编译原理过程
编译原理过程及分析
姓名：王伟
学号： 20142217
（2016.12）
编译原理过程及分析
编译器最基本的功能就是把高级语言(例如C/Fortran)编写的代码转化为机器指令(就是01串)，从这个角度来说它本质上是个转换过程。经典的编译过程主要包括：
1、词法分析(Lexical Analysis)
词法分析就是从输入代码中识别出各种记号(token)，例如对于C语言我们就需要知道if,else等是语言的关键字，myvar是个标识，而123myvar不能被识别为一个标识。负责实现词法分析的模块有时也称为scanner。
词法分析的关键当然是语言定义的规则了，比如哪些是关键词，哪些是合法的标识等，这些规则一般是通过正则表达式(RE，Regular Expression)来给出，运行时从输入缓冲区中读入一部分，然后看和哪个RE匹配就知道它到底是个什么token。
下一个问题就是正则表达式的匹配过程如何实现，经典理论对此都会提到有限状态机(FSM, Finite State Machine)。关于FSM在可行性计算里一般都会有不少篇幅分析，在编译里谈到的FSM和RE主要是如何从输入的构成出对应的FSM。
构造的过程一般分为三个步骤：
(1)根据Thompson构造法从RE构造出对应的非确定性有限状态机(NFA,
Non-deterministic Automata)；
(2)经过不断计算epison-闭包(也成为可到达集)构造出确定性有限状态机(DFA, deterministic Automata)；
(3)将DFA最小化，方法是增量式地合并不可区分(对于同一输入的下一个状态都一样)的两个状态。
2、语法分析
语法分析的输入是一连串的token(词法分析的输出)，根据语言的语法规则不断解析最后得到一棵抽象语法树(AST, Abstract Syntax Tree)，负责语法分析模块通常也被叫做Parser。在词法分析中，我们经常使用正则表达式来表示语言所接受的token的规则，类似的，在语法分析中，我们使用文法(Grammar)来表示语言的语法规则，这也早期计算机语言设计中的研究热点(同样也是大学里学习编译时最容易让人头晕的东西)。
编译里常说的文法指的是一种上下文无关文法(Context-Free Grammar)，简单地说文法里包含终结符(terminal，就是26个字符、数字等等)、非终结符(nonterminal，实际是一种抽象)和产生式(production)。上下文无关文法要求每个产生式的左边必须恰好是一个非终结符，而右边是0个或多个终结符与非终结符的组合，最后整个文法还必须有一个起始符(某个终结符)。文法里还有些很重要的基本概念，例如推导(derivation)、归约(reduction)、二义性(ambiguity)、最左推导等等。
文法中最重要的基本概念是FIRST集和FOLLOW集的构造。根据这两个集合就可以很容易构造出一个预测分析表，每个行的名字是一个非终结符，每个列的名字是一个终结符，如果每个表格内没有两个以上的项，那么说明是一个LL(1)文法(Left-to-right parse, Leftmost-derivation, 1-symbol lookhead)，简单地说就是向右边看一个符号就能确定下一步动作。当原文法不是LL(1)文法时，可以尝试通过消除左递归(Eliminate Left Recursion)和提取左因子(Left Factoring)对原文法进行变形得到等价的LL(1)文法。
begin find (n-1);
t: =t*n end ;
end;
begin
write (‘n=’);
readln (n);
find (n);
writeln (n,‘!=’,t)
end.
递归调用（n进栈）达到结束条件时（n=0，t赋初值1）就停止调用开始返回，再把保存的值取出（n出栈），使n恢复原来的值，并计算t，返回主程序，输出结果t。
follow集合算法:
计算所有非终结符号A的follow（A）集合时，不断应用下面的规则，直到再没有新的终结符号可以被加入到任意的follow集合中为止。
1、将$放到follow（S）中，其中S是开始符号，而$是输入右端的结束标记。
2、如果存在一个产生式A→αBβ，那么first（β）中除ε之外的所有符号都在follow（B）中。
3、如果存在一个产生式A→αB，或存在产生式A→αBβ且first（β）包含ε，那么follow （A）中的所有符号都在follow（B）中。
举个例子来说明下，假设有如下文法：
①E→TE'
②E'→+TE' |ε
③T→FT'
④T'→*FT' |ε
⑤F→（E）| id
对于每个非终结符号，我们都可以求出其follow集：
根据（1），首先将$加入到follow（E）中，即follow（E）=｛$｝，由⑤可知，）也应该在follow（E）中，即follow（E）=｛$，）｝；
对于E'，根据规则（3）以及产生式①，应该将follow（E）加入到follow（E‘）中，即follow （E'）=｛$，）｝；
对于T，根据规则（2）以及产生式①，应该将first（E'）加入到follow（T）中，即follow （T）=｛+｝，根据规则（3），由于first（E'）包含ε，所以应该将follow（E'）加入到follow（T）中，即follow（T）=｛+，$，）｝；
对于T'，根据规则（3）以及产生式③，应该将follow（T）加入到follow（T‘）中，即follow （T'）=｛+，$，）｝；
对于F，根据规则（2）以及产生式③，应该将first（T'）加入到follow（F）中，即follow （F）=｛*｝，根据规则（3），由于first（T'）包含ε，所以应该将follow（T'）加入到follow（F）中，即follow（F）=｛*，+，$，）｝；
3、语义分析(Sematic Analysis)
语义分析包括一些经典的问题。
(1)类型检查(Type Checking)，例如在语法树上a+b看起来是没问题的，因为a和b
都是合法的变量名，并且语法中支持变量间+这种操作。但是可能a是一个字符串，而b是一个浮点数，这两者之间的+操作就不符合语义规范了，这种问题在这个阶段都会被找出来。
(2)符号管理，最经典的问题就是如何管理变量(变量的名字，类型，变量的作用域(scope)等)，在分析代码时，符号管理肯定是被频繁的搜索，因此它通常会使用hash来组织。
4、中间代码(IR, intermediate Representation)生成
