⑴ 編譯原理中的詞法分析器的輸入與輸出是什麼
編譯原理中的詞法分析器的輸入是源程序,輸出是識別的記號流。
詞法分析器編制一個讀單詞的程序,從輸入的源程序中,識別出各個具有獨立意義的單詞,即基本保留字、標識符、常數、運算符和分隔符五大類。並依次輸出各個單詞的內部編碼及單詞符號自身值。(遇到錯誤時可顯示「Error」,然後跳過錯誤部分繼續顯示)。
(1)在編譯原理中單詞由什麼組成擴展閱讀
詞法分析器的作用:
1、與符號表進行交互,存儲和讀取符號表中的標識符的信息。
2、讀入源程序的輸入字元,將他們組成詞素,生成並輸出一個詞法單元序列,每個詞法單元序列對應一個於一個詞素。
3、過濾掉程序中的注釋和空白。
4、將編譯器生成的錯誤消息與源程序的位置聯系起。
⑵ 編譯原理中的詞法分析器的輸入與輸出是什麼
編譯原理中的詞法分析器的輸入是源程序,輸出是識別的記號流。
詞法分析器編制一個讀單詞的程序,從輸入的源程序中,識別出各個具有獨立意義的單詞,即基本保留字、標識符、常數、運算符和分隔符五大類。並依次輸出各個單詞的內部編碼及單詞符號自身值。(遇到錯誤時可顯示「Error」,然後跳過錯誤部分繼續顯示)。
(2)在編譯原理中單詞由什麼組成擴展閱讀
詞法分析器的作用:
1、與符號表進行交互,存儲和讀取符號表中的標識符的信息。
2、讀入源程序的輸入字元,將他們組成詞素,生成並輸出一個詞法單元序列,每個詞法單元序列對應一個於一個詞素。
3、過濾掉程序中的注釋和空白。
4、將編譯器生成的錯誤消息與源程序的位置聯系起。
⑶ 如何通俗易懂地解釋編譯原理中語法分析的過程
分成詞法分析,語法分析(LL演算法,遞歸下降演算法,LR演算法),語義分析,運行時環境,中間代碼,代碼生成,代碼優化這些部分。其實現在很多編譯原理的教材都是按照85,86出版的那本龍書來安排教學內容的,所以那本龍書的內容格式幾乎成了現在編譯原理教材的定式,包括國內的教材也是如此。一般來說,大學裡面的本科教學是不可能把上面的所有部分都認真講完的,而是比較偏重於前面幾個部分。像代碼優化那部分東西,就像個無底洞一樣,如果要認真講,就是單獨開一個學期的課也不可能講得清楚。所以,一般對於本科生,對詞法分析和語法分析掌握要求就相對要高一點了。
詞法分析相對來說比較簡單。可能是詞法分析程序本身實現起來很簡單吧,很多沒有學過編譯原理的人也同樣可以寫出各種各樣的詞法分析程序。不過編譯原理在講解詞法分析的時候,重點把正則表達式和自動機原理加了進來,然後以一種十分標準的方式來講解詞法分析程序的產生。這樣的做法道理很明顯,就是要讓詞法分析從程序上升到理論的地步。
語法分析部分就比較麻煩一點了。現在一般有兩種語法分析演算法,LL自頂向下演算法和LR自底向上演算法。LL演算法還好說,到了LR演算法的時候,困難就來了。很多自學編譯原理的都是遇到LR演算法的理解成問題後就放棄了自學。其實這些東西都是只要大家理解就可以了,又不是像詞法分析那樣非得自己寫出來才算真正的會。像LR演算法的語法分析器,一般都是用工具Yacc來生成,實踐中完全沒有比較自己來實現。對於LL演算法中特殊的遞歸下降演算法,因為其實踐十分簡單,那麼就應該要求每個學生都能自己寫。當然,現在也有不少好的LL演算法的語法分析器,不過要是換在非C平台,比如Java,Delphi,你不能運用YACC工具了,那麼你就只有自己來寫語法分析器。
⑷ 編譯原理問題:求解
E是文法開頭。ε代表終結符號(推理中代表終點或結果,程序語言中代表常量等)。E T 這些大寫字母一般代表非終結符號(這些代表中間過程,非結果。程序中代表函數等等)。開始是E。因為有個G(E)。E就是文法開始符號。推導就有E開始,它也是一個非終結符(代表函數、或者一個推導過程,類似於程序中的main(c++)、winmain(vc++)、dllmain(dll)等主函數)。
1算術表達式文法:這個文法是一個遞歸文法。計算機進行邏輯推導時會走很多彎路(類似於遍歷一顆樹的過程)。為了不讓計算機走彎路(提高效率的目的),可以變換為第二種文法。這種文法消除了遞歸(消除了歧義,類似於後綴表達式),使計算機可以一條直線走到底兒推導出結果。
我也很久沒看編譯原理了。 呵呵
⑸ 編譯原理
