FirstVT集和LastVT集生成算法模拟(编译原理课设)
课程设计(论文)任务书
软件学院学院软件测试专业 4 班
一、课程设计(论文)题目 FIRSTVT集和LASTVT集生成算法模拟
二、课程设计(论文)工作自2014 年 6 月16 日起至2014 年6 月 21 日止。
三、课程设计(论文) 地点: 软件学院实训中心
四、课程设计(论文)内容要求：
1．本课程设计的目的
进一步培养学生编译器设计的思想，加深对编译原理和应用程序的理解，针对编
译过程的重点和难点内容进行编程，独立完成有一定工作量的程序设计任务，同时，强调好的程序设计风格，并综合使用程序设计语言、数据结构和编译原理的知识, 熟悉使用开发工具VC /JA V A/C#/.NET 。
2．课程设计的任务及要求
1）课程设计任务：
设计一个由正规文法生成FIRSTVT集和LASTVT集的算法动态模拟。(算法参见
教材)
动态模拟算法的基本功能是：
(1)输入一个文法G；
(2) 输出由文法G构造FIRSTVT集的算法；
(3) 输出FIRSTVT集；
(4) 输出由文法G构造LASTVT集的算法；
(5) 输出LASTVT集。
2）创新要求：
用界面的形式来展现这个结果集，这样显得更加的美观。
3）课程设计论文编写要求
（1）课程设计任务及要求
（2）设计思路--工作原理、功能规划
（3）详细设计---数据分析、算法思路、功能实现（含程序流程图、主要代码及注释）、界面等。
（4）运行调试与分析讨论---给出运行屏幕截图，分析运行结果，有何改进想法等。（5）设计体会与小结---设计遇到的问题及解决办法，通过设计学到了哪些新知识，巩固了哪些知识，有哪些提高。
（6）报告按规定排版打印，要求装订平整，否则要求返工；
（7）课设报告的装订顺序如下：封面---任务书---中文摘要---目录----正文---附录
(代码及相关图片)
（8）严禁抄袭，如有发现，按不及格处理。
4）课程设计评分标准：
（1）学习态度：20分；
（2）系统设计：20分；
（3）编程调试：20分；
（4）回答问题：20分；
（5）论文撰写：20分。
5）参考文献：
（1）张素琴，吕映芝. 编译原理[M]., 清华大学出版社
（2）蒋立源、康慕宁等，编译原理（第2版）[M]，西安：西北工业大学出版社6）课程设计进度安排
1．准备阶段（4学时）：选择设计题目、了解设计目的要求、查阅相关资料2．程序模块设计分析阶段（4学时）：程序总体设计、详细设计
3．代码编写调试阶段（8学时）：程序模块代码编写、调试、测试
4．撰写论文阶段（4学时）：总结课程设计任务和设计内容，撰写课程设计论文
学生签名：
2014 年 6 月21 日
课程设计(论文)评审意见
（1）学习态度（20分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（2）系统设计（20分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（3）编程调试（20分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；
（4）回答问题（20分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（5）论文撰写（20分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；
评阅人：职称：副教授
2014 年 6 月26 日
目录
绪论 (5)
正文 (5)
设计实现 (11)
测试数据运行结果分析 (13)
课程设计总结 (14)
参考文献 (15)
绪论
随着计算机科学的飞速发展，形式语言与自动机理论和方法的研究也越来越受到人们的重视，但前者已经成为计算机科学的理论基础。本课程设计主要研究自动机在编译方面的应用，并将讨论重点放在算符优先分析法上，并用此理论完成算数表达式的正确与否的判断。
根据算符优先分析算法，编写一个语法程序，程序具有通用性，即编制的语法缝隙程序能够适用于不同文法以及各种输入的单词串。基本思想描述，语法分析前首先要对输入的文法和句子进行词法分析，去除多余的自负，并将产生式和终结符、非终结符填入有关数组，为语法分析做前期准备。算符优先分析算法的核心算法教材上已给出，因此所要做的事只是将其变成实现。
正文
设计目的
本课程设计的题目为“FirstVT集和LastVT集生成算法模拟”，它是算符优先分析算法中判断三种优先关系的关键。算符优先分析算法是自底向上分析方法的一种。所谓自底向上分析，也称移近——规约分析，粗略地说它的实现思想是对输入符号串自左向右进行扫描，并将输入符逐个移入一个后进先出的栈中，边移进边分析，一旦栈顶符号串形成某个句型的句柄或可规约串，就用该产生式的左部非终结符代替相应右部的文法符号串，这称为一部规约。重复这一过程直到规约到栈中只剩文法的开始符号则为分析成功，也就确认输入串是该文法的句子。而算符优先分析算法的基本思想只是规定算符之间的优先关系，也就是只考虑终结符之间的优先关系。
本课程设计的要求只是构造FirstVT集和LastVT集，在此基础上扩充建造算符优先关系表。
问题描述
设计一个给定文法和对应的FIRSTVT和LASTVT集，能依据依据文法和FIRSTVT和LASTVT生成算符优先分析表。可以动态模拟算法的基本功
能，通过输入一个给定文法，及FIRSTVT和LASTVT集，本题目以文法G[E]为测试数据: 文法G[E]:
E->TE’
E’->+TE’|ε
T->FT’
T’->*FT’|ε
F->(E)|i
该文法有对应的FIRSTVT(E)={ +, * ,( ,i } LASTVT(E)={ +，*，),i }
FIRSTVT(E')={ +} LASTVT(E')={ +，*，),i }
FIRSTVT(T)={ * ,( ,i } LASTVT(T)={ *，),i }
FIRSTVT(T')={ * } LASTVT(T')={ *，),i }
FIRSTVT(F)={ ( ,i } LASTVT(F)={ ),i }
通过算符优先关系表构造算法：
给定文法中任何二个终结符对(a,b)之间的优先关系有三种优先关系计算为：
①＝关系：
可以直接查看产生式的右部，对如下形式的产生式：
A→．．．ab．．．或A→．．．aBb．．．则有a=b成立。
②＜关系：
