编译程序和解释程序
编译程序和解释程序
程序设计语言处理系统是系统软件中的一大类，它随被处理的语言及其处理方法和处理过程的不同而不同。任何一个语言处理系统通常都包括一个编译程序，它把一种语言的程序翻译成等价的另一种语言的程序。被翻译的语言和程序分别称为源语言和源程序，而翻译生成的语言和程序分别称为目标语言和目标程序，按照不同的翻译处理方法，翻译程序可分为以下三类：
⑴从汇编语言到及其语言的翻译程序，称为汇编程序。
⑵按源程序中语句的执行顺序，逐条翻译并立即执行相关功能的处理程序、称为解释程序。
⑶从高级语言到汇编语言（或机器语言）的翻译程序，称为编译语言。
除了翻译程序外，语言处理系统通常还包括连接程序（将多个分别编译或汇编过的目标程序和库文件进行组合）和装入程序（将目标程序装入内存并启动执行）等。
由于汇编语言的指令与机器语言指令大体上保持一一对应关系，因而汇编程序较为简单，一下只对解释程序和编译程序做简单说明。
1、解释程序
解释程序对源程序进行翻译的方法相当于两种自然语言间的口译。解释程序对源程序的语句从头到尾逐句扫描、逐句翻译、并且翻译一句执行一句，因而这种翻译方式并不形成机器语言形式的目标程序。
解释程序的优点是实现算法简单，且易于在解释过程中灵活方便地插入所需要的修改和测试措施；其缺点是运行效率低。例如，对于源程序中需要多次重复执行的语句，解释程序将要反复的取出、翻译和执行它们。根据这些特点，解释程序通常适合于以交互方式工作的、或在测试状态下运行的、或运行时间与解释时间差不多的程序。
2、编译程序
编译程序对源程序进行解释的方法相当于笔译。在编译程序的执行过程中，要对源程序扫描一遍或几遍，最终形成一个可在具体计算机上执行的目标程序。编译程序的实现算法较为复杂，但通过编译程序的处理可以产生高效运行的目标程序，并把它保存在磁盘上，以备多次执行。因此，编译程序更适合于翻译那些规模大、结构复杂、运行时间长的大的应用程序。
编译原理作业参考答案
第1章引言 1、解释下列各词 源语言:编写源程序的语言（基本符号，关键字），各种程序设计语言都可以作为源语言。 源程序: 用接近自然语言（数学语言）的源语言（基本符号，关键字）编写的程序，它是翻译程序处理的对象。 目标程序: 目标程序是源程序经过翻译程序加工最后得到的程序。目标程序 （结果程序）一般可由计算机直接执行。 低级语言：机器语言和汇编语言。 高级语言：是人们根据描述实际问题的需要而设计的一个记号系统。如同自然语言（接近数学语言和工程语言）一样，语言的基本单位是语句，由符号组和一组用来组织它们成为有确定意义的组合规则。 翻译程序: 能够把某一种语言程序（源语言程序）改变成另一种语言程序（目标语言程序），后者与前者在逻辑上是等价的。其中包括：编译程序，解释程序，汇编程序。 编译程序: 把输入的源程序翻译成等价的目标程序（汇编语言或机器语言）， 然后再执行目标程序（先编译后执行），执行翻译工作的程序称为编译程序。 解释程序: 以该语言写的源程序作为输入，但不产生目标程序。按源程序中语句动态顺序逐句的边解释边执行的过程，完成翻译工作的程序称为解释程序。 2、什么叫“遍”？ 指对源程序或源程序的中间形式（如单词，中间代码）从头到尾扫描一次，并作相应的加工处理，称为一遍。 3、简述编译程序的基本过程的任务。 编译程序的工作是指从输入源程序开始到输出目标程序为止的整个过程，整个过程可以划分5个阶段。 词法分析：输入源程序，进行词法分析，输出单词符号。 语法分析：在词法分析的基础上，根据语言的语法规则把单词符号串分解成各类语法单位，并判断输入串是否构成语法正确的“程序”。 中间代码生成：按照语义规则把语法分析器归约（或推导）出的语法单位翻译成一定形式的中间代码。 优化：对中间代码进行优化处理。 目标代码生成：把中间代码翻译成目标语言程序。 4、编译程序与解释程序的区别？ 编译程序生成目标程序后，再执行目标程序；然而解释程序不生成目标程序，边解释边执行。 5、有人认为编译程序的五个组成部分缺一不可，这种看法正确吗？ 编译程序的5个阶段中，词法分析，语法分析，语义分析和代码生成生成是必须完成的。而中间代码生成和代码优化并不是必不可少的。优化的目的是为了提高目标程序的质量，没有这一部分工作，仍然能够得到目标代码。 6、编译程序的分类 目前基本分为：诊断编译程序，优化编译程序，交叉编译程序，可变目标编译程序。
编译程序和解释程序
编译程序和解释程序 程序设计语言处理系统是系统软件中的一大类，它随被处理的语言及其处理方法和处理过程的不同而不同。任何一个语言处理系统通常都包括一个编译程序，它把一种语言的程序翻译成等价的另一种语言的程序。被翻译的语言和程序分别称为源语言和源程序，而翻译生成的语言和程序分别称为目标语言和目标程序，按照不同的翻译处理方法，翻译程序可分为以下三类： ⑴从汇编语言到及其语言的翻译程序，称为汇编程序。 ⑵按源程序中语句的执行顺序，逐条翻译并立即执行相关功能的处理程序、称为解释程序。 ⑶从高级语言到汇编语言（或机器语言）的翻译程序，称为编译语言。 除了翻译程序外，语言处理系统通常还包括连接程序（将多个分别编译或汇编过的目标程序和库文件进行组合）和装入程序（将目标程序装入内存并启动执行）等。 