IR是非常非常重要的，它被引入的初衷是提高编译器开发的效率。IR是编译过程的一个汇聚点，在IR之前我们通常都认为是编译的前端，而IR之后是编译的后端，这样当编译器需要多支持一种高级语言时主要工作就是提供一个前端，而当需要移植到一种新的平台上时主要工作就是提供对应的后端。关于IR的表示典型的有三地址码。IR生成的过程就是将一棵抽象语法树(这是编译器前端对源代码的理解和抽象)变成一串IR定义的代码(IR指令种类简单，这便于优化)。这个转换过程都是比较固定的套路，例如if-else，while/for等基本结构如何转都是一个固定的套路。
5、编译优化
这一部分是现代编译器最核心所在，主要有两类，一类是通用的优化手段，比如死代码删除、循环不变量外提、强度削弱等，另一类就是体系结构相关的，说白了就是某种体系结构针对某类应用提供了特殊指令，例如intel的MMX，SSE2等等。为支持优化工作的开展，我们首先需要能够比较方便的描述代码。最基本的当然是一条指令，但是这个太细微，于是往上抽象出基本块(Basic Block)，这个基本上是所有优化开展必备的工作，然后多个基本块还可以构成一个超级块(region)。此外，经典的方法还包括控制流分析和数据流分析，这里常用的包括d-u链等。最后一个经典的topic就是寄存器分配。
6、目标代码生成
这里直接和具体平台相关，这里的平台同时包括软件和硬件，例如哪种目标文件格式(ELF, PE)，哪种平台(指令集)。不过现在编译器一般生成的是字符形式的汇编文件，所以前面一个问题基本不大，主要影响在后者。编译程序的最后一项任务是生成目标代码。
目标代码生成器把中间代码变换成目标代码，通常有3种变换形式：
1、立即执行的机器语言代码。这种方式对应静态连接方式，程序中所有地址都重定位，执行效率最高，但是占用的存储空间最大。
2、待装配的机器语言模块。该方式不连接系统共享的程序库，在需要使用的时候会由系统加载共享程序库。
3、汇编语言代码。该方式经过汇编程序汇编后，直接生成可以在操作系统上运行的目标代码。
生成目标代码需要考虑3个影响生成速度的问题：
1、是采用什么方法生成比较短小的目标代码；
2、是如何在目标代码中多使用寄存器，减少目标代码访问外部存储单元的次数；
3、是如何根据不同平台计算机指令特性进行优化，提高程序运行效率。
编译原理课程设计
《编译原理》课程设计大纲 课程编号： 课程名称：编译原理/Compiler Principles 周数/学分：1周/1学分 先修课程：高级程序设计语言、汇编语言、离散数学、数据结构 适用专业：计算机科学与技术专业、软件工程专业 开课学院，系或教研室：计算机科学与技术学院 一、课程设计的目的 课程设计是对学生的一种全面综合训练，是与课堂听讲、自学和练习相辅相成的必不可少的一个教学环节。通常，设计题中的问题比平时的练习题要复杂，也更接近实际。编译原理这门课程安排的课程设计的目的是旨在要求学生进一步巩固课堂上所学的理论知识，深化理解和灵活掌握教学内容，选择合适的数据逻辑结构表示问题，然后编制算法和程序完成设计要求，从而进一步培养学生独立思考问题、分析问题、解决实际问题的动手能力。 要求学生在上机前应认真做好各种准备工作，熟悉机器的操作系统和语言的集成环境，独立完成算法编制和程序代码的编写。 设计时间： 开发工具： （1） DOS环境下使用Turbo C； （2） Windows环境下使用Visual C++ 。 （3） 其它熟悉语言。 二、课程设计的内容和要求 设计题一：算术表达式的语法分析及语义分析程序设计。 1.目的
通过设计、编制、调试一个算术表达式的语法及语义分析程序，加深对语法及语义分析原理的理解，并实现词法分析程序对单词序列的词 法检查和分析。 2.设计内容及要求： 算术表达式的文法： 〈无符号整数〉∷＝ 〈数字〉{〈数字〉} 〈标志符〉∷＝ 〈字母〉{〈字母〉｜〈数字〉} 〈表达式〉∷＝ [＋｜－]〈项〉{〈加法运算符〉〈项〉} 〈项〉∷＝ 〈因子〉{〈乘法运算符〉〈因子〉} 〈因子〉∷＝ 〈标志符〉｜〈无符号整数〉｜‘（’〈表达式〉‘）’ 〈加法运算符〉∷＝ ＋｜－ 〈乘法运算符〉∷＝ ＊｜／ （1） 分别选择递归下降法、算符优先分析法（或简单优 先法）完成以上任务，中间代码选用逆波兰式。 （2） 分别选择LL（1）、LR法完成以上任务，中间代码选 用四元式。 （3） 写出算术表达式的符合分析方法要求的文法，给出 分析方法的思想，完成分析程序设计。 （4） 编制好分析程序后，设计若干用例，上机测试并通 过所设计的分析程序。 设计题二：简单计算器的设计 1．目的 通过设计、编制、调试一个简单计算器程序，加深对语法及语 义分析原理的理解，并实现词法分析程序对单词序列的词法检 查和分析。 2.设计内容及要求 算术表达式的文法：
四川大学编译原理期末复习总结
一、简答题 1.什么是编译程序 答：编译程序是一种将高级语言程序(源程序)翻译成低级语言(目标程序)的程序。 将高级程序设计语言程序翻译成逻辑上等价的低级语言(汇编语言,机器语言)程序的翻译程序。 2.请写出文法的形式定义 答：一个文法G抽象地表示为四元组 G=（Vn,Vt,P,S） –其中Vn表示非终结符号 –Vt表示终结符号，Vn∪Vt=Ｖ(字母表)，Vn∩Vt=φ –S是开始符号， –P是产生式，形如：α→β(α∈V+且至少含有一个非终结符号，β∈V*) 3.语法分析阶段的功能是什么 答：在词法分析的基础上，根据语言的语法规则，将单词符号串分解成各类语法短语(例：程序、语句、表达式)。确定整个输入串是否构成语法上正确的程序。 4.局部优化有哪些常用的技术 答：优化技术1—删除公共子表达式 优化技术2—复写传播 优化技术3—删除无用代码 优化技术4—对程序进行代数恒等变换（降低运算强度） 优化技术5—代码外提 优化技术6—强度削弱 优化技术7—删除归纳变量 优化技术简介——对程序进行代数恒等变换（代数简化） 优化技术简介——对程序进行代数恒等变换（合并已知量） 5．编译过程分哪几个阶段 答：逻辑上分五个阶段：词法分析、语法分析、语义分析与中间代码生成、代码优化、目标代码生成。每个阶段把源程序从一种表示变换成另一种表示。 6. 什么是文法 答：文法是描述语言的语法结构的形式规则。是一种工具，它可用于严格定义句子的结构； 用有穷的规则刻划无穷的集合；文法是被用来精确而无歧义地描述语言的句子的构成方式；文法描述语言的时候不考虑语言的含义。 7. 语义分析阶段的功能是什么 答：对语法分析所识别出的各类语法范畴分析其含义，进行初步的翻译(翻译成中间代码)； 并对静态语义进行审查。 8.代码优化须遵循哪些原则 答：等价原则：不改变运行结果 有效原则：优化后时间更短，占用空间更少 合算原则：应用较低的代价取得较好的优化效果 9.词法分析阶段的功能是什么 答：
编译原理语义分析实验报告——免费!