求出每个非终结符B的FIRSTVT(B)，观察如下形式的产生式：
A→．．．aB．．．对每一b∈FIRSTVT(B)，有a＜b成立。
③＞关系：
计算每个非终结符B的LASTVT(B)，观察如下形式的产生式：
A→．．．Bb．．．对每一a∈LASTVT(B)，有a＞b成立。
这样，对于给定的文法和对应的FIRSTVT和LASTVT集，通过二个终结符之间的优先关系表构造算法，可以得到算法优先分析表构造过程的过程和算符优先分析表生成算法。
所以，我们的重点应该放在算符优先分析表的生成算法上，解决了这一问题，也就可以得到我们想要的结果，算法优先分析表以及分析过程。
其中，对于FIRSTVT集和LASTVT集的表示可以采取集合的方式，同样也可以采用关系图法进行表示。
总体设计
算符优先分析表的构造原理：通过检查文法G的每个产生式的每个候选式，可以首先找出满足a＝b的终结符对；为了找出所有满足关系＜和＞的终结符对，我们首先需要对文法G的每个非终结符P构造二个集合FIRSTVT（P）和LASTVT(P)。
1.FirstVT集的构造
FIRSTVT(P）={a|P=>+a．．．或P=>+Qa．．．，a∈VT而Q∈VN }
若有产生式：P→a．．．或P→Qa．．．,则a∈FIRSTVT(P)；
若a∈FIRSTVT(Q)，且有产生式P→Q．．．，则a∈FIRSTVT(P)。
https://www.wendangku.net/doc/715201503.html,stVT集的构造
LASTVT(P)={ a|P=>+．．．a或P=>+．．．aQ，a∈VT而Q∈VN }
若有产生式：U→．．．a或U→．．．aV, 则a∈LASTVT(U)；
若a∈LASTVT(V)，且有产生式U→．．．V，则a∈LASTVT(U)。
当我们有了这二个集合之后，就可以通过检查每个产生式的候选式确定满足关系的“＜”和“＞”的所有终结符对。
我们假定有产生式的一个侯选式形为．．．aP．．．，那么，对任何b∈FIRSTVT(P），a＜b；
假定有产生式的一个候选形为．．．Pb．．．，那么，对任何a∈LASTVT(P)，有a＞b。
3.构造算符优先关系表
在我们有了每个非终结符P的FIRSTVT(P）和LASTVT(P)集合之后，就能够构造文法G的优先表。
详细设计
首先介绍算符优先文法的几个重要性质：
性质1：在算符文法中任何句型都不包含两个相邻的非终结符。
性质2：如果Aa（或者bA）出现在算符文法的句型S中，其中A是非终结符，b是终结符，则S中任何含此b的短语必含有A。
1.FirstVT集的构造，算法描述
①：若有产生式A->a…或A->Ba…，则a属于FirstVT（A），其
中A、B为非终结符，a为终结符。
②：若a属于FirstVT（B）且有产生式A->B…则有a属于FirstVT
（A）。
为了计算方便，建立一个布尔数组F[m,n]（m为非终结字符的个数，n为终结字符的个数）和一个后进先出栈STACK。将所有的非终结符排序，用iA表示非终结符A的序号，再将所有的终结符排序，用ia表示终结符a的序号。算法的目的是要使数组的一个元素最终取值满足：F[iA,ja]的值为真，当且仅当a属于FirstVT（A）。至此，显然所有的非终结符的FirstVT集已完全确定。
步骤如下：
首先按规则①对每个数组元素附初值。观察这些初值，若F[iA,ia]的值是真，则将（A，a）推入栈中，直至对所有数组的初值都按此处理完。然后对栈做如下运算。
将栈顶项弹出，则令其变为真，且将（A，a）推进栈，如此重复直到栈弹空为止。
若表达式文法为：
（0） E'→# E #
（1） E→E + T
（2） E→T
（3） T→T*F
（4） T→F
（5） F→P↑F | P
（6） P→(E)
（7） P→i
计算每个非终结符的FirstVT集和LastVT集得到如下结果：
FIRSTVT(E') = { # }
FIRSTVT(E) = {+，*，↑，（，i}
FIRSTVT(T) = {*，↑，（，i}
FIRSTVT(F) = {↑，（，i}
FIRSTVT(P)={（，i}
https://www.wendangku.net/doc/715201503.html,stVT集的构造，算法描述：
用于构建输入文法的LastVT集
①若有规则U::=…a或U::==…aV,则a属于LastVT（U）
②若有规则U::=…V,且a属于LastVT（V）则a属于LastVT（U）
设一个栈STACK，和一个布尔数组B
Procedure
Insert（U，a）
IF NOT B[U,a] THEN
BEGIN
B[U,a]::=TRUE;把（U，a）推进STACK栈；
END；
BEGIN
FOR 每个非终结符号U和终结符号a DO
B[U,a]:=FALSE;
FOR 每个形如U::=…a或U::=…aV的规则DO
INSERT(U,a);
WHILE STACK栈非空DO
BEGIN
把STACK栈的栈顶弹出，记为（V,a）;
FOR 没条形如U::=…V的规则DO
INSERT(U,a);
END OF WHILE;
END;
具体算法如下：
Begin
For每个终结符P和终结符a Do F[P,a]=FALSE;
For 每个形如P->…a或P->…aQ的产生式，
Do insert （P，a）
While Stack 非空Do
Begin
把Stack 的顶端，记为（Q，a），上托出去；
For每条形如P->…Q的产生式
Insert（P，a）
End of while；
END
针对上述算法可得到每个非终结符的LastVT集如下：
LASTVT(E') = { # }
LASTVT(E) ＝ {+，*，↑，），i}
LASTVT(T) ＝ {*，↑，），i}
LASTVT(F) ＝{↑，），i}
LAVSTVT(P)＝{），i}
①算符优先分析流程图
图1算符优先分析流程图
设计实现
Ⅰ.主要数据存储结构描述：
本课程设计主要采用栈的数据结构，定义一个栈的类，类中主要成员函数实现栈的一些基本操作，如：push（）为入栈操作，pop（）为出栈操作，empty（）判断栈中是否为空，clear（）用于对栈进行清空处理，核心代码为：
①建立FirstVT函数集和SetFirstVT（），用来得到相应文法中所对
应的非终结符的FirstVT集
void CMyDlg::SetFirstVt(int Ptnum) //建立FRISTVT集{
