編譯原理PPT學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1編譯編譯(biny)原理原理第一頁，共109頁。VN)VN)* *n開始符開始符S S至少必須在某個至少必須在某個(mu )(mu )產(chǎn)生式的左部出現(xiàn)一次。產(chǎn)生式的左部出現(xiàn)一次。第1頁/共109頁第二頁，共109頁。第2頁/共109頁第三頁，共109頁。1n 。n例：對文法例：對文法(1)nE (E) (E+E) (i+E)(i+i)第3頁/共109頁第四頁，共109頁。通常，用通常，用 表示：從表示：從 1 1出發(fā)，經(jīng)過一步或出發(fā)，經(jīng)過一步或若干步，可以推出若干步，可以推出 n n。n1n*1 用用 表示：從表示：從 1 1出發(fā)，經(jīng)過出發(fā)，經(jīng)過0 0步或步或若干步，可以推出若干步，可

2、以推出 n n。* 所以所以 ： 即即 或或,|)(*TV SGLq定義：假定定義：假定G G是一個文法，是一個文法，S S 是它的開始符號。是它的開始符號。如果如果 ，則，則 稱是一個稱是一個句型句型。僅含終結(jié)符。僅含終結(jié)符號的句型是一個號的句型是一個句子句子。文法。文法G G所產(chǎn)生的句子的全所產(chǎn)生的句子的全體是一個體是一個語言語言，將它記為，將它記為 L(G)L(G)。*S 第4頁/共109頁第五頁，共109頁。4.1 語法分析器的功能(gngnng)第5頁/共109頁第六頁，共109頁。源程序源程序單詞符號單詞符號取下一單詞取下一單詞.語法分語法分析樹析樹詞法分詞法分析器析器語法分語法分

3、析器析器符號表符號表編譯程序編譯程序后續(xù)部分后續(xù)部分第6頁/共109頁第七頁，共109頁。nLRLR分析法：規(guī)范歸約分析法：規(guī)范歸約第7頁/共109頁第八頁，共109頁。i+ +* *EiiEEEE第8頁/共109頁第九頁，共109頁。用實現(xiàn)對輸入串的識別。用實現(xiàn)對輸入串的識別。n預(yù)測分析程序預(yù)測分析程序n優(yōu)點：直觀、簡單和宜于手工優(yōu)點：直觀、簡單和宜于手工實現(xiàn)。實現(xiàn)。第9頁/共109頁第十頁，共109頁。4.2 自上而下分析(fnx)面臨的問題立一棵語法樹?；蛘哒f，為輸立一棵語法樹?；蛘哒f，為輸入串尋找一個最左推導(dǎo)。入串尋找一個最左推導(dǎo)。第10頁/共109頁第十一頁，共109頁。Sx*yIP

4、Sx*yIPAxySx*yIPAxySx*yIPAxy*Sx*yIPAxy*Sx*yIPAxy*Sx*yIPAxy*第11頁/共109頁第十二頁，共109頁。 含有含有(hn yu)(hn yu)左遞歸的文法將使自上左遞歸的文法將使自上而下的分析陷入無限循環(huán)。而下的分析陷入無限循環(huán)。第12頁/共109頁第十三頁，共109頁。4.3 LL(1)分析法第13頁/共109頁第十四頁，共109頁。左遞歸的消除(xioch)nPPnPP|左遞歸變右遞歸第14頁/共109頁第十五頁，共109頁。nP1P | 2P | | mP | 左遞歸變右遞歸第15頁/共109頁第十六頁，共109頁。n TFTn T*

5、FT | n F(E) | i(4.2)PPP P 1 1 | P| P 2 2 | | P| | P mm | | 1 1 | | 2 2| n nPP 1 1P P | | 2 2P P | | | | n nP P P P 1 1P P | | 2 2P P | | | | mmP P | | 第16頁/共109頁第十七頁，共109頁。一個文法一個文法(wnf)消除左遞歸的條件：消除左遞歸的條件：不含以不含以為右部的產(chǎn)生式為右部的產(chǎn)生式不含回路。不含回路。第17頁/共109頁第十八頁，共109頁。Pi1|2|k ; n (其中其中Pj1|2|k是關(guān)于是關(guān)于Pj的的所有規(guī)則所有規(guī)則)n消除