由于汇编语言的指令与机器语言指令大体上保持一一对应关系，因而汇编程序较为简单，一下只对解释程序和编译程序做简单说明。 1、解释程序 解释程序对源程序进行翻译的方法相当于两种自然语言间的口译。解释程序对源程序的语句从头到尾逐句扫描、逐句翻译、并且翻译一句执行一句，因而这种翻译方式并不形成机器语言形式的目标程序。 解释程序的优点是实现算法简单，且易于在解释过程中灵活方便地插入所需要的修改和测试措施；其缺点是运行效率低。例如，对于源程序中需要多次重复执行的语句，解释程序将要反复的取出、翻译和执行它们。根据这些特点，解释程序通常适合于以交互方式工作的、或在测试状态下运行的、或运行时间与解释时间差不多的程序。 2、编译程序 编译程序对源程序进行解释的方法相当于笔译。在编译程序的执行过程中，要对源程序扫描一遍或几遍，最终形成一个可在具体计算机上执行的目标程序。编译程序的实现算法较为复杂，但通过编译程序的处理可以产生高效运行的目标程序，并把它保存在磁盘上，以备多次执行。因此，编译程序更适合于翻译那些规模大、结构复杂、运行时间长的大的应用程序。
编译原理概念_名词解释
编译过程的六个阶段：词法分析，语法分析，语义分析，中间代码生成，代码优化，目标代码生成 解释程序：把某种语言的源程序转换成等价的另一种语言程序——目标语言程序，然后再执行目标程序。 解释方式是接受某高级语言的一个语句输入，进行解释并控制计算机执行，马上得到这句的执 行结果，然后再接受下一句。 编译程序：就是指这样一种程序，通过它能够将用高级语言编写的源程序转换成与之在逻辑上等价的低级语言形式的目标程序(机器语言程序或汇编语言程序)。 解释程序和编译程序的根本区别：是否生成目标代码 句子的二义性（这里的二义性是指语法结构上的。）:文法G[S]的一个句子如果能找到两种不同的最左推导(或最右推导)，或者存在两棵不同的语法树，则称这个句子是二义性的。 文法的二义性:一个文法如果包含二义性的句子，则这个文法是二义文法，否则是无二义文法。 LL(1)的含义：(LL(1)文法是无二义的； LL(1)文法不含左递归) 第1个L：从左到右扫描输入串第2个L：生成的是最左推导 1：向右看1个输入符号便可决定选择哪个产生式 某些非LL(1)文法到LL(1)文法的等价变换: 1. 提取公因子 2. 消除左递归 文法符号的属性:单词的含义，即与文法符号相关的一些信息。如，类型、值、存储地址等。 一个属性文法(attribute grammar)是一个三元组A=(G, V, F) G：上下文无关文法。 V：属性的有穷集。每个属性与文法的一个终结符或非终结符相连。属性与变量一样，可以进行计算和传递。 F：关于属性的断言或谓词(一组属性的计算规则)的有穷集。断言或语义规则与一个产生式相联，只引用该产生式左端或右端的终结符或非终结符相联的属性。 综合属性:若产生式左部的单非终结符A的属性值由右部各非终结符的属性值决定,则A的属性称为综合属继承属性:若产生式右部符号B的属性值是根据左部非终结符的属性值或者右部其它符号的属性值决定的,则B的属性为继承属性。 (1)非终结符既可有综合属性也可有继承属性，但文法开始符号没有继承属性。 (2) 终结符只有综合属性，没有继承属性，它们由词法程序提供。 在计算时：综合属性沿属性语法树向上传递；继承属性沿属性语法树向下传递。 语法制导翻译：是指在语法分析过程中，完成附加在所使用的产生式上的语义规则描述的动作。 语法制导翻译实现：对单词符号串进行语法分析，构造语法分析树，然后根据需要构造属性依赖图，遍历语法树并在语法树的各结点处按语义规则进行计算。 中间代码（中间语言） 1、是复杂性介于源程序语言和机器语言的一种表示形式。 2、一般，快速编译程序直接生成目标代码。 3、为了使编译程序结构在逻辑上更为简单明确，常采用中间代码，这样可以将与机器相关的某些实现细节置于代码生成阶段仔细处理，并且可以在中间代码一级进行优化工作，使得代码优化比较容易实现。 何谓中间代码：源程序的一种内部表示，不依赖目标机的结构，易于代码的机械生成。 为何要转换成中间代码:(1)逻辑结构清楚；利于不同目标机上实现同一种语言。 (2)便于移植，便于修改，便于进行与机器无关的优化。 中间代码的几种形式：逆波兰记号，三元式和树形表示，四元式 符号表的一般形式：一张符号表的的组成包括两项，即名字栏和信息栏。 信息栏包含许多子栏和标志位，用来记录相应名字和种种不同属性，名字栏也称主栏。主栏的内容称为关键字（key word）。 符号表的功能：（1）收集符号属性(2) 上下文语义的合法性检查的依据：检查标识符属性在上下文中的一致性和合法性。(3)作为目标代码生成阶段地址分配的依据
编译原理实验报告实验一编写词法分析程序
编译原理实验报告实验名称：实验一编写词法分析程序 实验类型：验证型实验 指导教师：何中胜 专业班级：13软件四 姓名：丁越 学号： 电子邮箱： 实验地点：秋白楼B720 实验成绩： 日期：2016年3 月18 日