編譯原理是計算機專業的一門重要專業課,旨在介紹編譯程序構造的一般原理和基本方法。內容包括語言和文法、詞法分析、語法分析、語法制導翻譯、中間代碼生成、存儲管理、代碼優化和目標代碼生成。 編譯原理是計算機專業設置的一門重要的專業課程。編譯原理課程是計算機相關專業學生的必修課程和高等學校培養計算機專業人才的基礎及核心課程,同時也是計算機專業課程中最難及最挑戰學習能力的課程之一。編譯原理課程內容主要是原理性質,高度抽象[1]。
中文名
編譯原理[1]
外文名
Compilers: Principles, Techniques, and Tools[1]
領域
計算機專業的一門重要專業課[1]
快速
導航
編譯器
編譯原理課程
編譯技術的發展
編譯的基本流程
編譯過程概述
基本概念
編譯原理即是對高級程序語言進行翻譯的一門科學技術, 我們都知道計算機程序由程序語言編寫而成, 在早期計算機程序語言發展較為緩慢, 因為計算機存儲的數據和執行的程序都是由0、1代碼組合而成的, 那麼在早期程序員編寫計算機程序時必須十分了解計算機的底層指令代碼通過將這些微程序指令組合排列從而完成一個特定功能的程序, 這就對程序員的要求非常高了。人們一直在研究如何如何高效的開發計算機程序, 使編程的門檻降低。[2]
編譯器
C語言編譯器是一種現代化的設備, 其需要藉助計算機編譯程序, C語言編譯器的設計是一項專業性比較強的工作, 設計人員需要考慮計算機程序繁瑣的設計流程, 還要考慮計算機用戶的需求。計算機的種類在不斷增加, 所以, 在對C語言編譯器進行設計時, 一定要增加其適用性。C語言具有較強的處理能力, 其屬於結構化語言, 而且在計算機系統維護中應用比較多, C語言具有高效率的優點, 在其不同類型的計算機中應用比較多。[3]
C語言編譯器前端設計
編譯過程一般是在計算機系統中實現的, 是將源代碼轉化為計算機通用語言的過程。編譯器中包含入口點的地址、名稱以及機器代碼。編譯器是計算機程序中應用比較多的工具, 在對編譯器進行前端設計時, 一定要充分考慮影響因素, 還要對詞法、語法、語義進行分析。[3]
1 詞法分析[3]
詞法分析是編譯器前端設計的基礎階段, 在這一階段, 編譯器會根據設定的語法規則, 對源程序進行標記, 在標記的過程中, 每一處記號都代表著一類單詞, 在做記號的過程中, 主要有標識符、關鍵字、特殊符號等類型, 編譯器中包含詞法分析器、輸入源程序、輸出識別記號符, 利用這些功能可以將字型大小轉化為熟悉的單詞。[3]
2 語法分析[3]
語法分析是指利用設定的語法規則, 對記號中的結構進行標識, 這包括句子、短語等方式, 在標識的過程中, 可以形成特殊的結構語法樹。語法分析對編譯器功能的發揮有著重要影響, 在設計的過程中, 一定要保證標識的准確性。[3]
3 語義分析[3]
語義分析也需要藉助語法規則, 在對語法單元的靜態語義進行檢查時, 要保證語法規則設定的准確性。在對詞法或者語法進行轉化時, 一定要保證語法結構設置的合法性。在對語法、詞法進行檢查時, 語法結構設定不合理, 則會出現編譯錯誤的問題。前端設計對精確性要求比較好, 設計人員能夠要做好校對工作, 這會影響到編譯的准確性, 如果前端設計存在失誤, 則會影響C語言編譯的效果。[3]
⑹ 【編譯原理】第二章:語言和文法
上述文法 表示,該文法由終結符集合 ,非終結符集合 ,產生式集合 ,以及開始符號 構成。
而產生式 表示,一個表達式(Expression) ,可以由一個標識符(Identifier) 、或者兩個表達式由加號 或乘號 連接、或者另一個表達式用括弧包裹( )構成。
約定 :在不引起歧義的情況下,可以只寫產生式。如以上文法可以簡寫為:
產生式
可以簡寫為:
如上例中,
可以簡寫為:
給定文法 ,如果有 ,那麼可以將符號串 重寫 為 ,記作 ,這個過程稱為 推導 。
如上例中, 可以推導出 或 或 等等。
如果 ,
可以記作 ,則稱為 經過n步推導出 ,記作 。
推導的反過程稱為 歸約 。
如果 ,則稱 是 的一個 句型(sentential form )。
由文法 的開始符號 推導出的所有句子構成的集合稱為 文法G生成的語言 ,記作 。
即:
例
文法
表示什麼呢?