6、關(guān)于消除關(guān)于Pi規(guī)則的直接左遞規(guī)則的直接左遞歸性歸性n ENDn3. 化簡由化簡由2所得的文法。去除那所得的文法。去除那些從開始符號出發(fā)永遠無法到些從開始符號出發(fā)永遠無法到達的非終結(jié)符的產(chǎn)生規(guī)則。達的非終結(jié)符的產(chǎn)生規(guī)則。第18頁/共109頁第十九頁，共109頁。nQSab | ab | b第19頁/共109頁第二十頁，共109頁。選后，選后，S變成變成nSSabc | abc | bc | c第20頁/共109頁第二十一頁，共109頁。nQSab |ab | bnRSa|a第21頁/共109頁第二十二頁，共109頁。nRSa|an關(guān)于關(guān)于Q和和R的規(guī)則已是多余的，的規(guī)則已是多余的，化簡為：化簡

7、為：nSabcS | bcS | cSnSabcS | (4.4)第22頁/共109頁第二十三頁，共109頁。nRbcaR | caR|a R (4.5)nR bca R | n文法文法(4.4)和和(4.5)的等價性是顯的等價性是顯然的。然的。第23頁/共109頁第二十四頁，共109頁。消除回溯(hu s)、提左因子Sa.IPA.第24頁/共109頁第二十五頁，共109頁。 特別是，若特別是，若 ，則規(guī)定，則規(guī)定FIRST( )。* 如果非終結(jié)符如果非終結(jié)符A的所有候選首符集兩兩不相交的所有候選首符集兩兩不相交(xingjio)，即，即A的任何兩個不同候選的任何兩個不同候選 i和和 j FI

8、RST(i)FIRST( j) 當(dāng)要求當(dāng)要求A匹配輸入串時，匹配輸入串時，A就能根據(jù)它所面臨的就能根據(jù)它所面臨的第一個輸入符號第一個輸入符號a，準(zhǔn)確地指派某一個候選前去，準(zhǔn)確地指派某一個候選前去執(zhí)行任務(wù)。這個候選就是那個終結(jié)首符集含執(zhí)行任務(wù)。這個候選就是那個終結(jié)首符集含a的的。第25頁/共109頁第二十六頁，共109頁。nA 1 | 2 | | nn經(jīng)過反復(fù)提取左因子，就能夠經(jīng)過反復(fù)提取左因子，就能夠把每個非終結(jié)符把每個非終結(jié)符(包括新引進者包括新引進者)的所有候選首符集變成為兩兩的所有候選首符集變成為兩兩不相交。不相交。第26頁/共109頁第二十七頁，共109頁。分析(fnx)條件第27頁/

9、共109頁第二十八頁，共109頁。i + i IPEnG(E): ETE E +TE | TFT T *FT | F(E) | i第28頁/共109頁第二十九頁，共109頁。i + i IPETEnG(E): ETE E +TE | TFT T *FT | F(E) | i第29頁/共109頁第三十頁，共109頁。i + i IPETEFTnG(E): ETE E +TE | TFT T *FT | F(E) | i第30頁/共109頁第三十一頁，共109頁。i + i IPETEFTinG(E): ETE E +TE | TFT T *FT | F(E) | i第31頁/共109頁第三十二頁

10、，共109頁。i + i IPETEFTinG(E): ETE E +TE | TFT T *FT | F(E) | i第32頁/共109頁第三十三頁，共109頁。i + i IPETEFTi nG(E): ETE E +TE | TFT T *FT | F(E) | i第33頁/共109頁第三十四頁，共109頁。i + i IPETEFTi +TEnG(E): ETE E +TE | TFT T *FT | F(E) | i第34頁/共109頁第三十五頁，共109頁。i + i IPETEFTi +TEnG(E): ETE E +TE | TFT T *FT | F(E) | i第35頁/共