语义分析实验报告 一、实验目的： 通过上机实习，加深对语法制导翻译原理的理解，掌握将语法分析所识别的语法成分变换为中间代码的语义翻译方法。 二、实验要求： 采用递归下降语法制导翻译法，对算术表达式、赋值语句进行语义分析并生成四元式序列。 三、算法思想： 1、设置语义过程。 （1）emit(char *result,char *ag1,char *op,char *ag2) 该函数的功能是生成一个三地址语句送到四元式表中。 四元式表的结构如下： struct { char result[8]; char ag1[8]; char op[8]; char ag2[8]; }quad[20]; (2) char *newtemp() 该函数回送一个新的临时变量名，临时变量名产生的顺序为T1，T2，… char *newtemp(void) { char *p; char m[8]; p=(char *)malloc(8); k++; itoa(k,m,10); strcpy(p+1,m); p[0]=’t’; return(p); } 2、函数lrparser 在原来语法分析的基础上插入相应的语义动作：将输入串翻译成四元式序列。在实验中我们只对表达式、赋值语句进行翻译。
四、源程序代码： #include
编译原理课程设计心得体会范文(单片机)
编译原理课程设计心得体会范文（单片机）经过一个星期的编译原理课程设计，本人在刘贞老师的指导下，顺利完成该课程设计。通过该课程设计，收获颇多。 一、对实验原理有更深的理解 通过该课程设计，掌握了什么是编译程序，编译程序工作的基本过程及其各阶段的基本任务，熟悉了编译程序总流程框图，了解了编译程序的生成过程、构造工具及其相关的技术对课本上的知识有了更深的理解，课本上的知识师机械的，表面的。通过把该算法的内容，算法的执行顺序在计算机上实现，把原来以为很深奥的书本知识变的更为简单，对实验原理有更深的理解。 二、对该理论在实践中的应用有深刻的理解 通过把该算法的内容，算法的执行顺序在计算机上实现，知道和理解了该理论在计算机中是怎样执行的，对该理论在实践中的应用有深刻的理解。 三、激发了学习的积极性 通过该课程设计，全面系统的理解了编译原理程序构造的一般原理和基本实现方法。把死板的课本知识变得生动有趣，激发了学习的积极性。把学过的计算机编译原理的知识强化，能够把课堂上学的知识通过自己设计的程序表示出来，加深了对理论知识的理解。以前对与计算机操 作系统的认识是模糊的，概念上的，现在通过自己动手做实验，
从实践上认识了操作系统是如何处理命令的，如何协调计算机内部各个部件运行，对计算机编译原理的认识更加深刻。课程设计中程序比较复杂，在调试时应该仔细，在程序调试时，注意指针，将不必要的命令去除。 在这次课程设计中，我就是按照实验指导的思想来完成。加深了理解文件系统的内部功能及内部实现，培养实践动手能力和程序开发能力的目的。 四、理解了该知识点以及学科之间的融合渗透 本次课程设计程序部分是用c语言编写的，把《计算机操作系统》，《编译原理》，《算法分析与设计》《c语言》四门学科联系起来，把 各个学科之间的知识融合起来，把各门课程的知识联系起来，对计算机整体的认识更加深刻。使我加深了对《计算机操作系统》，《编译原理》，《算法分析与设计》《c语言》四门课程的认识。 嵌入式课程设计心得体会 本学期为期一周的嵌入式课程设计在不知不觉中结束了，虽说这次课程设计时间不是很长，但是感觉自己收获颇丰，不仅学习到了一些新知识，回顾了以前的一些快要遗忘的知识点，而且使自己的学习目标更加明确，学习方法更加完善，也体会到软件开发的趣味，更加清楚地认识到了自己在软件开发及学习上的一些不足之处。下面就来详细写一下我关于此次课程设计的心得体会： 此次课程设计的实训的是由上海杰普公司的楚老师带我们完成的。楚老师看上去比较年轻，给我们很有亲和力，技术上也很强，而
编译原理实验报告
编译原理实验报告 姓名： 学号： 班级： 学院： 南昌大学信息工程学院计算机系 2014年6月
目录 实验一 (3) 实验二 (8) 实验三 (15)
实验1 词法分析程序的设计 学生姓名：学号：专业班级： 实验类型：□验证□综合□设计□创新实验日期：实验成绩： 一、实验目的 掌握计算机语言的词法分析程序的开发方法。 二、实验内容 编制一个能够分析三种整数、标识符、主要运算符和主要关键字的词法分析程序。 三、实验要求 1、根据以下的正规式，编制正规文法，画出状态图； 标识符<字母>(<字母>|<数字字符>)* 十进制整数0 |（1|2|3|4|5|6|7|8|9）（0|1|2|3|4|5|6|7|8|9）* 如有余力，则进一步分析八进制和十六进制整数，其正规式如下： 八进制整数0（1|2|3|4|5|6|7）（0|1|2|3|4|5|6|7）* 十六进制整数0x（0|1|2|3|4|5|6|7|8|9|a|b|c|d|e|f）（0|1|2|3|4|5|6|7|8|9|a|b|c|d|e|f）* 运算符和界符+ - * / > < =<= >=( ) ；{ } 关键字main if then else while do int (可根据需要添加) 2、根据状态图，设计词法分析函数int scan( )，完成以下功能： 1）从文本文件中读入测试源代码，根据状态转换图，分析出一个单词， 2）以二元式形式输出单词<单词种类，单词属性> 其中单词种类用整数表示： 0：标识符 1：十进制整数 2：八进制整数 3：十六进制整数 运算符和界符，关键字采用一字一符，不编码 其中单词属性表示如下： 标识符，整数由于采用一类一符，属性用单词表示 运算符和界符，关键字采用一字一符，属性为空 3、编写测试程序，反复调用函数scan( )，输出单词种别和属性。 四、实验环境 PC微机 DOS操作系统或Windows 操作系统 Turbo C 程序集成环境或Visual C++ 程序集成环境
