⑴ 编译原理中的词法分析器的输入与输出是什么
编译原理中的词法分析器的输入是源程序,输出是识别的记号流。
词法分析器编制一个读单词的程序,从输入的源程序中,识别出各个具有独立意义的单词,即基本保留字、标识符、常数、运算符和分隔符五大类。并依次输出各个单词的内部编码及单词符号自身值。(遇到错误时可显示“Error”,然后跳过错误部分继续显示)。
(1)在编译原理中单词由什么组成扩展阅读
词法分析器的作用:
1、与符号表进行交互,存储和读取符号表中的标识符的信息。
2、读入源程序的输入字符,将他们组成词素,生成并输出一个词法单元序列,每个词法单元序列对应一个于一个词素。
3、过滤掉程序中的注释和空白。
4、将编译器生成的错误消息与源程序的位置联系起。
⑵ 编译原理中的词法分析器的输入与输出是什么
编译原理中的词法分析器的输入是源程序,输出是识别的记号流。
词法分析器编制一个读单词的程序,从输入的源程序中,识别出各个具有独立意义的单词,即基本保留字、标识符、常数、运算符和分隔符五大类。并依次输出各个单词的内部编码及单词符号自身值。(遇到错误时可显示“Error”,然后跳过错误部分继续显示)。
(2)在编译原理中单词由什么组成扩展阅读
词法分析器的作用:
1、与符号表进行交互,存储和读取符号表中的标识符的信息。
2、读入源程序的输入字符,将他们组成词素,生成并输出一个词法单元序列,每个词法单元序列对应一个于一个词素。
3、过滤掉程序中的注释和空白。
4、将编译器生成的错误消息与源程序的位置联系起。
⑶ 如何通俗易懂地解释编译原理中语法分析的过程
分成词法分析,语法分析(LL算法,递归下降算法,LR算法),语义分析,运行时环境,中间代码,代码生成,代码优化这些部分。其实现在很多编译原理的教材都是按照85,86出版的那本龙书来安排教学内容的,所以那本龙书的内容格式几乎成了现在编译原理教材的定式,包括国内的教材也是如此。一般来说,大学里面的本科教学是不可能把上面的所有部分都认真讲完的,而是比较偏重于前面几个部分。像代码优化那部分东西,就像个无底洞一样,如果要认真讲,就是单独开一个学期的课也不可能讲得清楚。所以,一般对于本科生,对词法分析和语法分析掌握要求就相对要高一点了。
词法分析相对来说比较简单。可能是词法分析程序本身实现起来很简单吧,很多没有学过编译原理的人也同样可以写出各种各样的词法分析程序。不过编译原理在讲解词法分析的时候,重点把正则表达式和自动机原理加了进来,然后以一种十分标准的方式来讲解词法分析程序的产生。这样的做法道理很明显,就是要让词法分析从程序上升到理论的地步。
语法分析部分就比较麻烦一点了。现在一般有两种语法分析算法,LL自顶向下算法和LR自底向上算法。LL算法还好说,到了LR算法的时候,困难就来了。很多自学编译原理的都是遇到LR算法的理解成问题后就放弃了自学。其实这些东西都是只要大家理解就可以了,又不是像词法分析那样非得自己写出来才算真正的会。像LR算法的语法分析器,一般都是用工具Yacc来生成,实践中完全没有比较自己来实现。对于LL算法中特殊的递归下降算法,因为其实践十分简单,那么就应该要求每个学生都能自己写。当然,现在也有不少好的LL算法的语法分析器,不过要是换在非C平台,比如Java,Delphi,你不能运用YACC工具了,那么你就只有自己来写语法分析器。
⑷ 编译原理问题:求解
E是文法开头。ε代表终结符号(推理中代表终点或结果,程序语言中代表常量等)。E T 这些大写字母一般代表非终结符号(这些代表中间过程,非结果。程序中代表函数等等)。开始是E。因为有个G(E)。E就是文法开始符号。推导就有E开始,它也是一个非终结符(代表函数、或者一个推导过程,类似于程序中的main(c++)、winmain(vc++)、dllmain(dll)等主函数)。
1算术表达式文法:这个文法是一个递归文法。计算机进行逻辑推导时会走很多弯路(类似于遍历一颗树的过程)。为了不让计算机走弯路(提高效率的目的),可以变换为第二种文法。这种文法消除了递归(消除了歧义,类似于后缀表达式),使计算机可以一条直线走到底儿推导出结果。
我也很久没看编译原理了。 呵呵
⑸ 编译原理