11、109頁第三十六頁，共109頁。i + i IPETEFTi +TEFTnG(E): ETE E +TE | TFT T *FT | F(E) | i第36頁/共109頁第三十七頁，共109頁。i + i IPETEFTi +TEFTinG(E): ETE E +TE | TFT T *FT | F(E) | i第37頁/共109頁第三十八頁，共109頁。i + i IPETEFTi +TEFTinG(E): ETE E +TE | TFT T *FT | F(E) | i第38頁/共109頁第三十九頁，共109頁。i + i IPETEFTi +TEFTi nG(E): ETE E +TE

12、| TFT T *FT | F(E) | i第39頁/共109頁第四十頁，共109頁。i + i IPETEFTi +TEFTi nG(E): ETE E +TE | TFT T *FT | F(E) | iS T+第40頁/共109頁第四十一頁，共109頁。AS*特別是，若特別是，若 ，則規(guī)定，則規(guī)定 FOLLOW(A)分析(fnx)條件第41頁/共109頁第四十二頁，共109頁。n構(gòu)造不帶回溯的自上而下分析的文法條件構(gòu)造不帶回溯的自上而下分析的文法條件n1. 文法不含左遞歸，文法不含左遞歸，n2. 對于文法中每一個非終結(jié)符對于文法中每一個非終結(jié)符A的各個的各個(gg)產(chǎn)產(chǎn)生式的候選首符集兩

13、兩不相交。即，若生式的候選首符集兩兩不相交。即，若nA 1| 2| nn 則則 FIRST( i)FIRST( j) (ij)n3. 對文法中的每個非終結(jié)符對文法中的每個非終結(jié)符A，若它存在某個候，若它存在某個候選首符集包含選首符集包含，則，則nFIRST( i)FOLLOW(A)=ni=1,2,.,nn如果一個文法如果一個文法G滿足以上條件，則稱該文法滿足以上條件，則稱該文法G為為LL(1)文法。文法。第42頁/共109頁第四十三頁，共109頁。n (1) 若若屬于某個屬于某個FIRST(i )且且aFOLLOW(A)， 則讓則讓A與與自自動匹配動匹配(ppi)。n (2) 否則，否則，a的

14、出現(xiàn)是一種語法的出現(xiàn)是一種語法錯誤。錯誤。第43頁/共109頁第四十四頁，共109頁?；仡?hug)：LL(1)分析法第44頁/共109頁第四十五頁，共109頁。nP1P | 2P | | mP | 第45頁/共109頁第四十六頁，共109頁。Pi1|2|k ; n (其中其中Pj1|2|k是是關(guān)于關(guān)于Pj的所有規(guī)則的所有規(guī)則)n消除關(guān)于消除關(guān)于Pi規(guī)則的直接左遞規(guī)則的直接左遞歸性歸性n ENDn3. 化簡由化簡由2所得的文法。去除所得的文法。去除(q ch)那些從開始符號出發(fā)永遠無那些從開始符號出發(fā)永遠無法到達的非終結(jié)符的產(chǎn)生規(guī)則。法到達的非終結(jié)符的產(chǎn)生規(guī)則。第46頁/共109頁第四十七頁，

15、共109頁。回顧(hug)：LL(1)分析法第47頁/共109頁第四十八頁，共109頁。消除(xioch)回溯、提左因子Sa.IPA.第48頁/共109頁第四十九頁，共109頁。.,|=)(*TVaaaFIRST 特別是，若特別是，若 ，則規(guī)定，則規(guī)定FIRST( )。* 如果非終結(jié)符如果非終結(jié)符A的所有候選首符集兩兩不相交，即的所有候選首符集兩兩不相交，即A的任何兩個不同候選的任何兩個不同候選 i和和 j FIRST(i)FIRST( j) 當(dāng)要求當(dāng)要求A匹配輸入串時，匹配輸入串時，A就能根據(jù)它所面臨的第就能根據(jù)它所面臨的第一個輸入符號一個輸入符號a，準(zhǔn)確地指派，準(zhǔn)確地指派(zhpi)某一個