编译原理实验报告一
实验一词法分析程序实现 一、实验目得与要求 通过编写与调试一个词法分析程序,掌握在对程序设计语言得源程序进行扫描得过程中,将字符流形式得源程序转化为一个由各类单词符号组成得流得词法分析方法 二、实验内容 基本实验题目：若某一程序设计语言中得单词包括五个关键字begｉｎ、end、if、then、elsｅ；标识符；无符号常数；六种关系运算符；一个赋值符与四个算术运算符，试构造能识别这些单词得词法分析程序（各类单词得分类码参见表Ｉ）。 表Ｉ语言中得各类单词符号及其分类码表 输入:由符合与不符合所规定得单词类别结构得各类单词组成得源程序文件。 输出：把所识别出得每一单词均按形如(CLASS，VＡLUE）得二元式形式输出,并将结果放到某个文件中。对于标识符与无符号常数，CＬASS字段为相应得类别码得助记符;V AL ＵＥ字段则就是该标识符、常数得具体值；对于关键字与运算符,采用一词一类得编码形式，仅需在二元式得CLASS字段上放置相应单词得类别码得助记符，V ALUE字段则为“空". 三、实现方法与环境 词法分析就是编译程序得第一个处理阶段，可以通过两种途径来构造词法分析程序.其一就是根据对语言中各类单词得某种描述或定义(如BＮF)，用手工得方式（例如可用Ｃ语言)构造词法分析程序。一般地,可以根据文法或状态转换图构造相应得状态矩阵,该状态矩阵连同控制程序一起便组成了编译器得词法分析程序;也可以根据文法或状态转换图直接编写词法分析程序。构造词法分析程序得另外一种途径就是所谓得词法分析程序得自动生成，即首先用正规式对语言中得各类单词符号进行词型描述,并分别指出在识别单词时,词法分析程
编译原理课程设计
编译原理课程设计报告 课题名称： C-语言编译器设计（scanner和parser） 提交文档学生姓名： 提交文档学生学号： 同组成员名单：无 指导教师姓名：金军 指导教师评阅成绩： 指导教师评阅意见： . . 提交报告时间： 2011年 6 月 17 日
1.课程设计目标 设计C-Minus编译器分为scanner和parser两个部分。scanner主要作用是对目标代码进行扫描，列出关键字，变量等内容；parser主要对语法进行分析并生成语法树。 2.分析与设计 ●实现方法：代码用C语言编译而成。其中scanner为手工实现，主要采用switch-case结构实现 状态转换；parser部分采用递归下降分析方法实现。 ●扫描器：C-的词法如下： 1、语言的关键字：i f el se i nt return void while 2、专用符号：+ - * /< <= > >= == != =; , ( ) [ ] { } /* */ 3、其他标记是变量（ID）和数字（NUM），通过下列正则表达式定义： ID = letter letter* NUM = di git digi t* letter = a|..|z|A|..|Z digi t = 0|..|9 4、空格由空白、换行符和制表符组成。空格通常被忽略，除了它必须分开ID、NUM关键字 5. 注释用通常的C语言符号/ * . . . * /围起来。注释可以放在任何空白出现的位置(即注释不能放在 标记内)上，且可以超过一行。注释不能嵌套 其DFA图如下：
分析器：以下为C-的语法规则BNF:
编译原理报告 (2)
课程实验报告课程名称：《编译原理》 专业班级：信息安全1302 学号： 姓名： 指导教师： 报告日期：2015年11月6日 计算机科学与技术学院
目录 目录 (2) 1 实验一词法分析 (3) 1.1实验目的 (3) 1.2实验要求 (3) 1.3算法思想 (4) 1.4实验程序设计说明 (5) 1.5词法分析实现 (6) 1.6词法实验结果及结果分析 (11) 2 实验二语法分析 (12) 2.1 实验目的 (12) 2.2 实验要求 (12) 2.3 算法思想 (12) 2.4 实验程序设计说明 (14) 2.5 语法分析实现 (14) 4 实验中遇到的问题及解决 (22) 参考资料 (23)
1 实验一词法分析 1.1 实验目的 设计、编制并调试一个词法分析程序，加深对词法分析原理的理解。 1.2 实验要求 1、待分析的简单的词法 （1）关键字： main int char if else for while 所有的关键字都是小写。 （2）运算符和界符 ：= + -* / < <= <> > >= = == != ; ( ) [ ] { } #（3）其他单词是标识符（ID）和整型常数（SUM），通过以下正规式定义： ID = letter (letter | digit)* NUM = digit digit* （4）空格有空白、制表符和换行符组成。空格一般用来分隔ID、SUM、运算符、界符和关键字，词法分析阶段通常被忽略。 2、各种单词符号对应的种别码： 表1 各种单词符号对应的种别码
3、词法分析程序的功能： 输入：所给文法的源程序字符串。 输出：二元组（syn,token或sum）构成的序列。 其中：syn为单词种别码； token为存放的单词自身字符串； sum为整型常数。 例如：对源程序begin x:=9: if x>9 then x:=2*x+1/3; end #的源文件，经过词法分析后输出如下序列： (1,begin)(10,x)(18,:=)(11,9)(26,;)(2,if)…… 1.3 算法思想 算法的基本任务是从字符串表示的源程序中识别出具有独立意义的单词符号，其基本思想是根据扫描到单词符号的第一个字符的种类，拼出相应的单词符号。 1、主程序示意图： 主程序示意图如图1所示。其中初始包括以下两个方面： ⑴关键字表的初值。 关键字作为特殊标识符处理，把它们预先安排在一张表格中（称为关键字表），当扫描程序识别出标识符时，查关键字表。如能查到匹配的单词，则该单词为关键字，否则为一般标识符。关键字表为一个字符串数组，其描述如下： Char *rwtab[6] = {“begin”, “if”, “then”, “while”, “do”, “end”,}; 开始 置初值 调用扫描子程序 输出单词二元组 否 输入串结束? 是 结束 图1 主程序示意图