int i,j;
char Q;
char a;
for(i=0;i<100;i++)
for(j=0;j<100;j++)
F[i][j]=false;
for(i=0;i<=Ptnum;i++)
{
if(Vt.Find(Pt[i].pright[0])!=-1)
InsertFirstOrLast(Pt[i].pleft,Pt[i].pright[0],"First");
if(Pt[i].pright.GetLength()>=2)
if(Vn.Find(Pt[i].pright[0])!=-1 && Vt.Find(Pt[i].pright[1])!=-1) InsertFirstOrLast(Pt[i].pleft,Pt[i].pright[1],"First");
}
while(!stack.empty())
{
stack.pop(Q,a);
for(i=0;i if(Pt[i].pright[0]==Q) InsertFirstOrLast(Pt[i].pleft,a,"First"); } } ②建立LastVT集函数和SetLastVT函数，用来得到相应文法中所有非终结符的LastVT集 void CMyDlg::SetLastVt(int Ptnum) //建立LASTVT集 { int i,j; char Q; char a; for(i=0;i<100;i++) for(j=0;j<100;j++) L[i][j]=false; for(i=0;i { if(Vt.Find(Pt[i].pright.Right(1)[0])) InsertFirstOrLast(Pt[i].pleft,Pt[i].pright.Right(1)[0],"Last"); if(Pt[i].pright.GetLength()>=2) if(Vt.Find(Pt[i].pright.Right(2)[0])!=-1&&Vn.Find(Pt[i].pright.Right(2)[1])!=-1) InsertFirstOrLast(Pt[i].pleft,Pt[i].pright.Right(2)[0],"Last"); } while(!stack.empty()) { stack.pop(Q,a); for(i=0;i if(Pt[i].pright[0]==Q) InsertFirstOrLast(Pt[i].pleft,a,"Last"); } } 测试数据运行结果分析 1、测试数据如下，文法G[S] ①S→# E # ②E→E + T ③E→T ④T→T*F ⑤T→F ⑥F→P-F | P ⑦P→(E)|i 它对性的FirstVT集和LastVT集为： FIRSTVT(S) = { # } FIRSTVT(E) = {+，*，-，（，i} FIRSTVT(T) = {*，-，（，i} FIRSTVT(F) = {-，（，i} FIRSTVT(P)={（，i} LASTVT(S) = { # } LASTVT(E) ＝{+，*，-，），i} LASTVT(T) ＝{*，-，），i} LASTVT(F) ＝{-，），i} LA VSTVT(P)＝{），i} 2、运行结果截图为： 课程设计总结 经过一个星期的编译原理课程设计的实践，我重新复习了自底向上的分析方法，其中重点复习了算符优先分析算法，对词法、文法的判断有了较深刻的认识，对算符优先分析算法的FirstVT集和LastVT集的构造有了更加感性的认识，对其中数据的流向和数据的输出操作有了很清晰的认识，对数据在该课程设计中的存储和运算有了深刻的理解。 在本课程设计中还存在没有解决的问题，比如在拓广文法中非终结字符“E’”的识别和空产生式的识别都还是悬而未决的问题。 其实在本课程设计的基础上在添加两个优先关系表的函数创建优先关系函数CMyDlg::Create_G_table()和输出优先关系函数CMyDlg::Show_list1()，就可以实现优先关系表的输出。 “示例文法”为： E->E+T|T T->T*F|F F->(E)|i 采用“示例文法”的实验截图如下： 参考文献 1、张素琴、吕映芝等.编译原理〔M〕（第2版）.清华大学出版社.2005 2、(美)Alfred V.Aho;Monica https://www.wendangku.net/doc/715201503.html,m;Ravi Sethi;Jeffrey D.Ullman. Compilers: Principles, Techniques, and Tools (2nd Edition)〔M〕.机械工业出版社. 2008年12月 3、https://www.wendangku.net/doc/715201503.html,/ ＜PL0编译器-PCompiler＞ 软件需求说明书 作者：刁诗云、麻汉华、潘彦荃、周津、李程完成日期：2009年6月7日 签收人： 签收日期： 修改情况记录： 目录 软件需求说明书 (1) 1 引言 (1) 1.1 编写目的 (1) 1.2 项目背景 (1) 2 项目概述 (2) 2.1 产品描述 (2) 2.2 产品功能 (2) 2.3 用户特点 (2) 3 具体需求 (3) 3.1 EBNF定义的PL/0文法 (3) 3.2 语法图 (4) 3.3 功能需求 (6) 3.4 系统概要设计 (15) 1 引言 1.1 编写目的 为了清楚表达客户提出的需求，便于用户理解和确认项目所包含的具体功能需求、性能需求以及非公能性需求，因此以文件化的形式，把系统整体及其部分的业务流程、系统功能进行了详细的说明。同时，此文也对开发人员起到引导的作用，请认真阅读。 1.2 项目背景 PL/0是由世界著名计算机科学家、PASCAL语言的创始人N.Wirth教授选择提供的。在选择PL/0语言的过程中，Wirth很费了一番脑筋。一方面他希望借助这个语言，能尽可能把程序设计语言和编译技术一些最重要的内容都讲到；但另一方面又不希望内容太多，太杂，而希望尽可能简单一些，以便与有限的课时和课程范围相适应。于是他精心选择提供了这个PL/0语言。事实证明，它非常适合于编译技术的教学，目前已被国内越来越多的编译教材所采用。 PL/0语言的语句类型比较丰富，能适应各种可能的程序结构。最进本的是赋值语句。组合结构语句有语句串、条件语句和循环语句。还有重要的子程序概念，是通过过程说明和过程调用两部分实现的。