义规则的定义和描述；（2）语义分析的方法和技巧；（3）语义分析在编译器中的作用和重要性。

2.4 中间代码（1）中间代码的定义和表示；（2）中间代码的方法和策略；（3）中间代码在编译器中的作用和重要性。

2.5 目标代码和优化（1）目标代码的方法和技巧；（2）代码优化的方法和策略；（3）目标代码和优化在编译器中的作用和重要性。

三、教学方法3.1 讲授法通过讲解编译原理的基本概念、理论和方法，使学生掌握编译器的设计和实现技巧。

3.2 案例分析法分析实际编译器的设计和实现案例，使学生更好地理解编译原理的应用。

3.3 实验法安排实验课程，让学生动手设计和实现简单的编译器组件，提高学生的实际操作能力。

3.4 小组讨论法组织学生进行小组讨论，培养学生的团队合作精神和沟通能力。

四、教学评价4.1 平时成绩包括课堂表现、作业完成情况和小测验成绩，占总评的30%。

4.2 实验成绩包括实验报告和实验演示，占总评的30%。

4.3 期末考试包括理论知识考核和实际操作考核，占总评的40%。

五、教学资源5.1 教材推荐使用《编译原理》教材，为学生提供系统、全面的学习资料。

5.2 课件制作精美、清晰的课件，辅助课堂教学。

编译原理流程编译原理是计算机科学的重要分支，主要研究如何将高级语言程序转化为机器语言的过程。

编译原理的流程可以分为词法分析、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几个阶段。

1. 词法分析词法分析是编译原理的第一步，主要任务是将源代码分解成一个个的词法单元，如标识符、关键字、运算符和常量等。

词法分析器会根据预先定义的词法规则，逐个扫描源代码，将识别出的词法单元转化为记号（token）并生成记号流。

2. 语法分析语法分析是编译原理的第二步，主要任务是根据词法分析生成的记号流，判断程序是否符合语法规则。

语法分析器会根据预先定义的语法规则，逐个分析记号流，构建语法树（parse tree）。

如果程序存在语法错误，则会报告错误信息。

3. 语义分析语义分析是编译原理的第三步，主要任务是对语法树进行语义检查，并生成中间代码。

语义分析器会根据预先定义的语义规则，对语法树进行遍历，检查变量的声明和使用是否符合规范，以及类型的一致性等。

同时，语义分析器会根据语义规则生成中间代码，用于后续的优化和目标代码生成。

4. 中间代码生成中间代码生成是编译原理的第四步，主要任务是将源代码转化为一种中间表示形式，以便进行优化和目标代码生成。

中间代码可以是抽象语法树（Abstract Syntax Tree，AST）、三地址码（Three Address Code）或虚拟机代码等。

中间代码的生成可以通过遍历语法树并根据语法规则进行转换。

5. 代码优化代码优化是编译原理的第五步，主要任务是对中间代码进行优化，以提高程序的执行效率。

代码优化包括常量折叠、公共子表达式消除、循环优化等技术。

优化器会根据预先定义的优化规则，对中间代码进行分析和转换，以减少不必要的计算和内存访问。

6. 目标代码生成目标代码生成是编译原理的最后一步，主要任务是将中间代码转化为目标机器代码，使得程序可以在目标机器上运行。

目标代码生成器会根据目标机器的特定指令集和寄存器分配策略，将中间代码转化为对应的目标机器代码，并生成可执行文件或目标文件。

语法分析器的设计实验报告一、实验内容语法分析程序用LL(1)语法分析方式。

第一输入概念好的文法书写文件(所用的文法能够用LL(1)分析)，先求出所输入的文法的每一个非终结符是不是能推出空，再别离计算非终结符号的FIRST 集合，每一个非终结符号的FOLLOW集合，和每一个规那么的SELECT集合，并判定任意一个非终结符号的任意两个规那么的SELECT集的交集是不是都为空，若是是，那么输入文法符合LL(1)文法，能够进行分析。

关于文法：G[E]:E->E+T|TT->T*F|FF->i|(E)分析句子i+i*i是不是符合文法。

二、大体思想一、语法分析器实现语法分析是编译进程的核心部份，它的要紧任务是依照程序的语法规那么，从由词法分析输出的源程序符号串中识别出各类语法成份，同时进行词法检查，为语义分析和代码生成作预备。

那个地址采纳自顶向下的LL(1)分析方式。

语法分析程序的流程图如图5-4所示。

语法分析程序流程图该程序可分为如下几步：（1）读入文法（2）判定正误（3）假设无误，判定是不是为LL(1)文法（4）假设是，构造分析表；（5）由句型判别算法判定输入符号串是为该文法的句型。