编译原理实验指导书
编译原理实验指导 书
《编译原理》实验指导书 太原科技大学计算机学院 -3-1
序 《编译原理》是国内外各高等院校计算机科学技术类专业，特别是计算机软件专业的一门重要专业课程。该课程系统地向学生介绍编译程序的结构、工作流程及编译程序各组成部分的设计原理和实现技术。由于该课程理论性和实践性都比较强，内容较为抽象复杂，涉及到大量的软件设计和算法，因此，一直是一门比较难学的课程。为了使学生更好地理解和掌握编译原理和技术的基本概念、基本原理和实现方法，实践环节非常重要，只有经过上机进行程序设计，才能使学生对比较抽象的教学内容产生具体的感性认识，增强学生综合分析问题、解决问题的能力，并对提高学生软件设计水平大有益处。 为了配合《编译原理》课程的教学，考虑到本课程的内容和特点，本指导书设置了七个综合性实验，分别侧重于词法分析、NFA的确定化、非递归预测分析、算符优先分析器的构造、LR分析、语义分析和中间代码的生成、基于DAG的基本块优化，以支持编译程序的各个阶段，基本涵盖了《编译原理》课程的主要内容。 本指导书可作为《编译原理》课程的实验或课程设计内容，在课程教学的同时，安排学生进行相关的实验。实验平台可选择在MS-DOS或Windows操作系统环境，使用C/C++的任何版本作为开发工具。学生在做完试验后，应认真撰写实验报告，内容应
包括实验名称、实验目的、实验要求、实验内容、测试或运行结果等。
目录 实验一词法分析 ........................................................... 错误!未定义书签。实验二 NFA的确定化.................................................... 错误!未定义书签。实验三非递归预测分析 ............................................... 错误!未定义书签。实验四算符优先分析器的构造................................... 错误!未定义书签。实验五 LR分析 .............................................................. 错误!未定义书签。实验六语义分析和中间代码生成................................ 错误!未定义书签。实验七基于DAG的基本块优化................................... 错误!未定义书签。
CMinus词法分析和语法分析设计编译器编译原理课程设计报告书
编译原理课程设计报告 课题名称：C- Minus词法分析和语法分析设计 提交文档学生姓名：X X X 提交文档学生学号：XXXXXXXXXX 同组成员名单：X X X 指导教师姓名：X X 指导教师评阅成绩： 指导教师评阅意见： . . 提交报告时间：2015年6月10日
1.课程设计目标 实验建立C-编译器。只含有扫描程序（scanner）和语法分析（parser）部分。 2.分析与设计 C-编译器设计的整体框架，本实验实现扫描处理和语法分析程序（图中粗黑部分）。 2.1 、扫描程序scanner部分 2.1.1系统设计思想 设计思想：根据DFA图用switch-case结构实现状态转换。 惯用词法：
①语言的关键字：else if int return void while ②专用符号：+ - * / < <= > >= == != = ; , ( ) [ ] { } /* */ ③其他标记是ID和NUM，通过下列正则表达式定义： ID = letter letter* NUM = digit digit* letter = a|..|z|A|..|Z digit = 0|..|9 大写和小写字母是有区别的 ④空格由空白、换行符和制表符组成。空格通常被忽略，除了它必须分开ID、NUM 关键字。 ⑤注释用通常的C语言符号/ * . . . * /围起来。注释可以放在任何空白出现的位置(即注释不能放在标记内)上，且可以超过一行。注释不能嵌套 scanner的DFA
说明：当输入的字符使DFA到达接受状态的时候，则可以确定一个单词了。初始状态设置为START，当需要得到下一个token时，取得次token的第一个字符，并且按照DFA与对此字符的类型分析，转换状态。重复此步骤，直到DONE为止，输出token类型。当字符为“/”时，状态转换为SLAH再判断下一个字符，如果为“*”则继续转到INCOMMENT，最后以“*”时转到ENDCOMMENT状态，表明是注释，如果其他的则是字符停滞于当前字符，并且输出“/”。 2.1.2程序流程图
编译原理学习心得
编译原理学习心得 编译原理学习心得1 编译程序在计算机科学与技术的发展历史中发挥了巨大作用，是计算机系统的核心支撑软件。而“编译原理”这门课程一直以来是国内外大学计算机相关专业的重要课程。因为它的知识结构贯穿程序设计语言、系统环境以及体系结构，能以相对的视角体现从软件到硬件以及软硬件协同的整机概念。其理论基础又涉及形式语言与自动机、数据结构与算法等计算机学科的许多重要方面，为联系计算机科学理论和计算机系统的典范。 虽然编译原理这门课程在大多数的人里认为枯燥无味，学起来就像看天书一样。然而学习这门课程还是有一定的好处的。比如可以更加容易的理解在一个语言种哪些写法是等价的，哪些是有差异的，可以更加客观的比较不同语言的差异，并且学习新的语言的效率也会更加高，语言转换也会更加游刃有余。 不学“编译原理”这门课程的话，自己的编程思想会很浅显。而且编程也只仅仅停留在编程上，无法深入理解其中的原理。 学习编译原理的话，从文法、正规式、NFA与DFA的定义，下手，要用心动脑去体会 编译原理学习心得2