至于数据类型和数据结构，PL/0则特别简单，只有整数类型一种，没有数据结构，因此只允许有整常数和整数变量的说明以及相应的算术运算表达式。PL/0允许在一个过程范围内说明常数、变量和过程。这些常数、变量和过程只在它们被说明的过程范围内有效。PL/0语言也允许递归调用，既可以间接递归，也可以直接递归。 《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： 一、填空题|（每题4分，共20分） 1. 乔母斯基定义的3型文法（线性文法）产生式形式 A→Ba|a,或A→aB|a，A，B∈Vn, a,b∈Vt 。 2.语法分析程序的输入是单词符号，其输出是语法单位。 3 型为 B → .aB 的LR（0）项目被称为移进项目，型为 B → a.B 的LR（0） 项目被称为待约项目， 4.在属性文法中文法符号的两种属性分别为继承属性和综合属性。 5、运行时存贮管理方案有静态存储分配、动态存储分配和堆式存储分配和方案。 二.已知文法 G(S) (1) E → T | E+T (2) T → F | F*F (3) F →（E）| i （1）写出句型（T*F+i）的最右推到并画出语法树。（4分） （2）写出上述句型的短语，直接短语和句柄。（4分） 答：（1）最右推到（2分） E ==> T ==> F ==> (E) ==> (E+T) ==> (E+F) ==> (E+i) ==> (T+i) ==> (T*F+i) (2) 语法树（2分） （3）（4分） 短语：（T*F+i），T*F+i ，T*F ， i 直接短语：T*F ， i 句柄：T*F 三. 证明文法G(S) ：S → SaS |ε是二义的。（6分） 答：句子aaa对应的两颗语法树为： 因此，文法是二义文法 四.给定正规文法G（S）： (1) S → Sa | Ab |b (2) A → Sa 请构造与之等价的DFA。（6分） 答：对应的NFA为：（6分） 状态转换表： a b {F} Φ{S} {S} {S,A} Φ {S,A} {S,A} {S} 五. 构造识别正规语言b*a(bb*a)*b* 最小的DFA（要求写出求解过程）。（15分）答：（1）对应的NFA（5分） a b {0} {1，3} {0} {1,3} Φ{2，3} {2,3} {1,3} {2,3} （5分） 六. 已知文法G(S) : (1) S → ^ | a | (T) (2) T → T,S | S 试：（1）消除文法的左递归；（4分） （2）构造相应的first 和 follow 集合。（6分） 答：（1）消除文法的左递归后文法 G’（S）为： (1) S → ^ | a | (T) 课程设计(论文)任务书 软件学院学院软件工程专业07-1班 一、课程设计(论文)题目LL(1)分析过程模拟 二、课程设计(论文)工作自 2010 年 6 月 22日起至 2010 年 6月 28 日止。 三、课程设计(论文) 地点: 四、课程设计(论文)内容要求： 1．本课程设计的目的 （1）使学生掌握LL（1）模块的基本工作原理； （2）培养学生基本掌握LL（1）分析的基本思路和方法； （3）使学生掌握LL（1）的调试； （4）培养学生分析、解决问题的能力； （5）提高学生的科技论文写作能力。 2．课程设计的任务及要求 1）基本要求： （1）分析LL（1）模块的工作原理； （2）提出程序的设计方案； （3）对所设计程序进行调试。 2）创新要求： 在基本要求达到后，可进行创新设计，如改算法效率。 3）课程设计论文编写要求 （1）要按照书稿的规格打印誊写课程设计论文 （2）论文包括目录、绪论、正文、小结、参考文献、附录等 （3）课程设计论文装订按学校的统一要求完成 4）答辩与评分标准： （1）完成原理分析：20分； （2）完成设计过程（含翻译）：40分； （3）完成调试：20分； （4）回答问题：20分。 5）参考文献： （1）张素琴，吕映芝，蒋维杜，戴桂兰.编译原理（第2版）.清华大学出版社 （2）丁振凡.《Java语言实用教程》北京邮电大学出版社 6）课程设计进度安排 内容天数地点 构思及收集资料2图书馆 编程与调试4实验室 撰写论文1图书馆、实验室 学生签名： 2009 年6 月22 日 课程设计(论文)评审意见 （1）完成原理分析（20分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（2）设计分析（20分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（3）完成调试（20分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（4）翻译能力（20分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（5）回答问题（20分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（6）格式规范性及考勤是否降等级：是（）、否（） 评阅人：职称： 年月日 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: 目录 1.绪论 概述 “编译原理”是一门研究设计和构造编译程序原理课程，是计算机各专业的一门重要的专业课。编译原理这门课程蕴含着计算机学科中解决问题的思路和解决问题的方法，对应用软件和系统软件的设计与开发有一定的启发和指导作用。“编译原理”是一门实践性很强的课程，要掌握这门课程中的思想，就必须要把所学到的知识应用于实践当中。而课程设计是将理论与实践相互联系的一种重要方式。 设计目的 课程设计是对学生的一种全面综合素质训练，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很多，但也更接近实际。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解决问题，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、解决实际问题的能力。 设计题目及要求 基于这个学期所学习的内容以及自己所掌握到的知识，本次我所要设计的题目是赋值语句的四元式生成。 