代表小寫字母;
代表數字;
表示若干個字母和數字構成的字元串;
說明 是一個字母、或者是字母開頭的字元串。
那麼這個文法表示的即是,以字母開頭的、非空的字元串,即標識符的構成方式。
並、連接、冪、克林閉包、正閉包。
如上例表示為:
中必須包含一個 非終結符 。
產生式一般形式:
即上式中只有當上下文滿足 與 時,才能進行從 到 的推導。
上下文有關文法不包含空產生式( )。
產生式的一般形式:
即產生式左邊都是非終結符。
右線性文法 :
左線性文法 :
以上都成為正則文法。
即產生式的右側只能有一個終結符,且所有終結符只能在同一側。
例:(右線性文法)
以上文法滿足右線性文法。
以上文法生成一個以字母開頭的字母數字串(標識符)。
以上文法等價於 上下文無關文法 :
正則文法能描述程序設計語言中的多數單詞。
正則文法能描述程序設計語言中的多數單詞,但不能表示句子構造,所以用到最多的是CFG。
根節點 表示文法開始符號S;
內部節點 表示對產生式 的應用;該節點的標號是產生式左部,子節點從左到右表示了產生式的右部;
葉節點 (又稱邊緣)既可以是非終結符也可以是終結符。
給定一個句型,其分析樹的每一棵子樹的邊緣稱為該句型的一個 短語 。
如果子樹高度為2,那麼這棵子樹的邊緣稱為該句型的一個 直接短語 。
直接短語一定是某產生式的右部,但反之不一定。
如果一個文法可以為某個句子生成 多棵分析樹 ,則稱這個文法是 二義性的 。
二義性原因:多個if只有一個else;
消岐規則:每個else只與最近的if匹配。
⑺ 編譯原理
C語言編譯過程詳解
C語言的編譯鏈接過程是要把我們編寫的一個C程序(源代碼)轉換成可以在硬體上運行的程序(可執行代碼),需要進行編譯和鏈接。編譯就是把文本形式源代碼翻譯為機器語言形式的目標文件的過程。鏈接是把目標文件、操作系統的啟動代碼和用到的庫文件進行組織形成最終生成可執行代碼的過程。過程圖解如下:
從圖上可以看到,整個代碼的編譯過程分為編譯和鏈接兩個過程,編譯對應圖中的大括弧括起的部分,其餘則為鏈接過程。
一、編譯過程
編譯過程又可以分成兩個階段:編譯和匯編。
1、編譯
編譯是讀取源程序(字元流),對之進行詞法和語法的分析,將高級語言指令轉換為功能等效的匯編代碼,源文件的編譯過程包含兩個主要階段:
第一個階段是預處理階段,在正式的編譯階段之前進行。預處理階段將根據已放置在文件中的預處理指令來修改源文件的內容。如#include指令就是一個預處理指令,它把頭文件的內容添加到.cpp文件中。這個在編譯之前修改源文件的方式提供了很大的靈活性,以適應不同的計算機和操作系統環境的限制。一個環境需要的代碼跟另一個環境所需的代碼可能有所不同,因為可用的硬體或操作系統是不同的。在許多情況下,可以把用於不同環境的代碼放在同一個文件中,再在預處理階段修改代碼,使之適應當前的環境。
主要是以下幾方面的處理:
(1)宏定義指令,如 #define a b。
對於這種偽指令,預編譯所要做的是將程序中的所有a用b替換,但作為字元串常量的 a則不被替換。還有 #undef,則將取消對某個宏的定義,使以後該串的出現不再被替換。
(2)條件編譯指令,如#ifdef,#ifndef,#else,#elif,#endif等。
這些偽指令的引入使得程序員可以通過定義不同的宏來決定編譯程序對哪些代碼進行處理。預編譯程序將根據有關的文件,將那些不必要的代碼過濾掉
(3) 頭文件包含指令,如#include "FileName"或者#include <FileName>等。