编译原理是计算机专业的一门重要专业课,旨在介绍编译程序构造的一般原理和基本方法。内容包括语言和文法、词法分析、语法分析、语法制导翻译、中间代码生成、存储管理、代码优化和目标代码生成。 编译原理是计算机专业设置的一门重要的专业课程。编译原理课程是计算机相关专业学生的必修课程和高等学校培养计算机专业人才的基础及核心课程,同时也是计算机专业课程中最难及最挑战学习能力的课程之一。编译原理课程内容主要是原理性质,高度抽象[1]。
中文名
编译原理[1]
外文名
Compilers: Principles, Techniques, and Tools[1]
领域
计算机专业的一门重要专业课[1]
快速
导航
编译器
编译原理课程
编译技术的发展
编译的基本流程
编译过程概述
基本概念
编译原理即是对高级程序语言进行翻译的一门科学技术, 我们都知道计算机程序由程序语言编写而成, 在早期计算机程序语言发展较为缓慢, 因为计算机存储的数据和执行的程序都是由0、1代码组合而成的, 那么在早期程序员编写计算机程序时必须十分了解计算机的底层指令代码通过将这些微程序指令组合排列从而完成一个特定功能的程序, 这就对程序员的要求非常高了。人们一直在研究如何如何高效的开发计算机程序, 使编程的门槛降低。[2]
编译器
C语言编译器是一种现代化的设备, 其需要借助计算机编译程序, C语言编译器的设计是一项专业性比较强的工作, 设计人员需要考虑计算机程序繁琐的设计流程, 还要考虑计算机用户的需求。计算机的种类在不断增加, 所以, 在对C语言编译器进行设计时, 一定要增加其适用性。C语言具有较强的处理能力, 其属于结构化语言, 而且在计算机系统维护中应用比较多, C语言具有高效率的优点, 在其不同类型的计算机中应用比较多。[3]
C语言编译器前端设计
编译过程一般是在计算机系统中实现的, 是将源代码转化为计算机通用语言的过程。编译器中包含入口点的地址、名称以及机器代码。编译器是计算机程序中应用比较多的工具, 在对编译器进行前端设计时, 一定要充分考虑影响因素, 还要对词法、语法、语义进行分析。[3]
1 词法分析[3]
词法分析是编译器前端设计的基础阶段, 在这一阶段, 编译器会根据设定的语法规则, 对源程序进行标记, 在标记的过程中, 每一处记号都代表着一类单词, 在做记号的过程中, 主要有标识符、关键字、特殊符号等类型, 编译器中包含词法分析器、输入源程序、输出识别记号符, 利用这些功能可以将字号转化为熟悉的单词。[3]
2 语法分析[3]
语法分析是指利用设定的语法规则, 对记号中的结构进行标识, 这包括句子、短语等方式, 在标识的过程中, 可以形成特殊的结构语法树。语法分析对编译器功能的发挥有着重要影响, 在设计的过程中, 一定要保证标识的准确性。[3]
3 语义分析[3]
语义分析也需要借助语法规则, 在对语法单元的静态语义进行检查时, 要保证语法规则设定的准确性。在对词法或者语法进行转化时, 一定要保证语法结构设置的合法性。在对语法、词法进行检查时, 语法结构设定不合理, 则会出现编译错误的问题。前端设计对精确性要求比较好, 设计人员能够要做好校对工作, 这会影响到编译的准确性, 如果前端设计存在失误, 则会影响C语言编译的效果。[3]
⑹ 【编译原理】第二章:语言和文法
上述文法 表示,该文法由终结符集合 ,非终结符集合 ,产生式集合 ,以及开始符号 构成。
而产生式 表示,一个表达式(Expression) ,可以由一个标识符(Identifier) 、或者两个表达式由加号 或乘号 连接、或者另一个表达式用括号包裹( )构成。
约定 :在不引起歧义的情况下,可以只写产生式。如以上文法可以简写为:
产生式
可以简写为:
如上例中,
可以简写为:
给定文法 ,如果有 ,那么可以将符号串 重写 为 ,记作 ,这个过程称为 推导 。
如上例中, 可以推导出 或 或 等等。
如果 ,
可以记作 ,则称为 经过n步推导出 ,记作 。
推导的反过程称为 归约 。
如果 ,则称 是 的一个 句型(sentential form )。
由文法 的开始符号 推导出的所有句子构成的集合称为 文法G生成的语言 ,记作 。
即:
例
文法
表示什么呢?