16、候選前某一個候選前去執(zhí)行任務(wù)。這個候選就是那個終結(jié)首符集含去執(zhí)行任務(wù)。這個候選就是那個終結(jié)首符集含a的的。第49頁/共109頁第五十頁，共109頁。nA 1 | 2 | | nn經(jīng)過反復(fù)提取左因子，就能夠經(jīng)過反復(fù)提取左因子，就能夠(nnggu)把每個非終結(jié)符把每個非終結(jié)符(包包括新引進者括新引進者)的所有候選首符集的所有候選首符集變成為兩兩不相交。變成為兩兩不相交。第50頁/共109頁第五十一頁，共109頁。i + i IPETEFTi +TEn ETE E +TE | TFT T *FT | F(E) | i第51頁/共109頁第五十二頁，共109頁。.,.|)(*TVaAaSaAFOLLO

17、WAS*特別是，若特別是，若 ，則規(guī)定，則規(guī)定 FOLLOW(A)FOLLOW定義(dngy)第52頁/共109頁第五十三頁，共109頁。n構(gòu)造構(gòu)造(guzo)不帶回溯的自上而下分析的文不帶回溯的自上而下分析的文法條件法條件n1. 文法不含左遞歸，文法不含左遞歸，n2. 對于文法中每一個非終結(jié)符對于文法中每一個非終結(jié)符A的各個產(chǎn)生的各個產(chǎn)生式的候選首符集兩兩不相交。即，若式的候選首符集兩兩不相交。即，若nA 1| 2| nn 則則 FIRST( i)FIRST( j) (ij)n3. 對文法中的每個非終結(jié)符對文法中的每個非終結(jié)符A，若它存在某，若它存在某個候選首符集包含個候選首符集包含，則，則

18、nFIRST( i)FOLLOW(A)=ni=1,2,.,nn如果一個文法如果一個文法G滿足以上條件，則稱該文法滿足以上條件，則稱該文法G為為LL(1)文法。文法。第53頁/共109頁第五十四頁，共109頁。n (1) 若若屬于某個屬于某個FIRST(i )且且aFOLLOW(A)， 則讓則讓A與與自自動匹配。動匹配。n (2) 否則，否則，a的出現(xiàn)是一種語法的出現(xiàn)是一種語法錯誤。錯誤。第54頁/共109頁第五十五頁，共109頁。第55頁/共109頁第五十六頁，共109頁。a中；若中；若X也是一條產(chǎn)生式，也是一條產(chǎn)生式，則把則把也加到也加到FIRST(X)中。中。第56頁/共109頁第五十七頁

19、，共109頁。第57頁/共109頁第五十八頁，共109頁。FIRST()中。顯然，若中。顯然，若則則FIRST()。第58頁/共109頁第五十九頁，共109頁。第59頁/共109頁第六十頁，共109頁。3. 3. 若若AAB B是一個是一個(y )(y )產(chǎn)生式，或產(chǎn)生式，或A AB B是一個是一個(y )(y )產(chǎn)生產(chǎn)生式而式而 ( (即即FIRST(FIRST() )， 則把則把FOLLOW(A)FOLLOW(A)加至加至FOLLOW(B)FOLLOW(B)中。中。第60頁/共109頁第六十一頁，共109頁。 FIRST(E) =(,iFIRST(E) =(,iFIRST(EFIRST(E

20、 )=+, )=+, FIRST(T) =(,iFIRST(T) =(,iFIRST(TFIRST(T )=)=* *, , FIRST(F) =(,iFIRST(F) =(,i FOLLOW(E) =),#FOLLOW(E) =),#FOLLOW(EFOLLOW(E )=),#)=),#FOLLOW(T) =+,),#FOLLOW(T) =+,),#FOLLOW(TFOLLOW(T )=+,),#)=+,),#FOLLOW(F) =FOLLOW(F) =* *,+,),#,+,),#第61頁/共109頁第六十二頁，共109頁。4.4 遞歸下降(xijing)分析程序構(gòu)造第62頁/共109頁第