要求： （1）设计语法制导生成赋值语句的四元式的算法； （2）编写代码并上机调试运行通过； （3）输入一赋值语句； （4）输出相应的表达式的四元式； 2.背景知识 语法制导翻译方法 语法制导翻译的方法就是为每个产生式配上一个翻译子程序（称语义动作或语义子程序），并在语法分析的同时执行这些子程序。语义动作是为产生式赋予具体意义的手段，它一方面指出了一个产生式所产生的符号串的意义，另一方面又按照这种意义规定了生成某种中间代码应做哪些基本动作。在语法分析的过程中，当一个产生式获得匹配（对于自顶向下分析）或用于规约（对于自底向上分析）时，此产生式相应的语义子程序就进入工作，完成既定的翻译任务。语法制导翻译分为自底向上语法制导翻译和自顶向下语法制导翻译。 属性文法 属性文法是编译技术中用来说明程序语言语义的工具，也是当前实际应用中比较流行的一种语义描述方法。属性是指与文法符号的类型和值等有关的一些信息，在编译中用属性描述处理对象的特征。属性文法是一种 一、填空题（每空2分，共20分） 1．编译程序首先要识别出源程序中每个单词，然后再分析每个句子并翻译其意义。 2．编译器常用的语法分析方法有自底向上和自顶向下两种。 3．通常把编译过程分为分析前端与综合后端两大阶段。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。 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，即静态存储分配方案和动态存储分配方案。 5．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．计算机执行用高级语言编写的程序主要有两种途径：解释和编译。 2．扫描器是词法分析器，它接受输入的源程序，对源程序进行词法分析并识别出一个个单词符号，其输出结果是单词符号，供语法分析器使用。 3．自下而上分析法采用移进、归约、错误处理、接受等四种操作。 4．一个LL（1）分析程序需要用到一张分析表和符号栈。 5．后缀式abc-/所代表的表达式是a/(b-c)。 二、单项选择题（每小题2分，共20分） 1．词法分析器的输出结果是__C。 A．单词的种别编码B．单词在符号表中的位置 C．单词的种别编码和自身值D．单词自身值 2．正规式M 1 和M 2 等价是指__C_。 A．M1和M2的状态数相等 B．M1和M2的有向边条数相等 C．M1和M2所识别的语言集相等D．M1和M2状态数和有向边条数相等 3．文法G：S→xSx|y所识别的语言是_C____。 A．xyx B．(xyx)* C．xnyxn(n≥0) D．x*yx* 4．如果文法G是无二义的，则它的任何句子α_A____。 A．最左推导和最右推导对应的语法树必定相同B．最左推导和最右推导对应的语法树可能不同 C．最左推导和最右推导必定相同D．可能存在两个不同的最左推导，但它们对应的语法树相同5．构造编译程序应掌握____D__。 A．源程序B．目标语言C．编译方法D．以上三项都是 6．四元式之间的联系是通过__B___实现的。 A．指示器B．临时变量C．符号表D．程序变量 7．表达式(┐A∨B)∧(C∨D)的逆波兰表示为__B___。 A．┐AB∨∧CD∨B．A┐B∨CD∨∧ C．AB∨┐CD∨∧D．A┐B∨∧CD∨ 8. 优化可生成__D___的目标代码。 A．运行时间较短 B．占用存储空间较小 C．运行时间短但占用内存空间大D．运行时间短且占用存储空间小 9．下列___C___优化方法不是针对循环优化进行的。 A. 强度削弱B．删除归纳变量C．删除多余运算D．代码外提 10．编译程序使用_B_区别标识符的作用域。 A. 说明标识符的过程或函数名B．说明标识符的过程或函数的静态层次 C．说明标识符的过程或函数的动态层次 D. 标识符的行号 三、判断题（对的打√，错的打×，每小题1分，共10分） 2．一个有限状态自动机中，有且仅有一个唯一的终态。x 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 第二章 2.3叙述由下列正规式描述的语言 (a) 0(0|1)*0 在字母表{0, 1}上,以0开头和结尾的长度至少是2的01 串 (b) ((ε|0)1*)* 在字母表{0, 1}上,所有的01串,包括空串 (c) (0|1)*0(0|1)(0|1) 在字母表{0, 1}上,倒数第三位是0的01串 (d) 0*10*10*10* 在字母表{0, 1}上,含有3个1的01串 (e) (00|11)*((01|10)(00|11)*(01|10)(00|11)*)* 在字母表{0, 1}上,含有偶数个0和偶数个1的01串 2.4为下列语言写正规定义 C语言的注释，即以 /* 开始和以 */ 结束的任意字符串，但它的任何前缀（本身除外）不以 */ 结尾。 ［解答］ other → a | b | … other指除了*以外C语言中的其它字符 other1 → a | b | … other1指除了*和/以外C语言中的其它字符 comment → /* other* (* ** other1 other*)* ** */ (f) 由偶数个0和偶数个1构成的所有0和1的串。 ［解答］由题目分析可知，一个符号串由0和1组成，则0和1的个数只能有四种情况： x 偶数个0和偶数个1（用状态0表示）； x 偶数个0和奇数个1（用状态1表示）； x 奇数个0和偶数个1（用状态2表示）； x 奇数个0和奇数个1（用状态3表示）；所以， x 状态0（偶数个0和偶数个1）读入1，则0和1的数目变为：偶数个0和奇数个1（状态1） x 状态0（偶数个0和偶数个1）读入0，则0和1的数目变为：奇数个0和偶数个1（状态2） x 状态1（偶数个0和奇数个1）读入1，则0和1的数目变为：偶数个0和偶数个1（状态0） x 状态1（偶数个0和奇数个1）读入0，则0和1的数目变为：奇数个0和奇数个1（状态3） x 状态2（奇数个0和偶数个1）读入1，则0和1的数目变为：奇数个0和奇数个1（状态3） x 状态2（奇数个0和偶数个1）读入0，则0和1的数目变为：偶数个0和偶数个1（状态0） x 状态3（奇数个0和奇数个1）读入1，则0和1的数目变为：奇数个0和偶数个1（状态2） x 状态3（奇数个0和奇数个1）读入0，则0和1的数目变为：偶数个0和奇数个1（状态1） 因为，所求为由偶数个0和偶数个1构成的所有0和1的串，故状态0既为初始状态又为终结状态，其状态转换图： 