第三章 词法分析(第二周)

语义加工过程：
– w,p,n初值为0，e初值为1；
– 处理整数部分时，对于每个di ,令w=w10+di ; – 处理小数部分时，对于每个di ,令w=w10+di ;及n++;
– 处理指数时，E后若有‘-’号，令e=-1；计算指数值 p=p10+d;
– 在出口处，令ICON=w或FCON=w10^(e(p-n)).
(2)设当前处在Ai状态,所扫描的字符为ai+1,在结点Ai所 射出的诸矢线中,寻找标记为ai+1的矢线(若不存在,则 表明w有语法错误),读入ai+1,并进入状态Ai+1;
(3)重复(2),直到w中所有字符被读完且恰好进入终态F 时,宣告整个识别结束,w可被接受.
28
例:G[Z]:
状态转换图:
Z→0U∣1V
{return ( ICON= w ); {n++; w=w*10+d;}
{return (FCON =w*pow(10,e*p-n) ) ;} {n++;w=w*10+d;} error {p=p*10+d;}
e=-1; error {p=p*10+d;} error {p=p*10+d;} {return (FCON=w*pow(10,e*p-n) );
(1)对于G中形如Aa 的产生式，引矢线RA，且标记
为a；
(2)对于G中形如ABa 的产生式，引矢线 BA，且标
记为a。
34
由左线性文法构造状态转换图
已给文法G=({S,U},{0,1},{SS1 |U1, UU0 | 0},S)
R0
0
1
U1 S

NFA到相应的DFA的构造的基本思路是： DFA的每 一个状态对应NFA的一组状态. DFA使用它的状 态去记录在NFA读入一个输入符号后可能达到的 所有状态.
NFA M所能接受的符号串的全体记为L(M)
结论：
上一个符号串集V是正规的，当且仅当存 在一个上的不确定的有穷自动机M，使得 V=L(M)。
DFA是NFA的特例.对每个NFA N一定存在一个DFA Ｍ，使得 L(M)=L(N)。对每个NFA N存在着与之 等价的DFA M。 有一种算法，将NFA转换成接受同样语言的DFA.这 种算法称为子集法. 与某一NFA等价的DFA不唯一.
0
1
S P
Z
{P} {}
{P}
{S,Z} {Z}
{P}
• δ为S * 到S的子集(2 S)的一种映射
• 从NFA的矩阵表示中可以看出，表项通常是一状态的集合， 而在DFA的矩阵表示中，表项是一个状态
∑*上的符号串t被NFA M接受:
• 对于Σ*中的任何一个串t，若存在一条从某一初态 结点到某一终态结点的道路，且这条道路上所有 弧的标记字依序连接成的串(不理采那些标记为ε 的弧)等于t，则称t可为NFA M所识别(读出或接 受)。 • 若M的某些结点既是初态结点又是终态结点；或 者存在一条从某个初态结点到某个终态结点的道 路,其上所有弧的标记均为ε，那么空字ε可为M所 接受。
其中： δ(S，0)={P}
δ(S，1)={S，Z} δ(Z，0)={P} δ(Z，1)={P} δ(P，1)={Z} • 状态图表示
1 1 S 0 0,1 Z
P
1
• 矩阵表示
状态 输入
δ(S，0)={P} δ(S，1)={S，Z} δ(Z，0)={P} δ(Z，1)={P} δ(P，1)={Z}