21、六十三頁，共109頁。n，nERRORERROR，出錯處理子程序，出錯處理子程序第63頁/共109頁第六十四頁，共109頁。應(yīng)的子程序。應(yīng)的子程序。第64頁/共109頁第六十五頁，共109頁。PROCEDURE E；BEGIN T；E END；PROCEDURE E ； IF SYM=+ THEN BEGINADVANCE； T；E END第65頁/共109頁第六十六頁，共109頁。PROCEDURE T；BEGIN F；T ENDPROCEDURE T ；IF SYM=* THENBEGIN ADVANCE； F；T END；例例: :文法文法(wnf)G(E):(wnf)G(E):ETEE

22、TEE E+TE+TE | | TFTTFT T T* *FTFT | | F(E) | iF(E) | i對應(yīng)的遞歸下降子程序為對應(yīng)的遞歸下降子程序為: : 第66頁/共109頁第六十七頁，共109頁。例例: :文法文法G(E):G(E):ETEETEE E+TE+TE | | TFTTFT T T* *FTFT | | F(E) | iF(E) | i對應(yīng)對應(yīng)(duyng)(duyng)的遞歸下降子程序為的遞歸下降子程序為: : 第67頁/共109頁第六十八頁，共109頁。主程序主程序:PROGRAM PARSER;BEGIN ADVANCE; E; IF SYM # THEN ERROR

23、END;第68頁/共109頁第六十九頁，共109頁。ETE | BCPROCEDURE E；BEGINIF SYM FIRST(TE) THEN T；E ELSE IF SYM FIRST(BC)THENB; CELSE ERROREND；第69頁/共109頁第七十頁，共109頁。PROCEDURE E；BEGIN T；E END；PROCEDURE T；BEGIN F；T END第70頁/共109頁第七十一頁，共109頁。PROCEDURE E ； IF SYM=+ THEN BEGINADVANCE； T；E END ELSE IF SYM# AND SYM) THEN ERROR第71頁

24、/共109頁第七十二頁，共109頁。PROCEDURE T ； IF SYM=* THEN BEGIN ADVANCE； F；T END ELSE IF SYM# AND SYM) AND SYM+ THEN ERROR第72頁/共109頁第七十三頁，共109頁。PROCEDURE F； IF SYM=i THEN ADVANCE ELSE IF SYM=( THEN BEGIN ADVANCE; E； IF SYM=) THEN ADVANCE ELSE ERROR END ELSE ERROR;第73頁/共109頁第七十四頁，共109頁。主程序主程序:PROGRAM PARSER;BEGI

25、N ADVANCE; EEND;第74頁/共109頁第七十五頁，共109頁。擴充的巴科斯范式。擴充的巴科斯范式。文法的另一種(y zhn)表示法和轉(zhuǎn)換圖第75頁/共109頁第七十六頁，共109頁。歸消去和因子歸消去和因子(ynz)提取。提取。第76頁/共109頁第七十七頁，共109頁。第77頁/共109頁第七十八頁，共109頁。T+ETF*TFi)FE(第78頁/共109頁第七十九頁，共109頁。PROCEDURE E；BEGIN T； WHILE SYM=+ DO BEGIN ADVANCE； T ENDEND；第79頁/共109頁第八十頁，共109頁。PROCEDURE T；BEGIN F

26、； WHILE SYM=* DO BEGIN ADVANCE； F ENDEND；第80頁/共109頁第八十一頁，共109頁。PROCEDURE F； IF SYM=i THEN ADVANCE ELSE IF SYM=( THEN BEGIN ADVANCE; E； IF SYM=) THEN ADVANCE ELSE ERROR END ELSE ERROR;第81頁/共109頁第八十二頁，共109頁。 1. 文法不含左遞歸，文法不含左遞歸，2. 對于文法中每一個非終結(jié)符對于文法中每一個非終結(jié)符A的各個產(chǎn)生式的候的各個產(chǎn)生式的候選首符集兩兩不相交選首符集兩兩不相交(xingjio)。即，若