代表小写字母;
代表数字;
表示若干个字母和数字构成的字符串;
说明 是一个字母、或者是字母开头的字符串。
那么这个文法表示的即是,以字母开头的、非空的字符串,即标识符的构成方式。
并、连接、幂、克林闭包、正闭包。
如上例表示为:
中必须包含一个 非终结符 。
产生式一般形式:
即上式中只有当上下文满足 与 时,才能进行从 到 的推导。
上下文有关文法不包含空产生式( )。
产生式的一般形式:
即产生式左边都是非终结符。
右线性文法 :
左线性文法 :
以上都成为正则文法。
即产生式的右侧只能有一个终结符,且所有终结符只能在同一侧。
例:(右线性文法)
以上文法满足右线性文法。
以上文法生成一个以字母开头的字母数字串(标识符)。
以上文法等价于 上下文无关文法 :
正则文法能描述程序设计语言中的多数单词。
正则文法能描述程序设计语言中的多数单词,但不能表示句子构造,所以用到最多的是CFG。
根节点 表示文法开始符号S;
内部节点 表示对产生式 的应用;该节点的标号是产生式左部,子节点从左到右表示了产生式的右部;
叶节点 (又称边缘)既可以是非终结符也可以是终结符。
给定一个句型,其分析树的每一棵子树的边缘称为该句型的一个 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一个 直接短语 。
直接短语一定是某产生式的右部,但反之不一定。
如果一个文法可以为某个句子生成 多棵分析树 ,则称这个文法是 二义性的 。
二义性原因:多个if只有一个else;
消岐规则:每个else只与最近的if匹配。
⑺ 编译原理
C语言编译过程详解
C语言的编译链接过程是要把我们编写的一个C程序(源代码)转换成可以在硬件上运行的程序(可执行代码),需要进行编译和链接。编译就是把文本形式源代码翻译为机器语言形式的目标文件的过程。链接是把目标文件、操作系统的启动代码和用到的库文件进行组织形成最终生成可执行代码的过程。过程图解如下:
从图上可以看到,整个代码的编译过程分为编译和链接两个过程,编译对应图中的大括号括起的部分,其余则为链接过程。
一、编译过程
编译过程又可以分成两个阶段:编译和汇编。
1、编译
编译是读取源程序(字符流),对之进行词法和语法的分析,将高级语言指令转换为功能等效的汇编代码,源文件的编译过程包含两个主要阶段:
第一个阶段是预处理阶段,在正式的编译阶段之前进行。预处理阶段将根据已放置在文件中的预处理指令来修改源文件的内容。如#include指令就是一个预处理指令,它把头文件的内容添加到.cpp文件中。这个在编译之前修改源文件的方式提供了很大的灵活性,以适应不同的计算机和操作系统环境的限制。一个环境需要的代码跟另一个环境所需的代码可能有所不同,因为可用的硬件或操作系统是不同的。在许多情况下,可以把用于不同环境的代码放在同一个文件中,再在预处理阶段修改代码,使之适应当前的环境。
主要是以下几方面的处理:
(1)宏定义指令,如 #define a b。
对于这种伪指令,预编译所要做的是将程序中的所有a用b替换,但作为字符串常量的 a则不被替换。还有 #undef,则将取消对某个宏的定义,使以后该串的出现不再被替换。
(2)条件编译指令,如#ifdef,#ifndef,#else,#elif,#endif等。
这些伪指令的引入使得程序员可以通过定义不同的宏来决定编译程序对哪些代码进行处理。预编译程序将根据有关的文件,将那些不必要的代码过滤掉
(3) 头文件包含指令,如#include "FileName"或者#include <FileName>等。