由此可以写出其正规文法为： S0 → 1S1 | 0S2 | ε S1 → 1S0 | 0S3 | 1 S2 → 1S3 | 0S0 | 0 S3 → 1S2 | 0S1 在不考虑S0 →ε产生式的情况下，可以将文法变形为： S0 = 1S1 + 0S2 S1 = 1S0 + 0S3 + 1 S2 = 1S3 + 0S0 + 0 S3 = 1S2 + 0S1 所以： S0 = (00|11) S0 + (01|10) S3 + 11 + 00 (1) S3 = (00|11) S3 + (01|10) S0 + 01 + 10 (2) 解(2)式得： S3 = (00|11)* ((01|10) S0 + (01|10)) 代入(1)式得： S0 = (00|11) S0 + (01|10) (00|11)*((01|10) S0 + (01|10)) + (00|11) => S0 = ((00|11) + (01|10) (00| 11)*(01|10))S0 + (01|10) (00|11)*(01|10) + (00|11) => S0 = ((00|11)|(01|10) (00|11)*(01|10))*((00|1 编译原理复习题 一、填空题： 1、编译方式与解释方式的根本区别在于（是否生成目标代码）。 2、对编译程序而言，输入数据是（源程序），输出结果是（目标程序）。 3、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）。 4、如果编译程序生成的目标程序是汇编语言程序，则源程序的执行分成三个阶段：（编译阶段）、（汇编阶段）和（运行阶段）。 5、自顶向下语法分析方法会遇到的主要问题有（回溯）和（（左递归带来的）无限循环）。 6、LL(k)分析法中，第一个L的含义是（从左到右进行分析），第二个L的含义是（每次进行最左推导），“k”的含义是（向输入串中查看K个输入符号）。 7、LL(1)分析法中，第一个L的含义是（从左到右进行分析），第二个L的含义是（每次进行最左推导），“1”的含义是（向输入串中查看1个输入符号）。 8、自顶向下语法分析方法的基本思想是：从（识别符号）出发，不断建立（直接推导），试图构造一个推导序列，最终由它推导出与输入符号相同的（符号串）。 9、自底向上语法分析方法的基本思想是：从待输入的符号串开始，利用文法的规则步步向上进行（直接归约），试图（归约）到文法的（识别符号|开始符号）。 10、LR(0)分析法的名字中，“L”的含义是（从左到右进行分析），“R”的含义是（采用最右推导的逆过程---最左归约），“0”的含义是（向貌似句柄的符号串后查看0个输入符号）。 11、LR(1)分析法的名字中，“L”的含义是（从左到右进行分析），“R”的含义是（采用最右推导的逆过程---最左归约），“1”的含义是（向貌似句柄的符号串后查看1个输入符号）。 12、SLR(1)分析法的名字中，“S”的含义是（简单的），“L”的含义是（从左到右进行分析），“R”的含义是（采用最右推导的逆过程---最左归约），“1”的含义是（向貌似句柄的符号串后查看1个输入符号）。 13、在编译过程中，常见的中间语言形式有（逆波兰表示）、（三元式）、（四元式）和（树形表示）。 14、在编译程序中安排中间代码生成的目的是（便于代码优化）和（便于目标程序的移植）。 15、表达式-a+b*(-c+d)的逆波兰表示为（a-bc-d+*+ ）。 16、表达式a+b*(c+d/e)的逆波兰表示为（abcde/+*+ ）。 17、表达式a:=a+b*c↑(d/e)/f的逆波兰表示为（aabcde/↑*f/+:= ）。 18、文法符号的属性有（继承属性）和（综合属性）两种。 19、一个文法符号的继承属性是通过语法树中它的（兄弟结点与父）结点的相应文法符号的属性来计算的。 20、一个文法符号的综合属性是通过语法树中它的（子）结点的属性来计算的。 编译原理课程设计报告 实验名称编译原理课程设计 班级 学号 姓名 指导教师 实验成绩 2013 年06月 一、实验目的 通过设计、编写和调试，将正规式转换为不确定的有穷自动机，再将不确定的有穷自动机转换为与之等价的确定的有穷自动机，最后再将确定有穷自动机进行简化。 通过设计、编写和调试构造LR(0)项目集规范簇和LR分析表、对给定的符号串进行LR分析的程序，了解构造LR(0)分析表的步骤，对文法的要求，能够从文法G出发生成LR(0)分析表，并对给定的符号串进行分析。 二、实验内容 正规式——>NFA——>DFA——>MFA 1.正规式转化为不确定的有穷自动机 （1）目的与要求 通过设计、编写和调试将正规式转换为不确定的有穷自动机的程序，使学生了解Thompson算法，掌握转换过程中的相关概念和方法，NFA的表现形式可以是表格或图形。 （2）问题描述 任意给定一个正规式r（包括连接、或、闭包运算），根据Thompson算法设计一个程序，生成与该正规式等价的NFA N。 （3）算法描述 对于Σ上的每个正规式R，可以构造一个Σ上的NFA M，使得L(M)=L(R)。 步骤1：首先构造基本符号的有穷自动机。 步骤2：其次构造连接、或和闭包运算的有穷自动机。 （4）基本要求 算法实现的基本要求是： (1) 输入一个正规式r； (2) 输出与正规式r等价的NFA。（5）测试数据 输入正规式：(a|b)*(aa|bb)(a|b)* 得到与之等价的NFA N （6）输出结果 2.不确定的有穷自动机的确定化 （1）目的与要求 通过设计、编写和调试将不确定的有穷自动机转换为与之等价的确定的有穷自动机的程序，使学生了解子集法，掌握转换过程中的相关概念和方法。DFA的表现形式可以是表格或图形。（2）问题描述 任意给定一个不确定的有穷自动机N，根据算法设计一个程序，将该NFA N变换为与之等价的DFA D。 （3）算法描述 用子集法将NFA转换成接受同样语言的DFA。 步骤一：对状态图进行改造 (1) 增加状态X,Y,使之成为新的唯一的初态和终态。从X引ε弧到原初态结点, 从原终态结 点引ε弧到Y结点。 (2) 对状态图进一步进行如下形式的改变 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 编译原理复习材料 选择题 1. 文法S→0S | S1 | 0的语言是( )。 