在頭文件中一般用偽指令#define定義了大量的宏(最常見的是字元常量),同時包含有各種外部符號的聲明。採用頭文件的目的主要是為了使某些定義可以供多個不同的C源程序使用。因為在需要用到這些定義的C源程序中,只需加上一條#include語句即可,而不必再在此文件中將這些定義重復一遍。預編譯程序將把頭文件中的定義統統都加入到它所產生的輸出文件中,以供編譯程序對之進行處理。包含到C源程序中的頭文件可以是系統提供的,這些頭文件一般被放在/usr/include目錄下。在程序中#include它們要使用尖括弧(<>)。另外開發人員也可以定義自己的頭文件,這些文件一般與C源程序放在同一目錄下,此時在#include中要用雙引號("")。
(4)特殊符號,預編譯程序可以識別一些特殊的符號。
例如在源程序中出現的LINE標識將被解釋為當前行號(十進制數),FILE則被解釋為當前被編譯的C源程序的名稱。預編譯程序對於在源程序中出現的這些串將用合適的值進行替換。
預編譯程序所完成的基本上是對源程序的「替代」工作。經過此種替代,生成一個沒有宏定義、沒有條件編譯指令、沒有特殊符號的輸出文件。這個文件的含義同沒有經過預處理的源文件是相同的,但內容有所不同。下一步,此輸出文件將作為編譯程序的輸出而被翻譯成為機器指令。
第二個階段編譯、優化階段。經過預編譯得到的輸出文件中,只有常量;如數字、字元串、變數的定義,以及C語言的關鍵字,如main,if,else,for,while,{,}, +,-,*,\等等。
編譯程序所要作得工作就是通過詞法分析和語法分析,在確認所有的指令都符合語法規則之後,將其翻譯成等價的中間代碼表示或匯編代碼。
優化處理是編譯系統中一項比較艱深的技術。它涉及到的問題不僅同編譯技術本身有關,而且同機器的硬體環境也有很大的關系。優化一部分是對中間代碼的優化。這種優化不依賴於具體的計算機。另一種優化則主要針對目標代碼的生成而進行的。
對於前一種優化,主要的工作是刪除公共表達式、循環優化(代碼外提、強度削弱、變換循環控制條件、已知量的合並等)、復寫傳播,以及無用賦值的刪除,等等。
後一種類型的優化同機器的硬體結構密切相關,最主要的是考慮是如何充分利用機器的各個硬體寄存器存放的有關變數的值,以減少對於內存的訪問次數。另外,如何根據機器硬體執行指令的特點(如流水線、RISC、CISC、VLIW等)而對指令進行一些調整使目標代碼比較短,執行的效率比較高,也是一個重要的研究課題。
2、匯編
匯編實際上指把匯編語言代碼翻譯成目標機器指令的過程。對於被翻譯系統處理的每一個C語言源程序,都將最終經過這一處理而得到相應的目標文件。目標文件中所存放的也就是與源程序等效的目標的機器語言代碼。目標文件由段組成。通常一個目標文件中至少有兩個段:
代碼段:該段中所包含的主要是程序的指令。該段一般是可讀和可執行的,但一般卻不可寫。
數據段:主要存放程序中要用到的各種全局變數或靜態的數據。一般數據段都是可讀,可寫,可執行的。
UNIX環境下主要有三種類型的目標文件:
(1)可重定位文件
其中包含有適合於其它目標文件鏈接來創建一個可執行的或者共享的目標文件的代碼和數據。
(2)共享的目標文件
這種文件存放了適合於在兩種上下文里鏈接的代碼和數據。
第一種是鏈接程序可把它與其它可重定位文件及共享的目標文件一起處理來創建另一個 目標文件;
第二種是動態鏈接程序將它與另一個可執行文件及其它的共享目標文件結合到一起,創建一個進程映象。
(3)可執行文件
它包含了一個可以被操作系統創建一個進程來執行之的文件。匯編程序生成的實際上是第一種類型的目標文件。對於後兩種還需要其他的一些處理方能得到,這個就是鏈接程序的工作了。
二、鏈接過程