从联系最紧密的操作系统来说吧，你写多线程/多进程的程序就得和操作系统的知识打交道。写多线程得加锁吧，临界区、死锁的四个条件之类的标准的操作系统的内容吧(不得不吐槽一下，某国内一线电商干了三年的程序猿，写多线程居然不知道加锁，也是醉了)。进程间通信的几种方式什么管道、socket、共享内存等，这也是操作系统的内容吧。文件系统，这也是经常要打交道的东西。还有内存什么的，你做Android 开发，这些里边有很多东西都在系统层面被封装好了，但是你要是不知道原理，一旦出了错根本无从调试，况且你该不会打算写一辈子写Android 就是填逻辑吧。 然后，是编译原理，普通的程序猿是接触不到编译器或者虚拟机的开发的。但是这并不意味着编译原理就用不到。说个最常见的读取配置文件，只要你的配置文件有自定义的语法，你就要用编译原理的东西。还有类似于自动生成代码啦、正则表达式啦这些都算是编译原理的内容。你既然是写Java 的不了解虚拟机怎么可以，最基本的字节码总是需要能看懂的吧，分析一些疑难杂症的时候字节码还是很有用的。 最后，是计算机原理，如果只是做应用开发的话计算机原理其实不必要掌握的多深入，但是一些基本的概念还是要清楚的。比如寄存器、缓存、中断什么的，关键的时候可以帮助你调试。在一些对性能要求非常高的场合，也是很有作用的。此外，学了
编译原理实验报告2
学生学号实验课成绩 武汉理工大学 学生实验报告书 实验课程名称编译原理 开课学院计算机科学与技术学院 指导老师姓名饶文碧 学生姓名 学生专业班级
—学年第学期 实验课程名称：编译原理 实验项目名称单词的词法分析实验成绩 实验者专业班级组别 同组者实验日期 第一部分：实验分析与设计（可加页） 一、实验内容描述（问题域描述） 完成对某一种常用高级语言（如Pascal、C语言、PL/0语言）的各类单词进行词法分析，即对源程序从左到右进行扫描，对组成源程序的字符串拼接成为单词；并把其转换成属性字输出。 实验要求： （1）选择常用高级程序设计语言（如 Pascal、C语言、PL/0语言）的源程序作为词法分析对象。 （2）根据教学要求和学生具体情况，从上列语言之一中选取它的一个适当大小的子集，可以选取一类典型单词，也可以尽可能使各种类型的单词都能兼顾到。其基本要求是：对源程序从左到右进行扫描，对组成源程序的字符串拼接成为单词，并把其转换成属性字输出。
二、实验基本原理与设计（包括实验方案设计，实验手段的确定，试验步骤等，用硬件逻辑或者算法描述） #include
编译原理课程设计
编译原理课程设计 自顶向下语法分析器 学院（系）：计算机科学与技术学院学生姓名：xxxxxxxxx 学号：xxxxxxxxx 班级：电计1102 大连理工大学 Dalian University of Technology
目录
1 系统概论 语法分析是编译过程的核心部分。它的任务是在词法分析识别出单词符号串的基础上，分析并判定程序的语法结构是否符合语法规则。语法分析器在编译程序中的地位如图1所示： 图1 语法分析器在编译程序中的地位 语言的语法结构是用上下文无关文法描述的。因此，语法分析器的工作本质上就是按文法的产生式，识别输入符号串是否为一个句子。这里所说的输入串是指由单词符号（文法的终结符）组成的有限序列。对一个文法，当给你一串（终结）符号时，怎样知道它是不是该文法的一个句子呢？这就要判断，看是否能从文法的开始符号出发推导出这个输入串。或者，从概念上讲，就是要建立一棵与输入串相匹配的语法分析树。 自顶向下分析法就是语法分析办法中的一类。顾名思义，自顶向下就是从文法的开始符号出发，向下推导，推出句子。这种方法是带“回溯”的。 自顶向下分析的主旨是，对任何输入串，试图用一切可能的办法，从文法开始符号（根结）出发，自上而下地为输入串建立一棵语法树。或者说，为输入串寻找一个最左推导。这种分析过程本质上是一种试探过程，是反复使用不同产生式谋求匹配输入串的过程。 实现这种自顶向下的带回溯试探法的一个简单途径是让每个非终结符对应一个递归子程序。每个这种子程序可作为一个布尔过程。一旦发现它的某个候选与输入串相匹配，就用这个候选去扩展语法树，并返回“真”值；否则，保持原来的语法树和IP值不变，并返回“假”值。 2 需求分析 以前，人们对语法的分析都建立在人工的基础上，人工分析虽然能够做到侧类旁推，但终究人力有限，再精密的分析都会出现或多或少的错误。为减少因人为产生的错误，并加快
编译原理课程设计报告(一个完整的编译器)
编译原理程序设计报告 一个简单文法的编译器的设计与实现专业班级：计算机1406班 组长姓名：宋世波 组长学号： 20143753 指导教师：肖桐 2016年12月
设计分工 组长学号及姓名：宋世波20143753 分工：文法及数据结构设计 词法分析 语法分析（LL1） 基于DAG的中间代码优化 部分目标代码生成 组员1学号及姓名：黄润华20143740 分工：中间代码生成(LR0) 部分目标代码生成 组员2学号及姓名：孙何奇20143754 分工：符号表组织 部分目标代码生成