A. { 0 m1m| m >=0 } B. { 0 m1m| m >=1 } C. { 0 m1n | m>=1,n>=0 } D. { 0 m1n | m>=0,n>=1 } 2. 描述程序语言所采用的Ⅲ型文法是( )。 A. 短语文法 B.正规文法 C.上下文无关文法 D.上下文有关文法 3. 状态转换图实现的简单方法是使每个状态结对应( )。 A.一个终结符 B.一个非终结符 C.一段小程序 D.一个函数 4. 规范归约的关键问题是寻找( )。 A. 最左素短语 B.句柄 C.直接短语 D.短语 5. 一个算符文法的任何产生式的右部都不含有两个相继的( )。 A.终结符 B.非终结符 C.终结符和非终结符 D.空字 6. 算符优先分析法的关键在于规定( )。 A.算符优先顺序和结合性质 B.算符优先顺序 C.结合性质 D.终结符和非终结符之间关系 7. 优先函数的优点是( )。 A.形象直观 B.便于进行比较运算 C.语法分析速度快 D.语法分析方法简单 8. 文法符号的属性通常分为( )两类。 A. 共用属性和私有属性 B.固有属性和可变属性 C.语法属性和语义属性 D.综合属性和继承属性 9. 在程序流图中，组成循环的结点序列应满足( ) A. 它们是强连通的 B.它们中间有唯一的入口结点 C.它们中间有一条回边 D.它们是强连通的且有唯一的入 口结点 10. 在利用寄存器R生成T1:=C/B的目标代码同时,还应记录信息( )。 A. C/B在T1中 B. T1在C/B中 C. R含有T1, T1在R中 D. R含有C/B, C/B在R中 1.D 2.B 3.C 4.B 5.B 6.A 7.B 8.D 9.D 10.C 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 参考答案 一、单项选择题(共10小题，每小题2分，共20分) 1．语言是 A ．句子的集合 B ．产生式的集合 C ．符号串的集合 D ．句型的集合 2．编译程序前三个阶段完成的工作是 A ．词法分析、语法分析和代码优化 B ．代码生成、代码优化和词法分析 C ．词法分析、语法分析、语义分析和中间代码生成 D ．词法分析、语法分析和代码优化 3．一个句型中称为句柄的是该句型的最左 A ．非终结符号 B ．短语 C ．句子 D ．直接短语 4．下推自动机识别的语言是 A ．0型语言 B ．1型语言 C ．2型语言 D ．3型语言 5．扫描器所完成的任务是从字符串形式的源程序中识别出一个个具有独立含义的最小语法单位即 A ． 字符 B ．单词 C ．句子 D ．句型 6．对应Chomsky 四种文法的四种语言之间的关系是 A ．L 0?L 1?L 2?L 3 B ．L 3?L 2?L 1?L 0 C ．L 3=L 2?L 1?L 0 D ．L 0?L 1?L 2=L 3 7．词法分析的任务是 A ．识别单词 B ．分析句子的含义 C ．识别句子 D ．生成目标代码 8．常用的中间代码形式不含 A ．三元式 B ．四元式 C ．逆波兰式 D ．语法树 9． 代码优化的目的是 A ．节省时间 B ．节省空间 C ．节省时间和空间 D ．把编译程序进行等价交换 10．代码生成阶段的主要任务是 A ．把高级语言翻译成汇编语言 B ．把高级语言翻译成机器语言 C ．把中间代码变换成依赖具体机器的目标代码 装 订 线 D．把汇编语言翻译成机器语言 二、填空题（本大题共5小题，每小题2分，共10分） 1．编译程序首先要识别出源程序中每个(单词)，然后再分析每个(句子)并翻译其意义。2．编译器常用的语法分析方法有(自底向上)和(自顶向下)两种。 3．通常把编译过程分为分析前端与综合后端两大阶段。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)。 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(静态存储分配)方案和(动态存储分配)方案。 5．对编译程序而言，输入数据是(源程序)，输出结果是(目标程序)。 三、名词解释题(共5小题，每小题4分，共20分) 1．词法分析 词法分析的主要任务是从左向右扫描每行源程序的符号，按照词法规则 从构成源程序的字符串中识别出一个个具有独立意义的最小语法单位， 并转换成统一的内部表示(token)，送给语法分析程序。 2．LL(1)文法 若文法的任何两个产生式A →α | β都满足下面两个条件： （1）FIRST(α) ? FIRST(β ) = φ； （2）若β?* ε，那么FIRST(α) ? FOLLOW( A ) = φ。 我们把满足这两个条件的文法叫做LL(1)文法，其中的第一个L代表从左 向右扫描输入，第二个L表示产生最左推导，1代表在决定分析器的每步 动作时向前看一个输入符号。除了没有公共左因子外，LL(1)文法还有一 些明显的性质，它不是二义的，也不含左递归。 3．语法树 句子的树结构表示法称为语法树(语法分析树或语法推导树)。 给定文法G=(V N，V T，P，S)，对于G的任何句型都能构造与之关联的 语法树。这棵树具有下列特征： (1)根节点的标记是开始符号S。 (2)每个节点的标记都是V中的一个符号。 (3)若一棵子树的根节点为A，且其所有直接子孙的标记从左向右的排列 次序为A1A2…A R，那么A→A1A2…A R一定是P中的一条产生式。 编译原理课程设计题目：pl/0编译程序的改进与完善 学生所在学院：信息科学与工程学院 学生所在班级：06级计算机软件1班 学生姓名： 学生学号： 指导教师：张世辉 一、课设目的： 1.阅读、研究、改进、设计和调试一个简单的编译程序； 2.加深对编译程序理论和编译过程的理解。 二、课设内容： 1扩充语句for(<语句>；<条件>；<语句>)<语句>； 2扩充语句if <条件> then <语句> else <语句>； 3扩充语句repeat <语句>；until <条件>； 4增加自增自减运算++和—和+=，-=运算； 5修改不等号#，为!=； 6增加一维数组 声明格式： 1.