一、实验目的 通过设计、调试词法分析程序，实现从源程序中分出各种单词的方法；熟悉词法分析 程序所用的工具自动机，进一步理解自动机理论。掌握文法转换成自动机的技术及有穷自动机实现的方法。确定词法分析器的输出形式及标识符与关键字的区分方法。加深对课堂教学的理解；提高词法分析方法的实践能力。通过本实验，应达到以下目标： 1、掌握从源程序文件中读取有效字符的方法和产生源程序的内部表示文件的方法。 2、掌握词法分析的实现方法。 3、上机调试编出的词法分析程序。 二、实验过程 以编写PASCAL子集的词法分析程序为例 1.理论部分 （1）主程序设计考虑 主程序的说明部分为各种表格和变量安排空间。 数组 k为关键字表，每个数组元素存放一个关键字。采用定长的方式，较短的关键字 后面补空格。 P数组存放分界符。为了简单起见，分界符、算术运算符和关系运算符都放在 p表中 （编程时，还应建立算术运算符表和关系运算符表，并且各有类号），合并成一类。 id和ci数组分别存放标识符和常数。 instring数组为输入源程序的单词缓存。 outtoken记录为输出内部表示缓存。 还有一些为造表填表设置的变量。 主程序开始后，先以人工方式输入关键字，造 k表；再输入分界符等造p表。 主程序的工作部分设计成便于调试的循环结构。每个循环处理一个单词；接收键盘上 送来的一个单词；调用词法分析过程；输出每个单词的内部码。 ⑵词法分析过程考虑 将词法分析程序设计成独立一遍扫描源程序的结构。其流程图见图1-1。 图1-1 该过程取名为 lexical，它根据输入单词的第一个字符（有时还需读第二个字符），判断单词类，产生类号：以字符 k表示关键字；i表示标识符；c表示常数；p表示分界符；s表示运算符（编程时类号分别为 1，2，3，4，5）。 对于标识符和常数，需分别与标识符表和常数表中已登记的元素相比较，如表中已有 该元素，则记录其在表中的位置，如未出现过，将标识符按顺序填入数组id中，将常数 变为二进制形式存入数组中 ci中，并记录其在表中的位置。 lexical过程中嵌有两个小过程：一个名为getchar，其功能为从instring中按顺序取出一个字符，并将其指针pint加1；另一个名为error，当出现错误时，调用这个过程， 输出错误编号。 2.实践部分
编译和解释的区别
编译和解释的区别 编译和解释的区别在哪?编译器是把源程序的每一条语句都编译成机器语言,并保存成 二进制文件,这样运行时计算机可以直接以机器语言来运行此程序,速度很快; 而解释器则是只在执行程序时,才一条一条的解释成机器语言给计算机来执行,所以运 行速度是不如编译后的程序运行的快的. 这是因为计算机不能直接认识并执行我们写的语句,它只能认识机器语言(是二进制的 形式) 一、低级语言与高级语言 最初的计算机程序都是用0和1的序列表示的，程序员直接使用的是机器指令，无需 翻译，从纸带打孔输入即可执行得到结果。后来为了方便记忆，就将用0、1序列表示的机器指令都用符号助记，这些与机器指令一一对应的助记符就成了汇编指令，从而诞生了汇编语言。无论是机器指令还是汇编指令都是面向机器的，统称为低级语言。因为是针对特定机器的机器指令的助记符，所以汇编语言是无法独立于机器(特定的CPU体系结构)的。但汇 编语言也是要经过翻译成机器指令才能执行的，所以也有将运行在一种机器上的汇编语言翻译成运行在另一种机器上的机器指令的方法，那就是交叉汇编技术。 高级语言是从人类的逻辑思维角度出发的计算机语言，抽象程度大大提高，需要经过 编译成特定机器上的目标代码才能执行，一条高级语言的语句往往需要若干条机器指令来完成。高级语言独立于机器的特性是靠编译器为不同机器生成不同的目标代码(或机器指令)来实现的。那具体的说，要将高级语言编译到什么程度呢，这又跟编译的技术有关了，既可以编译成直接可执行的目标代码，也可以编译成一种中间表示，然后拿到不同的机器和系统上去执行，这种情况通常又需要支撑环境，比如解释器或虚拟机的支持，Java程序编译成bytecode，再由不同平台上的虚拟机执行就是很好的例子。所以，说高级语言不依赖于机器，是指在不同的机器或平台上高级语言的程序本身不变，而通过编译器编译得到的目标代码去适应不同的机器。从这个意义上来说，通过交叉汇编，一些汇编程序也可以获得不同机器之间的可移植性，但这种途径获得的移植性远远不如高级语言来的方便和实用性大。 二、编译与解释 编译是将源程序翻译成可执行的目标代码，翻译与执行是分开的;而解释是对源程序的翻译与执行一次性完成，不生成可存储的目标代码。这只是表象，二者背后的最大区别是：对解释执行而言，程序运行时的控制权在解释器而不在用户程序;对编译执行而言，运行时 的控制权在用户程序。 解释具有良好的动态特性和可移植性，比如在解释执行时可以动态改变变量的类型、 对程序进行修改以及在程序中插入良好的调试诊断信息等，而将解释器移植到不同的系统上，则程序不用改动就可以在移植了解释器的系统上运行。同时解释器也有很大的缺点，比如执行效率低，占用空间大，因为不仅要给用户程序分配空间，解释器本身也占用了宝贵的系统资源。 编译器是把源程序的每一条语句都编译成机器语言,并保存成二进制文件,这样运行时 计算机可以直接以机器语言来运行此程序,速度很快; 而解释器则是只在执行程序时,才一条一条的解释成机器语言给计算机来执行,所以运 行速度是不如编译后的程序运行的快的.
