编译原理

编译原理

编译原理期末速成，短时间内应对期末考试

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考试类型

• 选择
• 填空
• 简答
• 大题
  • 中间代码生成：三元式序列，四元式序列优化
  • 词法分析——自底向上分析方法：LR分析表，LR(0)、SLR(1),项目集规范族
  • 自动机基础理论：状态转换图，NFA，DFA，NFA——DFA，化简
  • 词法分析——自顶向上分析方法：消除左递归，求SELECT集，FOLLOW集，LL（1）分析表
  • 文法与语言：文法规范推导，短语，句柄，二义性，正则文法，语言
  • 正则表达式：已知语言构造文法
  • 词法分析：简单优先关系分析，算符优先分析

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基本概念

字母表：有限符号的集合
符号串：符号的有限序列

文法：G[S]={VT,VN,P,S}
终结符集：VT字母表中的符号
非终结符集：VN不在字母表中的符号，中间符号
语言：
文法分类：0型文法> 1型文法> 2型文法> 3型文法(正则文法)
正则文法：G[S],中P的每个规则，都具有下列形式：

规范推导：最右推导（最左规约）
句型，句子：

文法树：

• 子树
• 短语:给定一个句型，其分析树中每棵子树的边缘称为该句型的短语
• 简单短语：如果子树高度为2，那么这棵子树的边缘称为该句型的简单短语
• 句柄：最左简单子树的边缘节点组成的符号串

二义性文法：如果一个文法可以为某个句子生成多棵文法树
正则表达式：用来描述正则文法的表示方法

词法分析

读入源程序字符串，从左至右逐个扫描，并从其中识别出一系列具有独立意义的最小语法单位——单词（token）

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语法分析——自顶向下分析方法

目的：从文法开始符号开始，构造一棵文法分析树，得到目标句子
从开始符号开始，自左向右对标给定符号串，选取符合的候选式替代非终结符，构造推导过程（最左推导），导出给定符号串
回溯现象：同一非终结符的多个候选式存在共同前缀，导致碰到终结符时，要选择候选式试错，选出正确的候选式
左递归文法：会陷入死循环

消除左递归：
1、直接左递归：A→Aα|β

消除左递归：A→βA'；A'→αA'|ɛ

2、间接左递归：

例：S→Aa|b；A→Ac|Sd|ɛ
    S→Aa→Sda出现左递归
 将S的定义带入A的产生式，得：
 A→Ac|Aad|bd|ɛ
 消除直接左递归：
 A→bdA'|A'
 A'→cA'|adA'|ɛ
因此，消除左递归，得：
S→Aa|b
A→bdA'|A'
A'→cA'|adA'|ɛ

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语法分析——自顶向上的分析方法

LL（1）文法
无左递归，无回溯的文法

Follow集：可能在某个句型中紧跟在A后边的终结符a的集合Follow（A）={a|S→αAaβ}，
First集：First（X）：可以从X推导出的所有串首终结符集构成的集合如果X→ɛ，那么ɛ∈First（X）
看产生式的右部，如果产生式的右部是终结符，那么把这个终结符加入first集中
如果可以推导出空串，就把空串加入到first集中
如果产生式的右部是非终结符，那么就把这个非终结符的first集加入到first集中
如果X是个终结符，那么X的first集就是这个终结符

Select集：候选式集，设有文法G[S],且有规则A→β，则
Select（A→β） =First（β），β≠ɛ
=follow（A），β=ɛ
构造LL（1）分析表M[A，a]
组成：第一行是输入符号串以#结尾，第一列是非终结符和推导式右部中不曾在首部的非终结符以#结尾，中间部分就是动作
规则：

• C表示继续读下一个符号
• R表示重读当前符号
• RE（β）表示用β的逆串替换分析栈栈顶符号
• 对于A→Dβ，且select（A→Dβ）={a1，a2.....}，那么M[A,ai]=RE(Dβ)/R，表示用Dβ的逆串替代栈顶符号后重读当前符号
• 对于A→aβ，那么M[A,a]=RE(β)/C，表示用β的逆串替代栈顶符号后读取下一位符号
• 对于A→ɛ，且select（A→ɛ）={a1，a2.....}，那么M[A,ai]=RE(ɛ)/R
• 对于所有的非终结符a且a不出现在任何规则的右部的首部，则M[a,a]=RE(ɛ)/C
• M[#,#]=succ

用LL（1）分析表分析输入串是否属于该文法

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语法分析——自底向上分析方法

从给定的符号串，逐步规约，直到文法的开始符号

自底向上分析方法又称为“移进-归约”分析法，这是因为，在自底向上分析过程中，普遍采用一个先进后出的分析栈，分析开始后，将输入符号自左而右逐个移进分析栈，边移入边分析，当栈顶符号串形成某个句型的句柄时，就进行一次归约，即用相应产生式的左部非终结符替换当前句柄。接着查看栈顶是否形成新的句柄：若栈顶是句柄，就再进行归约；若栈顶不是句柄，则继续移进后续输入符号……，重复上述过程，直到将整个输入符号串处理完毕，此时分析栈中若只有文法的开始符号，说明分析成功，也就确认输入符号串是文法的一个句子；否则，分析失败，表明输入符号串不是文法的一个句子，其中必定存在语法错误。

简单优先分析方法

判断文法中各个符号的简单优先关系（包括终结符和非终结符）构造简单优先关系矩阵

算符优先分析方法

判断文法终结符的优先关系，构造算符优先关系矩阵
构造算符优先关系矩阵：
1. 对G中每个非终结符A构造两个终结符号集合