在头文件中一般用伪指令#define定义了大量的宏(最常见的是字符常量),同时包含有各种外部符号的声明。采用头文件的目的主要是为了使某些定义可以供多个不同的C源程序使用。因为在需要用到这些定义的C源程序中,只需加上一条#include语句即可,而不必再在此文件中将这些定义重复一遍。预编译程序将把头文件中的定义统统都加入到它所产生的输出文件中,以供编译程序对之进行处理。包含到C源程序中的头文件可以是系统提供的,这些头文件一般被放在/usr/include目录下。在程序中#include它们要使用尖括号(<>)。另外开发人员也可以定义自己的头文件,这些文件一般与C源程序放在同一目录下,此时在#include中要用双引号("")。
(4)特殊符号,预编译程序可以识别一些特殊的符号。
例如在源程序中出现的LINE标识将被解释为当前行号(十进制数),FILE则被解释为当前被编译的C源程序的名称。预编译程序对于在源程序中出现的这些串将用合适的值进行替换。
预编译程序所完成的基本上是对源程序的“替代”工作。经过此种替代,生成一个没有宏定义、没有条件编译指令、没有特殊符号的输出文件。这个文件的含义同没有经过预处理的源文件是相同的,但内容有所不同。下一步,此输出文件将作为编译程序的输出而被翻译成为机器指令。
第二个阶段编译、优化阶段。经过预编译得到的输出文件中,只有常量;如数字、字符串、变量的定义,以及C语言的关键字,如main,if,else,for,while,{,}, +,-,*,\等等。
编译程序所要作得工作就是通过词法分析和语法分析,在确认所有的指令都符合语法规则之后,将其翻译成等价的中间代码表示或汇编代码。
优化处理是编译系统中一项比较艰深的技术。它涉及到的问题不仅同编译技术本身有关,而且同机器的硬件环境也有很大的关系。优化一部分是对中间代码的优化。这种优化不依赖于具体的计算机。另一种优化则主要针对目标代码的生成而进行的。
对于前一种优化,主要的工作是删除公共表达式、循环优化(代码外提、强度削弱、变换循环控制条件、已知量的合并等)、复写传播,以及无用赋值的删除,等等。
后一种类型的优化同机器的硬件结构密切相关,最主要的是考虑是如何充分利用机器的各个硬件寄存器存放的有关变量的值,以减少对于内存的访问次数。另外,如何根据机器硬件执行指令的特点(如流水线、RISC、CISC、VLIW等)而对指令进行一些调整使目标代码比较短,执行的效率比较高,也是一个重要的研究课题。
2、汇编
汇编实际上指把汇编语言代码翻译成目标机器指令的过程。对于被翻译系统处理的每一个C语言源程序,都将最终经过这一处理而得到相应的目标文件。目标文件中所存放的也就是与源程序等效的目标的机器语言代码。目标文件由段组成。通常一个目标文件中至少有两个段:
代码段:该段中所包含的主要是程序的指令。该段一般是可读和可执行的,但一般却不可写。
数据段:主要存放程序中要用到的各种全局变量或静态的数据。一般数据段都是可读,可写,可执行的。
UNIX环境下主要有三种类型的目标文件:
(1)可重定位文件
其中包含有适合于其它目标文件链接来创建一个可执行的或者共享的目标文件的代码和数据。
(2)共享的目标文件
这种文件存放了适合于在两种上下文里链接的代码和数据。
第一种是链接程序可把它与其它可重定位文件及共享的目标文件一起处理来创建另一个 目标文件;
第二种是动态链接程序将它与另一个可执行文件及其它的共享目标文件结合到一起,创建一个进程映象。
(3)可执行文件
它包含了一个可以被操作系统创建一个进程来执行之的文件。汇编程序生成的实际上是第一种类型的目标文件。对于后两种还需要其他的一些处理方能得到,这个就是链接程序的工作了。
二、链接过程