各功能模块的作用： Pl0.c：主程序 Error：出错处理，打印出错位置和错误编码 Getsym：词法分析，读取一个单词 Getch：漏掉空格，读取一个字符 Gen：生成目标代码，并送入目标程序区 Test：测试当前当前符号是否合法 Block：分程序分析处理过程，词法语法分析 Enter：登陆名字表 Position：查找标识符在名字表中的位置 Constdeclaration：常量定义处理 Vardeclaraction：变量说明处理 Listcode：列出目标代码清单 Statement：语句处理 Expression：表达式处理 Term：项处理 Factor：因子处理 Condition：条件处理 Interpret：对目标代码的解释执行程序 Base：通过静态链求出数据取得基地址 增加两个功能： Arraydeclaration：数组声明处理 Arraycoef：数组索引计算和“虚拟机”动作生成 2.保留字： enum symbol {nul, ident, number, plus, minus, times, slash, oddsym, eql, neq, lss, leq, gtr, geq, lparen, rparen, comma, semicolon, period, becomes, beginsym, endsym, ifsym, thensym,elsesym, forsym, inc, dec, whilesym, writesym, readsym, dosym, callsym, constsym,varsym, procsym, repeatsym, untilsym, plusbk, minusbk, lbrack, rbrack, colon,} 共43个，其中补充保留字为：else, for, repeat, until, plusbk, minusbk, 《编译原理》考试试题及答案（汇总） 一、是非题（请在括号，正确的划√，错误的划×）（每个2分，共20分） 1．编译程序是对高级语言程序的解释执行。(× ) 2．一个有限状态自动机中，有且仅有一个唯一的终态。(×) 3．一个算符优先文法可能不存在算符优先函数与之对应。(√ ) 4．语法分析时必须先消除文法中的左递归。(×) 5．LR分析法在自左至右扫描输入串时就能发现错误，但不能准确地指出出错地点。(√) 6．逆波兰表示法表示表达式时无须使用括号。(√ ) 7．静态数组的存储空间可以在编译时确定。(×) 8．进行代码优化时应着重考虑循环的代码优化，这对提高目标代码的效率将起更大作用。(×) 9．两个正规集相等的必要条件是他们对应的正规式等价。(× ) 10．一个语义子程序描述了一个文法所对应的翻译工作。(×) 二、选择题(请在前括号选择最确切的一项作为答案划一个勾，多划按错论)(每个4分，共40分) 1．词法分析器的输出结果是_____。 A．( ) 单词的种别编码B．( ) 单词在符号表中的位置 C．( ) 单词的种别编码和自身值D．( ) 单词自身值 2．正规式 M 1 和 M 2 等价是指_____。 A．( ) M1和M2的状态数相等 B．( ) M1和M2的有向边条数相等C．( ) M1和M2所识别的语言集相等D．( ) M1和M2状态数和有向边条数相等 3．文法G：S→xSx|y所识别的语言是_____。 A．( ) xyx B．( ) (xyx)* C．( ) xnyxn(n≥0) D．( ) x*yx* 4．如果文法G是无二义的，则它的任何句子α_____。 A．( )最左推导和最右推导对应的语法树必定相同 B．( ) 最左推导和最右推导对应的语法树可能不同 C．( ) 最左推导和最右推导必定相同 D．( )可能存在两个不同的最左推导，但它们对应的语法树相同 5．构造编译程序应掌握______。 A．( )源程序B．( ) 目标语言 C．( ) 编译方法 D．( ) 以上三项都是 6．四元式之间的联系是通过_____实现的。 A．( ) 指示器B．( ) 临时变量 C．( ) 符号表 D．( ) 程序变量 7．表达式(┐A∨B)∧(C∨D)的逆波兰表示为_____。 A. ( ) ┐AB∨∧CD∨B．( ) A┐B∨CD∨∧ C．( ) AB∨┐CD∨∧ D．( ) A┐B∨∧CD∨ 8. 优化可生成_____的目标代码。 A．( ) 运行时间较短B．( ) 占用存储空间较小C．( ) 运行时间短但占用存空间大D．( ) 运行时间短且占用存储空间小 9．下列______优化方法不是针对循环优化进行的。 A. ( ) 强度削弱 B．( ) 删除归纳变量 C．( ) 删除多余运算 D．( ) 代码外提 《编译原理》课程实验报告（临时） 题目 专业 班级 学号 姓名 指导教师 华东理工大学软件与管理信息学院 2006年9月22日 一.实验题目 二.实验成员 组长名字写在第一个，每个同学完成的基本任务是什么。 三.实验内容 本学期的编译实验内容是使用编译构造工具实现一个扩充PL0语言的编译器。 扩充PL0语言是在PL0语言的基础上增加对整型一维数组的支持、扩充IF-THEN-ELSE 条件语句、增加REPEA T语句、支持带参数的过程和增加注释，如下所示：（1）整型一维数组，数组的定义格式为： V AR <数组标识名>(<下界>:<上界>) ●其中上界和下界可以是整数或者常量标识名。 ●访问数组元素的时候，数组下标是整型的表达式，包括整数、常量或者变量和 它们的组合。例如，假设a是常量，b是整型变量，c是数组，这些访问方式 都应该可以使用：c(1)，c(a)，c(b)，c(b+c(1))。 （2）扩充条件语句，格式为： <条件语句>::= IF <条件>THEN <语句>[ELSE <语句>] （3）增加REPEA T语句，格式为： <重复语句> ::= REPEAT <语句> UNTIL <条件> (4) 支持带参数（传值参数）的过程，定义和调用形式如下: <过程首部>::= PROCEDURE <标识符> [‘(’<形式参数>{, <形式参数>}‘)’] ; <过程调用语句> ::= CALL <标识符>[‘(’<传值参数> {,<传值参数> }‘)’] (5) 注释 单行注释以{ 开始，以} 结束，注释内容不包括{和}. 完整的扩充PL0语言的EBNF范式见实验提供的文档所示。下文所说的PL0语言，如果不加说明，就是特指扩充PL0语言。 本实验实现的PL0语言编译器，输入是PL0源语言程序，输出是一个栈式机的汇编语言(PCODE)程序，然后解释执行。如图1所示。 图1 编译程序的功能编译原理课程设计
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