摘要 编译器是将便于人编写，阅读，维护的高级计算机语言翻译为计算机能解读、运行的低阶机器语言的程序。编译是从源代码（通常为高阶语言）到能直接被计算机或虚拟机执行的目标代码（通常为低阶语言或机器语言）的翻译过程。 一．编译器的概述 1.编译器的概念 编译器是将便于人编写，阅读，维护的高级计算机语言翻译为计算机能解读、运行的低阶机器语言的程序。编译器将原始程序作为输入，翻译产生使用目标语言的等价程序。源代码一般为高阶语言如Pascal、C++、Java 等，而目标语言则是汇编语言或目标机器的目标代码，有时也称作机器代码。 2．编译器的种类 编译器可以生成用来在与编译器本身所在的计算机和操作系统（平台）相同的环境下运行的目标代码，这种编译器又叫做“本地”编译器。另外，编译器也可以生成用来在其它平台上运行的目标代码，这种编译器又叫做交叉编译器。交叉编译器在生成新的硬件平台时非常有用。“源码到源码编译器”是指用一种高阶语言作为输入，输出也是高阶语言的编译器。例如: 自动并行化编译器经常采用一种高阶语言作为输入，转换其中的代码，并用并行代码注释对它进行注释（如OpenMP）或者用语
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： 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。 …
编译原理课程设计
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。 编译原理课程设计： 《编译原理课程设计》是2007年11月浙江大学出版社出版的图书，作者是冯雁、鲁东明、李莹。 内容简介： 本书围绕着编译技术的基本原理和方法，以模拟程序设计语言SPL的编译器的设计和实现为主线，结合词法分析、语法分析、语义分析、代码生成、代码优化、错误处理等各个基本模块，对原理和实现方法进行了详细分析。该编译器可接受SPL的程序，并将其翻译成汇编语言程序，最终实现汇编语言到8086/8088机器语言的翻译。本书为编译技术等相关课程的实验提供了参考。在附件中还提供了三类不同类型和难度的实验题，可供课程实验选择。 第1章引论： 1.1本书介绍 1.2SPL语言的特点及实验安排
1.2.1SPL语言的特点 1.2.2SPL语言编译器的主要结构1.2.3实验安排 1.3平台的选择和介绍 1.3.1LEX简介 1.3.2YACC简介 第2章词法分析： 2.1词法分析器的基本框架 2.2词法分析器的基本原理 2.2.1DFA的构造和实现 2.2.2词法分析的预处理 2.2.3实现词法分析器的注意要点2.3词法分析器的实现 2.3.1SPL语言单词属性字 2.3.2SPL词法分析器的输入和输出2.3.3SPL词法分析器的分析识别第3章语法分析： 3.1语法分析的基本框架 3.1.1上下文无关文法 3.1.2语法分析过程 3.1.3语法分析过程中的数据结构3.2语法分析的基本方法
编译原理课程设计心得体会
编译原理课程设计心得体会 假期期间我参加了由高平市教育局组织的构建高效课堂的培训，课题是三环节问题导学课课堂教学模式，张艳红老师论述了课堂是教学的主要阵地之一，是教师传授知识、学生学习知识的场所，教师和学生交往互动的空间，是教师引导学生发展、探究知识的主渠道，也是实现高效教学的主战场。要提高英语教学质量，就必须重视英语课堂教学，实现有效课堂教学。教师如何优化课堂教学，激发学生学习英语的兴趣，培养学生良好的英语学习习惯，通过这次理论学习和培训,使我对课堂有效教学有了更深刻的认知： 经过一个星期的编译原理课程设计，本人在老师的指导下，顺利完成该课程设计。通过该课程设计，收获颇多。 一、对实验原理有更深的理解 通过该课程设计，掌握了什么是编译程序，编译程序工作的基本过程及其各阶段的基本任务，熟悉了编译程序总流程框图，了解了编译程序的生成过程、构造工具及其相关的技术对课本上的知识有了更深的理解，课本上的知识师机械的，表面的。通过把该算法的内容，算法的执行顺序在计算机上实现，把原来以为很深奥的书本知识变的更为简单，对实验原理有更深的理解。 二、对该理论在实践中的应用有深刻的理解 要养成注释程序的好习惯，一个程序的完美与否不仅仅是实现功能，而应该让人一看就能明白你的思路，这样也为资料的保存和交流提供了方便;在设计课程过程中遇到问题是很正常德，但我们应该将每次遇到的问题记录下来，并分析清楚，以免下次再碰到同样的问题的课程设计结束了，但是从中学到的知识会让我受益终身。 通过把该算法的内容，算法的执行顺序在计算机上实现，知道和理解了该理论在计算机中是怎样执行的，对该理论在实践中的应用有深刻的理解。 自1987年就和程永革一起共事的歌舞话剧团演唱队队长骆汉泉含泪说道：“永革是我的好兄弟，这么多年，我们一起排练、演出，他的敬业精神一直留在我的脑海中，他的艺术才华和人品都给我们留下了深刻的印象。作为艺术人才，他尽职尽责，用自己的生命演绎出人生的追求。虽然他已经离我们而去，但是他难能可贵的责任担当和执着敬业的奉献精神一直感染着我们，我们也将在今后的工作中，以他为榜样，演好戏、做好人。” 月27日，全县《科学》教研会在城内小学召开。与其它学科教研会不同的是，《科学》教研会不是对新课标进行培训，而是科学课高效课堂的培训。原因是新拟定的《科学课程标准》还没有正式颁布。这次会议，全县专兼职老师一共100多人，观摩了三节高效课堂教学，聆听了龚主任所作的“构建自主探究式的高效课堂”专题讲座。
编译原理课程设计
先简要分析一下语法分析的大致流程： 当有句子要进行处理时，首先要对其进行词法分析来分解出该句子中的每个符号，然后将该句子按照算符优先算法压入归约栈中，如果可以顺利归约，则说明这是一个合法的句子，否则该句子非法。 这里有一个需要考虑的地方，就是如何进行归约。由于文法已经给定，所以我们考虑设计一个文法表，文法表中的内容就是可归约串的种别码的顺序，比如v=E可以表示为9,1,13。这样的话当我们要进行一次归约时，只用按顺序存储最左素短语中符号的种别码，然后拿这个种别码序列与文法表进行匹配，就可知道当前归约需要执行哪些操作。 还有一点需要注意，就是如何对一个表达式进行求值。这里需要我们设计一个二元组的变量名表，这个变量名表可以根据变量的名称来返回变量的数据。变量名表的具体设计见详细设计部分。 由于是简化分析，所以这个程序只考虑整数的处理。 有了上面的分析，可以构造出算符优先分析算法的流程图，如下图所示。