27、。即，若A 1| 2| n 則則 FIRST( i)FIRST( j) (ij)3. 對文法中的每個非終結(jié)符對文法中的每個非終結(jié)符A，若它存在某個候選，若它存在某個候選首符集包含首符集包含，則，則FIRST( i)FOLLOW(A)=i=1,2,.,n如果一個文法如果一個文法G滿足以上條件，則稱該文法滿足以上條件，則稱該文法G為為LL(1)文法。文法?；仡櫍篖L(1)文法(wnf)條件第82頁/共109頁第八十三頁，共109頁。非終結(jié)符出發(fā)進行展開非終結(jié)符出發(fā)進行展開( (推導(dǎo)推導(dǎo)) )時，就調(diào)用這個非終結(jié)符對應(yīng)時，就調(diào)用這個非終結(jié)符對應(yīng)的子程序。的子程序?；仡?hug)：構(gòu)造不帶回溯的自上而

28、下分析器第83頁/共109頁第八十四頁，共109頁。4.5 預(yù)測(yc)分析程序文法符號文法符號第84頁/共109頁第八十五頁，共109頁?？偪爻绦蚩偪爻绦蚍治霰矸治霰鞽#輸入串輸入串分析棧分析棧STACKa1a2.ai#預(yù)測分析程序的工作圖預(yù)測分析程序的工作圖# Sa1a2.ai#分析開始時：分析開始時：第85頁/共109頁第八十六頁，共109頁。q總控程序根據(jù)現(xiàn)行總控程序根據(jù)現(xiàn)行(xinxng)棧頂符號棧頂符號X和當(dāng)和當(dāng)前輸入符號前輸入符號a，執(zhí)行下列三種動作之一，執(zhí)行下列三種動作之一:q1. 若若Xa，則宣布分析成功，停，則宣布分析成功，停止分析。止分析。q2. 若若Xa ，則把，則把X

29、從從STACK棧頂棧頂逐出，讓逐出，讓a指向下一個輸入符號。指向下一個輸入符號。匹配(ppi)成功第86頁/共109頁第八十七頁，共109頁。3. 若若X是一個非終結(jié)符，則查看分析表是一個非終結(jié)符，則查看分析表M。 若若MX，a中存放著關(guān)于中存放著關(guān)于X的一個產(chǎn)生的一個產(chǎn)生(chnshng)式，把式，把X逐出逐出STACK棧頂，把產(chǎn)生棧頂，把產(chǎn)生(chnshng)式的右部符號串按反序一一推進式的右部符號串按反序一一推進STACK棧棧(若右部符號為若右部符號為，則意味不推什么東，則意味不推什么東西進棧西進棧)。在把產(chǎn)生。在把產(chǎn)生(chnshng)式的右部符號推式的右部符號推進棧的同時應(yīng)做這個產(chǎn)生

30、進棧的同時應(yīng)做這個產(chǎn)生(chnshng)式相應(yīng)的語式相應(yīng)的語義動作。義動作。若若MX，a中存放著中存放著“出錯標(biāo)志出錯標(biāo)志”，則調(diào)用出錯診，則調(diào)用出錯診察程序察程序ERROR。推導(dǎo)(tudo)第87頁/共109頁第八十八頁，共109頁。匹配(ppi)成功第88頁/共109頁第八十九頁，共109頁。STOP /*分析分析(fnx)成功，過程完成功，過程完畢畢*/END分析(fnx)成功推導(dǎo)(tudo)第89頁/共109頁第九十頁，共109頁。第90頁/共109頁第九十一頁，共109頁。i+*()#EETE ETE E E +TE E E TTFT TFT T T T *FT T T FFiF (

31、E)第91頁/共109頁第九十二頁，共109頁。i+*()#EETE ETE E E +TE E E TTFT TFT T T T *FT T T FFiF (E)第92頁/共109頁第九十三頁，共109頁。i+*()#EETE ETE E E +TE E E TTFT TFT T T T *FT T T FFiF (E)第93頁/共109頁第九十四頁，共109頁。i+*()#EETE ETE E E +TE E E TTFT TFT T T T *FT T T FFiF (E)第94頁/共109頁第九十五頁，共109頁。非遞歸預(yù)測(yc)分析器的模型 id + id * id $預(yù)測(yc)分析控制程序$輸入(shr)棧EETETETFFT