三、核心思想该分析程序有15部份组成：（1）第一概念各类需要用到的常量和变量；（2）判定一个字符是不是在指定字符串中；（3）读入一个文法；（4）将单个符号或符号串并入另一符号串；（5）求所有能直接推出&的符号；（6）求某一符号可否推出‘& ’；（7）判定读入的文法是不是正确；（8）求单个符号的FIRST；（9）求各产生式右部的FIRST；（10）求各产生式左部的FOLLOW；（11）判定读入文法是不是为一个LL(1)文法；（12）构造分析表M；（13）句型判别算法；（14）一个用户挪用函数；（15）主函数；下面是其中几部份程序段的算法思想：1、求能推出空的非终结符集Ⅰ、实例中求直接推出空的empty集的算法描述如下：void emp(char c){ 参数c为空符号char temp[10];概念临时数组int i;for(i=0;i<=count-1;i++)从文法的第一个产生式开始查找{if 产生式右部第一个符号是空符号而且右部长度为1,then将该条产生式左部符号保留在临时数组temp中将临时数组中的元素归并到记录可推出&符号的数组empty中。

理解编译原理中的词法分析和语法分析词法分析和语法分析是编译原理中两个重要的步骤。

词法分析将源代码分成一个个词素（也称为token），并对每个词素进行词法分析。

词法分析器会根据语法规则，将源代码中的字符序列组合成一个个有意义的词素。

例如，在计算机程序中，词法分析器可以将源代码中的字符串"if"、"else"、"for"等识别为关键字，将变量名、函数名等识别为标识符，将数字识别为常量等。

词法分析器常使用正则表达式来描述和识别不同类型的词素。

语法分析则进一步分析词法分析生成的词素序列，检查其是否遵循给定的语法规则。

语法分析器会根据语法规则构建语法树（也称为抽象语法树），用于表示程序的结构和语义。

语法分析器常使用上下文无关文法来描述和分析程序的语法结构。

常见的语法分析方法有递归下降分析、LL分析、LR分析等。

词法分析和语法分析是编译原理中紧密联系的两个步骤。

词法分析将字符序列转换为有意义的词素，为后续的语法分析提供了基础。

语法分析则在词法分析的基础上，进一步分析词素序列的语法结构，以便进行语义分析和代码生成等后续步骤。

拓展：除了词法分析和语法分析，编译原理还涉及其他重要的步骤，如语义分析、优化和代码生成等。

语义分析阶段主要对语法分析生成的语法树进行语义检查，确保程序的语义正确。

优化阶段则对中间代码进行优化，以提高程序的性能。

代码生成阶段将优化后的中间代码转换为目标代码，以便在目标平台上执行。

此外，编译原理还涉及词法分析和语法分析的错误处理和恢复机制。

当遇到词法或语法错误时，编译器需要能够准确地诊断错误，并尽可能地提供有用的错误信息。

对于一些常见错误，编译器还可以提供纠正错误的建议。

同时，编译器还可以采用恢复机制，在错误发生后仍然能够继续进行词法分析和语法分析，尽可能多地发现错误。

编译原理第四版
编译原理是计算机科学中的重要课程，它涉及到程序设计语言、编译器的设计与实现等方面的知识。

本文将介绍编译原理第四版的主要内容，帮助读者更好地理解和学习这门课程。

首先，编译原理第四版主要包括了编译器设计的基本原理和技术、语法分析、语义分析、中间代码生成、运行时环境和代码优化等内容。

通过学习这些内容，读者可以了解到编译器是如何将高级语言程序翻译成目标机器代码的，以及如何进行代码优化以提高程序的性能。

其次，本书还介绍了一些实际的编译器设计和实现技术，包括词法分析器和语法分析器的设计与实现、语义分析和中间代码生成的技术、运行时环境的设计与实现，以及代码优化的方法和技术等。

这些内容对于读者来说是非常实用的，可以帮助他们更好地理解和掌握编译器的设计与实现技术。

此外，编译原理第四版还介绍了一些常见的编程语言的设计和实现原理，包括C语言、Java语言和Python语言等。

通过学习这些内容，读者可以了解到不同编程语言的设计原理和实现技术，对于他们理解和掌握编程语言是非常有帮助的。

总的来说，编译原理第四版是一本非常优秀的编译原理教材，它系统地介绍了编译器设计的基本原理和技术，以及实际的编译器设计和实现技术，对于帮助读者更好地理解和学习编译原理课程是非常有帮助的。

希望读者能够认真学习本书的内容，掌握其中的知识和技术，提高自己在编译原理领域的能力和水平。

总结一下，编译原理第四版是一本非常优秀的编译原理教材，它系统地介绍了编译器设计的基本原理和技术，以及实际的编译器设计和实现技术，对于帮助读者更好地理解和学习编译原理课程是非常有帮助的。

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