编译原理实验报告《LL(1)语法分析器构造》
《LL（1）分析器的构造》实验报告 一、实验名称 LL(1)分析器的构造 二、实验目的 设计、编制、调试一个LL(1)语法分析器，利用语法分析器对符号串的识别，加深对语法分析原理的理解。 三、实验内容和要求 设计并实现一个LL(1)语法分析器，实现对算术文法: G[E]:E->E+T|T T->T*F|F F->(E)|i 所定义的符号串进行识别，例如符号串i+i*i为文法所定义的句子，符号串ii+++*i+不是文法所定义的句子。 实验要求: 1、检测左递归，如果有则进行消除； 2、求解FIRST集和FOLLOW集； 3、构建LL(1)分析表； 4、构建LL分析程序，对于用户输入的句子，能够利用所构造的分析程序进行分析，并显示出分析过程。 四、主要仪器设备 硬件：微型计算机。 软件： Code blocks（也可以是其它集成开发环境）。 五、实验过程描述 1、程序主要框架 程序中编写了以下函数，各个函数实现的作用如下： void input_grammer(string *G);//输入文法G
//将文法G预处理得到产生式集合P，非终结符、终结符集合U、u， int eliminate_1(string *G,string *P,string U,string *GG);//消除文法G中所有直接左递归得到文法GG int* ifempty(string* P,string U,int k,int n);//判断各非终结符是否能推导为空 string* FIRST_X(string* P,string U,string u,int* empty,int k,int n)；求所有非终结符的FIRST集 string FIRST(string U,string u,string* first,string s)；//求符号串s=X1X2...Xn的FIRST集 string** create_table(string *P,string U,string u,int n,int t,int k,string* first)；//构造分析表 void analyse(string **table,string U,string u,int t,string s)；//分析符号串s 2、编写的源程序 #include 《编译原理》课后习题答案第一章 第 1 章引论 第 1 题 解释下列术语： （1）编译程序 （2）源程序 （3）目标程序 （4）编译程序的前端 （5）后端 （6）遍 答案： （1）编译程序：如果源语言为高级语言，目标语言为某台计算机上的汇编语言或机器语言，则此翻译程序称为编译程序。 （2）源程序：源语言编写的程序称为源程序。 （3）目标程序：目标语言书写的程序称为目标程序。 （4）编译程序的前端：它由这样一些阶段组成：这些阶段的工作主要依赖于源语言而与目标机无关。通常前端包括词法分析、语法分析、语义分析和中间代码生成这些阶 段，某些优化工作也可在前端做，也包括与前端每个阶段相关的出错处理工作和符 号表管理等工作。 （5）后端：指那些依赖于目标机而一般不依赖源语言，只与中间代码有关的那些阶段，即目标代码生成，以及相关出错处理和符号表操作。 （6）遍：是对源程序或其等价的中间语言程序从头到尾扫视并完成规定任务的过程。 第 2 题 一个典型的编译程序通常由哪些部分组成？各部分的主要功能是什么？并画出编译程 序的总体结构图。 答案： 一个典型的编译程序通常包含 8 个组成部分，它们是词法分析程序、语法分析程序、语义分析程序、中间代码生成程序、中间代码优化程序、目标代码生成程序、表格管理程序和错误处理程序。其各部分的主要功能简述如下。 词法分析程序：输人源程序，拼单词、检查单词和分析单词，输出单词的机表达形式。 语法分析程序：检查源程序中存在的形式语法错误，输出错误处理信息。 语义分析程序：进行语义检查和分析语义信息，并把分析的结果保存到各类语义信息表中。 中间代码生成程序：按照语义规则，将语法分析程序分析出的语法单位转换成一定形式 的中间语言代码，如三元式或四元式。 中间代码优化程序：为了产生高质量的目标代码，对中间代码进行等价变换处理。 目标代码生成程序：将优化后的中间代码程序转换成目标代码程序。 表格管理程序：负责建立、填写和查找等一系列表格工作。表格的作用是记录源程序的 各类信息和编译各阶段的进展情况，编译的每个阶段所需信息多数都从表格中读取，产生的中间结果都记录在相应的表格中。可以说整个编译过程就是造表、查表的工作过程。需要指出的是，这里的“表格管理程序”并不意味着它就是一个独立的表格管理模块，而是指编译程序具有的表格管理功能。 错误处理程序：处理和校正源程序中存在的词法、语法和语义错误。当编译程序发现源 第1章引论 第1题 解释下列术语： （1）编译程序 （2）源程序 （3）目标程序 （4）编译程序的前端 （5）后端 （6）遍 答案： （1） 编译程序：如果源语言为高级语言，目标语言为某台计算机上的汇编语言或机器语言，则此翻译程序称为编译程序。 （2） 源程序：源语言编写的程序称为源程序。 （3） 目标程序：目标语言书写的程序称为目标程序。 （4） 编译程序的前端：它由这样一些阶段组成：这些阶段的工作主要依赖于源语言而与目标机无关。通常前端包括词法分析、语法分析、语义分析和中间代码生成这些阶 段，某些优化工作也可在前端做，也包括与前端每个阶段相关的出错处理工作和符 号表管理等工作。 （5） 后端：指那些依赖于目标机而一般不依赖源语言，只与中间代码有关的那些阶段，即目标代码生成，以及相关出错处理和符号表操作。 （6） 遍：是对源程序或其等价的中间语言程序从头到尾扫视并完成规定任务的过程。 第2题 一个典型的编译程序通常由哪些部分组成？各部分的主要功能是什么？并画出编译程序的总体结构图。 答案： 一个典型的编译程序通常包含8个组成部分，它们是词法分析程序、语法分析程序、语义分析程序、中间代码生成程序、中间代码优化程序、目标代码生成程序、表格管理程序和错误处理程序。其各部分的主要功能简述如下。 词法分析程序：输人源程序，拼单词、检查单词和分析单词，输出单词的机内表达形式。 语法分析程序：检查源程序中存在的形式语法错误，输出错误处理信息。 语义分析程序：进行语义检查和分析语义信息，并把分析的结果保存到各类语义信息表中。 目标代码生成程序：将优化后的中间代码程序转换成目标代码程序。 表格管理程序：负责建立、填写和查找等一系列表格工作。表格的作用是记录源程序的各类信息和编译各阶段的进展情况，编译的每个阶段所需信息多数都从表格中读取，产生的中间结果都记录在相应的表格中。可以说整个编译过程就是造表、查表的工作过程。需要指出的是，这里的“表格管理程序”并不意味着它就是一个独立的表格管理模块，而是指编译程序具有的表格管理功能。 错误处理程序：处理和校正源程序中存在的词法、语法和语义错误。当编译程序发现源程序中的错误时，错误处理程序负责报告出错的位置和错误性质等信息，同时对发现的错误进行适当的校正（修复），目的是使编译程序能够继续向下进行分析和处理。 注意：如果问编译程序有哪些主要构成成分，只要回答六部分就可以。如果搞不清楚，就回答八部分。 第3题 何谓翻译程序、编译程序和解释程序？它们三者之间有何种关系？ 答案： 翻译程序是指将用某种语言编写的程序转换成另一种语言形式的程序的程序，如编译程序和汇编程序等。 编译程序是把用高级语言编写的源程序转换（加工）成与之等价的另一种用低级语言编写的目标程序的翻译程序。 解释程序是解释、执行高级语言源程序的程序。解释方式一般分为两种：一种方式是，源程序功能的实现完全由解释程序承担和完成，即每读出源程序的一条语句的第一个单词，则依据这个单词把控制转移到实现这条语句功能的程序部分，该部分负责完成这条语句的功 一填空题 1．编译程序首先要识别出源程序中每个，然后再分析每个并翻译 其意义。 单词，句子 2．编译器常用的语法分析方法有和两种。 自底向上，自顶向下 2．通常把编译过程分为分析与综合两大阶段。词法、语法和语义 分析是对源程序的分析，中间代码生成、代码优化与目标代码的生成则是对源程 序的综合。 前端，后端 4．程序设计语言的发展带来了日渐多变的 运行时存储管理方案，主要分为两大 类，即方案和分配方案。 静态存储分配，动态存储 5．对编译程序而言，输入数据是，输出结果是。 源程序，目标程序 6．文法G包括四个组成部分：一组终结符号，一组非终结符号，一组，以 及一个开始符号。 产生式 7．文法按产生式的形式分为四种类型，它们是：0型文法，又称短语文法；1型 文法，又称上下文有关文法；2型文法， 又称；3型文法，又称。上下文无关文法，正规文法 8．最右推导称为，由规范推导产生的句型称为规范句型。 规范推导 9．设G是一个文法，S是它的开始符号，如果S=>*α，则称α是一个。 仅由终结符号组成的句型是一 个。 句型，句子 10 对于一个文法G而言，如果L(G)中存在 某个句子对应两棵不同，那么该 文法就称为是二义的。 语法树 11．通常程序设计语言的单词符号分为五种：基本字、、常数、算符、界 限符。 标识符 12．在自底向上分析法中，LR分析法把“可归约串”定义为。 句柄 13．编译中常用的中间代码形式有逆波兰式、三元式、和四元式等。 树代码 14．对中间代码优化按涉及的范围分 为，和全局优化。 局部优化，循环优化 15．局部优化主要包括、利用公共子表达式和删除无用赋值等内容。 合并已知量 16．为了构造不带回溯的递归下降分析程 实验1-3 《编译原理》S语言词法分析程序设计方案 一、实验目的 了解词法分析程序的两种设计方法之一：根据状态转换图直接编程的方式； 二、实验内容 1．根据状态转换图直接编程 编写一个词法分析程序，它从左到右逐个字符的对源程序进行扫描，产生一个个的单词的二元式，形成二元式（记号）流文件输出。在此，词法分析程序作为单独的一遍，如下图所示。 具体任务有： （1）组织源程序的输入 （2）拼出单词并查找其类别编号，形成二元式输出，得到单词流文件 （3）删除注释、空格和无用符号 （4）发现并定位词法错误，需要输出错误的位置在源程序中的第几行。