由匯編程序生成的目標文件並不能立即就被執行,其中可能還有許多沒有解決的問題。
例如,某個源文件中的函數可能引用了另一個源文件中定義的某個符號(如變數或者函數調用等);在程序中可能調用了某個庫文件中的函數,等等。所有的這些問題,都需要經鏈接程序的處理方能得以解決。
鏈接程序的主要工作就是將有關的目標文件彼此相連接,也即將在一個文件中引用的符號同該符號在另外一個文件中的定義連接起來,使得所有的這些目標文件成為一個能夠被操作系統裝入執行的統一整體。
根據開發人員指定的同庫函數的鏈接方式的不同,鏈接處理可分為兩種:
(1)靜態鏈接
在這種鏈接方式下,函數的代碼將從其所在地靜態鏈接庫中被拷貝到最終的可執行程序中。這樣該程序在被執行時這些代碼將被裝入到該進程的虛擬地址空間中。靜態鏈接庫實際上是一個目標文件的集合,其中的每個文件含有庫中的一個或者一組相關函數的代碼。
(2) 動態鏈接
在此種方式下,函數的代碼被放到稱作是動態鏈接庫或共享對象的某個目標文件中。鏈接程序此時所作的只是在最終的可執行程序中記錄下共享對象的名字以及其它少量的登記信息。在此可執行文件被執行時,動態鏈接庫的全部內容將被映射到運行時相應進程的虛地址空間。動態鏈接程序將根據可執行程序中記錄的信息找到相應的函數代碼。
對於可執行文件中的函數調用,可分別採用動態鏈接或靜態鏈接的方法。使用動態鏈接能夠使最終的可執行文件比較短小,並且當共享對象被多個進程使用時能節約一些內存,因為在內存中只需要保存一份此共享對象的代碼。但並不是使用動態鏈接就一定比使用靜態鏈接要優越。在某些情況下動態鏈接可能帶來一些性能上損害。
我們在linux使用的gcc編譯器便是把以上的幾個過程進行捆綁,使用戶只使用一次命令就把編譯工作完成,這的確方便了編譯工作,但對於初學者了解編譯過程就很不利了,下圖便是gcc代理的編譯過程:
從上圖可以看到:
預編譯
將.c 文件轉化成 .i文件
使用的gcc命令是:gcc –E
對應於預處理命令cpp
編譯
將.c/.h文件轉換成.s文件
使用的gcc命令是:gcc –S
對應於編譯命令 cc –S
匯編
將.s 文件轉化成 .o文件
使用的gcc 命令是:gcc –c
對應於匯編命令是 as
鏈接
將.o文件轉化成可執行程序
使用的gcc 命令是: gcc
對應於鏈接命令是 ld
總結起來編譯過程就上面的四個過程:預編譯、編譯、匯編、鏈接。了解這四個過程中所做的工作,對我們理解頭文件、庫等的工作過程是有幫助的,而且清楚的了解編譯鏈接過程還對我們在編程時定位錯誤,以及編程時盡量調動編譯器的檢測錯誤會有很大的幫助的。
是否可以解決您的問題?
⑻ 編譯器有哪幾部分構成.編譯原理
1. 詞法分析
詞法分析器根據詞法規則識別出源程序
中的各個記號(token),每個記號代表一類單詞(lexeme)。源程序中常見的記號可以歸為幾大類:關鍵字、標識符、字面量和特殊符號。詞法分析器
的輸入是源程序,輸出是識別的記號流。詞法分析器的任務是把源文件的字元流轉換成記號流。本質上它查看連續的字元然後把它們識別為「單詞」。
2. 語法分析
語法分析器根據語法規則識別出記號流中的結構(短語、句子),並構造一棵能夠正確反映該結構的語法樹。
3. 語義分析
語義分析器根據語義規則對語法樹中的語法單元進行靜態語義檢查,如果類型檢查和轉換等,其目的在於保證語法正確的結構在語義上也是合法的。
4. 中間代碼生成
中間代碼生成器根據語義分析器的輸出生成中間代碼。中間代碼可以有若干種形式,它們的共同特徵是與具體機器無關。最常用的一種中間代碼是三地址碼,它的一種實現方式是四元式。三地址碼的優點是便於閱讀、便於優化。