详细设计 （1）词法分析部分 由于词法分析的内容在课程设计1中已经介绍，并且这次的状态转换图与课程设计1中的非常相似，所以这里就不过多介绍。（2）优先关系表 在程序中我们用一个二维数组priTable[][]来存储算符间的优先关系。priTable[a][b]=1表示a>b; 。priTable[a][b]=0表示a=b; 。priTable[a][b]=-1表示a 电子科技大学 实验报告 学生姓名：学号：指导教师： 实验地点：实验时间： 一、实验室名称：计算机学院软件工程实验室 二、实验项目名称：词法分析器的设计与实现 三、实验学时：4学时 四、实验原理 1.编译程序要求对高级语言编写的源程序进行分析和合成，生成目标程序。词法分析是对源程序进行的首次分析，实现词法分析的程序为词法分析程序。 2.词法分析的功能是从左到右逐个地扫描源程序字符串，按照词法规则识别出单词符号作为输出，对识别过程中发现的词法错误，输出相关信息。 3.状态转换图是有限有向图，是设计词法分析器的有效工具。 五、实验目的 通过设计词法分析器的实验，使同学们了解和掌握词法分析程序设计的原理及相应的程序设计方法，同时提高编程能力。 六、实验内容 实现求n！的极小语言的词法分析程序，返回二元式作为输出。 七、实验器材（设备、元器件） 1.操作系统：Windows XP 2.开发工具：VC6.0 3.普通PC即可 八、实验步骤 （1）启动VC6.0，创建空白工程项目。选择菜单中的“文件”->“新建”->“项目”，在弹出的对话框中，左边的“项目类型”框中，选择“Visual C++ 项目”，在右边框中，选择“空项目(.Net)”，在对话框下边，选择工程文件存放目录及输入名称，如Example1，单击“确定”。 （2）建立相应的单词符号与种别对照表； （3）根据状态转换图编写相应的处理函数； （4）完成词法分析器； （5）编译与调试以上程序； （6）生成相应的*.dyd文件，作为后面语法分析的输入文件。 九、实验数据及结果分析 可以对源程序进行词法分析，如果有错给出出错信息和所在行数，如果无错则生成二元式文件。 十、实验结论 本实验程序较好地完成了词法分析程序的设计与实现，能够对所给文法的程序进行词法分析，在没有词法错误的时候生成相应的二元式文件。该实验程序可一次性给出源程序中的词法错误。 十一、总结及心得体会 通过该实验，对词法分析程序的设计，以及运用C语言进行编程有了更深刻的理解，同时加深了自己对词法分析程序的原理的理解与掌握，提高了自己的动手能力。 十二、对本实验过程及方法、手段的改进建议 程序设计合理，代码可进一步优化。 报告评分： 指导教师签字： 实验一词法分析程序实现 一、实验目的与要求 通过编写和调试一个词法分析程序，掌握在对程序设计语言的源程序进行扫描的过程中，将字符流形式的源程序转化为一个由各类单词符号组成的流的词法分析方法 二、实验内容 基本实验题目：若某一程序设计语言中的单词包括五个关键字begin、end、if、then、else；标识符；无符号常数；六种关系运算符；一个赋值符和四个算术运算符，试构造能识别这些单词的词法分析程序（各类单词的分类码参见表I）。 表I 语言中的各类单词符号及其分类码表 输入：由符合和不符合所规定的单词类别结构的各类单词组成的源程序文件。 输出：把所识别出的每一单词均按形如（CLASS，VALUE）的二元式形式输出，并将结果放到某个文件中。对于标识符和无符号常数，CLASS字段为相应的类别码的助记符；VALUE 字段则是该标识符、常数的具体值；对于关键字和运算符，采用一词一类的编码形式，仅需在二元式的CLASS字段上放置相应单词的类别码的助记符，VALUE字段则为“空”。 三、实现方法与环境 词法分析是编译程序的第一个处理阶段，可以通过两种途径来构造词法分析程序。其一是根据对语言中各类单词的某种描述或定义（如BNF），用手工的方式（例如可用C语言）构造词法分析程序。一般地，可以根据文法或状态转换图构造相应的状态矩阵，该状态矩阵连同控制程序一起便组成了编译器的词法分析程序；也可以根据文法或状态转换图直接编写词法分析程序。构造词法分析程序的另外一种途径是所谓的词法分析程序的自动生成，即首先用正规式对语言中的各类单词符号进行词型描述，并分别指出在识别单词时，词法分析程序所应进行的语义处理工作，然后由一个所谓词法分析程序的构造程序对上述信息进行加工。如美国BELL实验室研制的LEX就是一个被广泛使用的词法分析程序的自动生成工具。 处理过程简述：在一个程序设计语言中，一般都含有若干类单词符号，为此可首先为每类单词建立一张状态转换图，然后将这些状态转换图合并成一张统一的状态图，即得到了一个有限自动机，再进行必要的确定化和状态数最小化处理，最后添加当进行状态转移时所需执行的语义动作，就可以据此构造词法分析程序了。 为了使词法分析程序结构比较清晰，且尽量避免某些枝节问题的纠缠，我们假定要编译的语言中，全部关键字都是保留字，程序员不得将它们作为源程序中的标识符；在源程序的输入文本中，关键字、标识符、无符号常数之间，若未出现关系和算术运算符以及赋值符，则至少须用一个空白字符加以分隔。作了这些限制以后，就可以把关键字和标识符的识别统一进行处理。即每当开始识别一个单词时，若扫视到的第一个字符为字母，则把后续输入的字母或数字字符依次进行拼接，直至扫视到非字母、数字字符为止，以期获得一个尽可能长的字母数字字符串，然后以此字符串查所谓保留字表（此保留字表要事先造好），若查到此字符串，则取出相应的类别码；反之，则表明该字符串应为一标识符。编译原理标准实验报告
编译原理实验报告一