将错误信息输出到屏幕上。 （5）对于普通标识符和常量，分别建立标识符表和常量表（使用线性表存储），当遇到一个标识符或常量时，查找标识符表或常量表，若存在，则返回位置，否则返回0并且填写符号表或常量表。 标识符表结构：变量名，类型（整型、实型、字符型），分配的数据区地址 注：词法分析阶段只填写变量名，其它部分在语法分析、语义分析、代码生成等阶段逐步填入。 常量表结构：常量名，常量值 三、实验要求 1．能对任何S语言源程序进行分析 在运行词法分析程序时，应该用问答形式输入要被分析的S源语言程序的文件名，然后对该程序完成词法分析任务。 2．能检查并处理某些词法分析错误 词法分析程序能给出的错误信息包括：总的出错个数，每个错误所在的行号，错误的编号及错误信息。 本实验要求处理以下两种错误（编号分别为1，2）： 1：非法字符：单词表中不存在的字符处理为非法字符，处理方式是删除该字符，给出错误信息，“某某字符非法”。 2：源程序文件结束而注释未结束。注释格式为：/* …… */ 四、保留字和特殊符号表 计算机并不能直接地接受和执行用高级语言编写的源程序，源程序在输入计算机时，通过"翻译程序"翻译成机器语言形式的目标程序，计算机才能识别和执行。这种"翻译"通常有两种方式，即编译方式和解释方式。编译方式是指利用事先编好的一个称为编译程序的机器语言程序，作为系统软件存放在计算机内，当用户将高级语言编写的源程序输入计算机后，编译程序便把源程序整个地翻译成用机器语言表示的与之等价的目标程序，然后计算机再执行该目标程序，以完成源程序要处理的运算并取得结果。解释方式是指源程序进入计算机后，解释程序边扫描边解释，逐句输入逐句翻译，计算机一句句执行，并不产生目标程序。如PASCAL、FORTRAN、COBOL等高级语言执行编译方式；BASIC语言则以执行解释方式为主；而PASCAL、C语言是能书写编译程序的高级程序设计语言。 编译程序、解释程序、汇编程序是3种语言处理程序。其区别主要为：汇编程序（为低级服务）是将汇编语言书写的源程序翻译成由机器指令和其他信息组成的目标程序。解释程序（为高级服务）直接执行源程序或源程序的内部形式，一般是读一句源程序，翻译一句，执行一句，不产生目标代码，如BASIC解释程序。编译程序（为高级服务）是将高级语言书写的源程序翻译成与之等价的低级语言的目标程序。编译程序与解释程序最大的区别之一在于前者生成目标代码，而后者不生成；此外，前者产生的目标代码的执行速度比解释程序的执行速度要快；后者人机交互好，适于初学者使用。用COBOL、FORTRAN等语言编写的程序考虑到执行速度一般都是编译执行。 解释:程序运行时，取一条指令，将其换化为机器指令，再执行这条机器指令。编译：程序运行时之前，将程序的把有代码编译为机器代码，再运行这个程序。计算机并不能直接地接受和执行用高级语言编写的源程序，源程序在输入计算机时，通过"翻译程序"翻译成机器语言形式的目标程序，计算机才能识别和执行。这种"翻译"通常有两种方式，即编译方式和解释方式。 编译方式是指利用事先编好的一个称为编译程序的机器语言程序，作为系统软件存放在计算机内，当用户将高级语言编写的源程序输入计算机后，编译程序便把源程序整个地翻译成用机器语言表示的与之等价的目标程序，然后计算机再执行该目标程序，以完成源程序要处理的运算并取得结果。 解释方式是指源程序进入计算机后，解释程序边扫描边解释，逐句输入逐句翻译，计算机一句句执行，并不产生目标程序。如PASCAL、FORTRAN、COBOL等高级语言执行编译方式；BASIC语言则以执行解释方式为主；而PASCAL、C 语言是能书写编译程序的高级程序设计语言。 简单的说，编译就是全文翻译，全部翻译完才执行。解释就相当于同声翻译，边翻译边执行。 《编译原理》期末考试复习题 一、是非题（请在括号内，正确的划√，错误的划×）（每个2分，共20分） ×1．计算机高级语言翻译成低级语言只有解释一种方式。() ×2．在编译中进行语法检查的目的是为了发现程序中所有错误。() √3．甲机上的某编译程序在乙机上能直接使用的必要条件是甲机和乙机的操作系统功能完全相同。 () ×4．正则文法其产生式为 A->a ， A->Bb, A,B∈VN ， a 、b∈VT 。 () √5．每个文法都能改写为 LL(1) 文法。 () √6．递归下降法允许任一非终极符是直接左递归的。 () ×7．算符优先关系表不一定存在对应的优先函数。 () ×8．自底而上语法分析方法的主要问题是候选式的选择。 () ×9．LR 法是自顶向下语法分析方法。 () ×10．简单优先文法允许任意两个产生式具有相同右部。 () 三、填空题(每空1分，共10分) 1．编译程序的工作过程一般可以划分为词法分析,语法分析,语义分析,中间代码生成,代码优化等几个基本阶段,同时还会伴有__ ___和 ___ _。 表格管理出错处理_ 2．若源程序是用高级语言编写的,__ __是机器语言程序或汇编程序,则其翻译程序称为 __ __ 。 _目标程序_编译程序 3．编译方式与解释方式的根本区别在于__ __。 是否生成目标代码_ 4．对编译程序而言,输入数据是__ __, 输出结果是__ ___。 _源程序目标程序 5．产生式是用于定义__ __的一种书写规则。 _语法成分 6．语法分析最常用的两类方法是___ __和__ __分析法。 自上而下_自下而上 四、简答题（20分） 1. 什么是句子？什么是语言 ? 答：(1)设G是一个给定的文法，S是文法的开始符号，如果S x(其中x∈VT*),则称x是文法的一个句子。 (2)设G[S]是给定文法，则由文法G所定义的语言L(G)可描述为：L(G)＝{x│S x,x∈VT*} 。 一、是非题（请在括号内，正确的划√，错误的划×）（每个2分，共20分） ×1．对于数据空间的存贮分配，FORTRAN采用动态贮存分配策略。() ×2．甲机上的某编译程序在乙机上能直接使用的必要条件是甲机和乙机的操作系统功能完全相同。() √3．递归下降分析法是自顶向上分析方法。() ×4．产生式是用于定义词法成分的一种书写规则。() √5．LR 法是自顶向下语法分析方法。() √6．在SLR （1 ）分析法的名称中，S的含义是简单的。() ×7．综合属性是用于“ 自上而下” 传递信息。() ×8．符号表中的信息栏中登记了每个名字的属性和特征等有关信息，如类型、种属、所占单元大小、地址等等。() ×9．程序语言的语言处理程序是一种应用软件。() ×10．解释程序适用于COBOL 和FORTRAN 语言。() 三、填空题(每空1分，共10分) 1．一个句型中的最左简单短语称为该句型的___句柄__。 一、填空题: 1-01.编译程序的工作过程一般可以划分为词法分析,语法分析,语义分析，之间代码生成,代码优化等几个基本阶段,同时还会伴有表格处理和出错处理 . 1-02.若源程序是用高级语言编写的,目标程序是机器语言程序或汇编程序 ,则其翻译程序称为编译程序. 1-03.编译方式与解释方式的根本区别在于是否生成目标代码 . 1-04.翻译程序是这样一种程序,它能够将用甲语言书写的程序转换成与其等价的用乙语言书写的程 序 . 1-05.对编译程序而言,输入数据是源程序 ,输出结果是目标程序 . 1-06.如果编译程序生成的目标程序是机器代码程序,则源程序的执行分为两大阶段: 编译阶段和运行阶段 .如果编译程序生成的目标程序是汇编语言程序,则源程序的执行分为三个阶段: 编译阶段 , 汇编阶段和运行阶段 . 1-07.若源程序是用高级语言编写的，目标程序是机器语言程序或汇编程序，则其翻译程序称为编译程序。 1-08.一个典型的编译程序中，不仅包括词法分析、语法分析、中间代码生成、代码优化、目标代码生成等五个部分，还应包括表格处理和出错处理。其中，词法分析器用于识别单词。 1-09.编译方式与解释方式的根本区别为是否生成目标代码。 2-01.所谓最右推导是指：任何一步α β都是对α中最右非终结符进行替换的。 2-02.一个上下文无关文法所含四个组成部分是一组终结符号、一组非终结符号、一个开始符号、一组产生式。 2-03.产生式是用于定义语法成分的一种书写规则。 2-04.设G[S]是给定文法，则由文法G所定义的语言L(G)可描述为：L(G)＝{x│S x,x∈V T*} 。 2-05.设G是一个给定的文法，S是文法的开始符号，如果S x （其中x∈V*），则称x是文法的一个句型。 2-06.设G是一个给定的文法，S是文法的开始符号，如果S x(其中x∈V T*),则称x是文法的一个句子。 3-01.扫描器的任务是从源程序中识别出一个个单词符号。 4-01.语法分析最常用的两类方法是自上而下和自下而上分析法。 4-02.语法分析的任务是识别给定的终极符串是否为给定文法的句子。 4-03.递归下降法不允许任一非终极符是直接左递归的。 4-04.自顶向下的语法分析方法的关键是如何选择候选式的问题。 4-05.递归下降分析法是自顶向上分析方法。 4-06.自顶向下的语法分析方法的基本思想是：从文法的开始符号开始，根据给定的输入串并按照文法的产生式一步一步的向下进行直接推导，试图推导出文法的句子，使之与给定的输入串匹配。 5-01.自底向上的语法分析方法的基本思想是：从给定的终极符串开始，根据文法的规则一步一步的向上进行直接归约，试图归约到文法的开始符号。 5-02.自底向上的语法分析方法的基本思想是：从输入串入手，利用文法的产生式一步一步地向上进行直接归约，力求归约到文法的开始符号。 A、解释程序 所谓解释程序是高级语言翻译程序的一种，它将源语言(如BASIC)书写的源程序作为输入，解释一句后就提交计算机执行一句，并不形成目标程序。就像外语翻译中的“口译”一样，说一句翻一句，不产生全文的翻译文本。这种工作方式非常适合于人通过终端设备与计算机会话，如在终端上打一条命令或语句，解释程序就立即将此语句解释成一条或几条指令并提交硬件立即执行且将执行结果反映到终端，从终端把命令打入后，就能立即得到计算结果。这的确是很方便的，很适合于一些小型机的计算问题。