由于只关心0的个数的奇偶数我们可以把二进制串分成多段来考虑第为止这一段包含1个0并且0的前面有0对于剩下的二进制串按照每段包含两个0的方式去划分即以0开始以0结尾中间可以个或多个1如果一个二进制串被这样划分完后剩下的部分如果全部是全1串这些串在前面划分的串之间或最后则该二进制串就具有奇数个0所以该二进制可以这样描述
在整个分裂过程中，所有新结点均用不同的名字，保留 X 和 Y 为全图的唯一初态结点 和终态结点。至此，我们得到了一个非确定有限自动机Ｍ，
第二部分
例题与习题
重点与难点
重点：词法分析器的输入、输出，用于识别符号的状态转移图的构造，根据状态转移图实现 词法分析器。 难点：词法的正规文法表示、正规表达式表示、状态转移图表示，它们之间的转换。
l, d 初态 ① ｌ
②
其它
终态
③
例 4 叙述下面的正规式描述的语言，并画出接受该语言的最简 DFA 的状态转换图。 * * (1|01) 0 【解】描述的语言是，所有不含子串 001 的 0 和 1 的串。
例 5 给定如下正规式 0(0|1)*1 (1) 写出相应的正规文法。 (2) 画出相应的状态转移图。 【解】 （1） 引入非终结符 S, A， S → 0(0|1)*1 →0A + + A →(0|1)*1→(ε | (0|1) )1→1| (0|1) 1→1| (0|1) (0|1)*1→1| 0A|1A 得到正规文法 G[S]: S 0A A 0A|1A|1 （2） （１）中给出的是一个右线性文法。 。 按照由右线性正规文法构造状态转换图的方法,构造相应的状态转移图如图 1
则（U|V） 、 （U·V）和（U)*也都是正规式，它们所表示的正规集分别为 L（U) ∪L（V)、 L (U) L (V)（连接积）和(L (U))*（闭包） 。 仅通过有限次使用上述三步骤定义的表达式才是∑上的正规式， 仅由这些正规式所表示 的字集才是∑上的正规集。 令 U、V 和 W 均为正规式，则下述关系成立： （1）U|V=V|U（交换律） (2）U|(V|W)=(U|V)W 或 U(VW)=(UV)W （结合律） (3）U(V|W)=UV|UW 或 （V|W）U=VU|WU（分配律） (4）ε U=Uε =U 若两个正规式所表示的正规集相同，则认为二者等价。 例如：b(ab)*=(ba)*b, (a|b)*=(a*b*）*。 注意： a*b*、(a|b)* 、(ab)* 、a*|b*相互都不等价，它们表示的含义如图所示

对于Σ*中的任何字符串α，若DFA M中存在一条从 初态结点到某一终态结点的路，且这条路上所有弧的标
记连接成的字符串等于α，则称α可以被DFA M所接受 (识别)。
若M的初态结点同时又是终态结点，则空串ε可被 M所接受（识别）。
若α∈Σ*，f(S, α)=P，其中S为DFA M的初始状 态，P∈Z，Z为终态集，则称字符串α可以被DFA M 所接受(识别) 。
DFA M= ({S,U,V,Q}, {a,b}, f,S,{Q})
事实上，状态转换图是有限自动机的一种表示形式，假定DFA M 含有m个状态，n个输入字符，那么这个状态转换图含有m个状态 （结点），每个结点最多有n个弧射出，整个图含有唯一一个初态 结点(冠以“⇒” )和若干个终态结点(用双圈表示)，若有f(ki,a)=kj (ki∈K,kj∈K,a∈Σ),则从状态结点ki到状态结点kj画标记为a的弧。
(4) S0∈S，是唯一的初始状态；
(5) F ⊆ S，是终止状态集合。
编 译 技术
chapter3 词法分析——有限自动机
例：为下图所示的状态图构造确定的有限自动机。
f(S,a)=U f(S,b)=V f(V,a)=U f(V,b)=Q f(U,a)=Q f(U,b)=V f(Q,a)=Q f(Q,b)=Q
编 译 技术
chapter3 词法分析——有限自动机
一个DFA还可以用一个矩阵(状态矩阵）表示： 矩阵的行表示状态，列表示输入字符，矩阵元素表示 相应状态行和输入字符列下的新状态。
例：上例的DFA的矩阵表示如下：
字符
状态
a
S
U
U
Q
V
U
Q
Q
b
V0 V0 Q0 Q1