由汇编程序生成的目标文件并不能立即就被执行,其中可能还有许多没有解决的问题。
例如,某个源文件中的函数可能引用了另一个源文件中定义的某个符号(如变量或者函数调用等);在程序中可能调用了某个库文件中的函数,等等。所有的这些问题,都需要经链接程序的处理方能得以解决。
链接程序的主要工作就是将有关的目标文件彼此相连接,也即将在一个文件中引用的符号同该符号在另外一个文件中的定义连接起来,使得所有的这些目标文件成为一个能够被操作系统装入执行的统一整体。
根据开发人员指定的同库函数的链接方式的不同,链接处理可分为两种:
(1)静态链接
在这种链接方式下,函数的代码将从其所在地静态链接库中被拷贝到最终的可执行程序中。这样该程序在被执行时这些代码将被装入到该进程的虚拟地址空间中。静态链接库实际上是一个目标文件的集合,其中的每个文件含有库中的一个或者一组相关函数的代码。
(2) 动态链接
在此种方式下,函数的代码被放到称作是动态链接库或共享对象的某个目标文件中。链接程序此时所作的只是在最终的可执行程序中记录下共享对象的名字以及其它少量的登记信息。在此可执行文件被执行时,动态链接库的全部内容将被映射到运行时相应进程的虚地址空间。动态链接程序将根据可执行程序中记录的信息找到相应的函数代码。
对于可执行文件中的函数调用,可分别采用动态链接或静态链接的方法。使用动态链接能够使最终的可执行文件比较短小,并且当共享对象被多个进程使用时能节约一些内存,因为在内存中只需要保存一份此共享对象的代码。但并不是使用动态链接就一定比使用静态链接要优越。在某些情况下动态链接可能带来一些性能上损害。
我们在linux使用的gcc编译器便是把以上的几个过程进行捆绑,使用户只使用一次命令就把编译工作完成,这的确方便了编译工作,但对于初学者了解编译过程就很不利了,下图便是gcc代理的编译过程:
从上图可以看到:
预编译
将.c 文件转化成 .i文件
使用的gcc命令是:gcc –E
对应于预处理命令cpp
编译
将.c/.h文件转换成.s文件
使用的gcc命令是:gcc –S
对应于编译命令 cc –S
汇编
将.s 文件转化成 .o文件
使用的gcc 命令是:gcc –c
对应于汇编命令是 as
链接
将.o文件转化成可执行程序
使用的gcc 命令是: gcc
对应于链接命令是 ld
总结起来编译过程就上面的四个过程:预编译、编译、汇编、链接。了解这四个过程中所做的工作,对我们理解头文件、库等的工作过程是有帮助的,而且清楚的了解编译链接过程还对我们在编程时定位错误,以及编程时尽量调动编译器的检测错误会有很大的帮助的。
是否可以解决您的问题?
⑻ 编译器有哪几部分构成.编译原理
1. 词法分析
词法分析器根据词法规则识别出源程序
中的各个记号(token),每个记号代表一类单词(lexeme)。源程序中常见的记号可以归为几大类:关键字、标识符、字面量和特殊符号。词法分析器
的输入是源程序,输出是识别的记号流。词法分析器的任务是把源文件的字符流转换成记号流。本质上它查看连续的字符然后把它们识别为“单词”。
2. 语法分析
语法分析器根据语法规则识别出记号流中的结构(短语、句子),并构造一棵能够正确反映该结构的语法树。
3. 语义分析
语义分析器根据语义规则对语法树中的语法单元进行静态语义检查,如果类型检查和转换等,其目的在于保证语法正确的结构在语义上也是合法的。
4. 中间代码生成
中间代码生成器根据语义分析器的输出生成中间代码。中间代码可以有若干种形式,它们的共同特征是与具体机器无关。最常用的一种中间代码是三地址码,它的一种实现方式是四元式。三地址码的优点是便于阅读、便于优化。