但解释程序执行速度很慢，例如源程序中出现循环，则解释程序也重复地解释并提交执行这一组语句，这就造成很大浪费。 B、编译程序 这是一类很重要的语言处理程序，它把高级语言(如FORTRAN、COBOL、Pascal、C等)源程序作为输入，进行翻译转换，产生出机器语言的目标程序，然后再让计算机去执行这个目标程序，得到计算结果。 编译程序工作时，先分析，后综合，从而得到目标程序。所谓分析，是指词法分析和语法分析；所谓综合是指代码优化，存储分配和代码生成。为了完成这些分析综合任务，编译程序采用对源程序进行多次扫描的办法，每次扫描集中完成一项或几项任务，也有一项任务分散到几次扫描去完成的。下面举一个四遍扫描的例子：第一遍扫描做词法分析；第二遍扫描做语法分析；第三遍扫描做代码优化和存储分配；第四遍扫描做代码生成。 值得一提的是，大多数的编译程序直接产生机器语言的目标代码，形成可执行的目标文件，但也有的编译程序则先产生汇编语言一级的符号代码文件，然后再调用汇编程序进行翻译加工处理，最后产生可执行的机器语言目标文件。 在实际应用中，对于需要经常使用的有大量计算的大型题目，采用招待速度较快的编译型的高级语言较好，虽然编译过程本身较为复杂，但一旦形成目标文件，以后可多次使用。相反，对于小型题目或计算简单不太费机时的题目，则多选用解释型的会话式高级语言，如BASIC，这样可以大大缩短编程及调试的时 C语言的编译链接过程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。 编译过程 编译过程又可以分成两个阶段：编译和会汇编。 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 1. 源语言：书写源程序所使用的语言 2. 源程序：用程序设计语言书写的程序 3. 目标语言：计算机的机器指令。目标语言可以是机器语言，也可以是汇编语言， 或者是其他中间语言，但最终结果必是机器语言。 4. 目标程序：由机器指令构成的程序。目标程序是经过翻译程序加工后用目标语言 表示的程序。 5. 翻译程序：能够把某一种语言程序(源程序)改造成另一种语言程序(目标程序)将 源程序译成逻辑上等价的目标程序的程序。翻译程序有两种工作方式：编译和解释。 6. 编译程序：也称翻译程序 7. 解释程序：有些翻译程序在翻译过程中并不产生完整的目标程序，而是翻译一句， 解释执行一句，这样的称为解释程序。 8. 汇编程序：由汇编语言写成的程序 9. 词法分析：执行词法分析的程序成为词法分析器，词法分析依据的是语言构词规 则。词法分析器从文件读入源程序，由字符拼接单词。每当识别出一个单词，词法分析器就输出这个单词的内部码。 10. 语法分析：执行语法分析的程序叫做语法分析器。语法分析的任务就是根据语言 的规则，将词法分析器所提供的单词种别分成各类语法范畴。 11. 中间代码生成：中间代码产生有时称为语义分析，执行中间代码产生的程序称为 中间代码生成器。他的任务时按照语法分析器所识别出的语法范畴产生相应的中间代码，并建立符号表、常数表，等各种表格。 12. 目标代码生成：执行目标代码生成的程序称为目标代码生成器。他的任务是根据 中间代码和表格信息，确定各类数据在内存中的位置，选择合适的指令代码，将中间代码翻译成汇编语言或机器指令，这部分工作与计算机硬件有关。 13. 符号表：用于记录源程序中出现的标识符，一个标识符往往具有一系列的语义 值，她包括标识符的名称、种属、类型、值存放的地址等等。 14. 常数表：用于记录在源程序中出现的常数。 15. 编译程序前端：是由词法分析器、语法分析器和中间代码产生器组成的。她的特 点是依赖于被编译的源程序，输出结果用中间代码描述，和目标机器无关。16. 编译程序后端：是由目标代码生成器组成，他的特点是和源程序无关，以中间代 码形式的源程序为输入进行处理，输出结果依赖于目标机器。 17. 文本文件：文本文件的内容由94个图形字符‘！‘-' ~ '(33-126)和4个 控制字符换行(10)、回车(13)、空格(32)、TAB( 9)构成，文本文件又称为 ASCII码文件，扩展名通常为TXT,文件尾用控制字符EOF( 26)指示。 18. 二进制文件：由机器指令即二进制数构成，因二进制数可能是26 (文件结束控制 符)，故文件尾用文件长度(文件的字节数)指示，扩展名通常为EX E。 19. 源代码(source code)—预处理器(preprocessor) —编译器(compiler) —汇编程序 (assembler)—目标代码(object code)—链接器(Linker) —可执行程序 (executables) 20. 编译程序的流程是： 源程序―》词法分析―》语法分析―》语义分析(中间代码产生)―》目标 代码生成-》目标程序编译原理第二版课后习答案
编译原理课后习题答案-清华大学-第二版
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