高級語言及其語法描述

高級語言及其語法描述2.1程序語言的定義語法：語言的語法是指這樣的一組規(guī)則，用它可以產(chǎn)生和形成一個合式的程序。例如：變量的標示符要以非數(shù)字開頭…語法分為詞法規(guī)則和語法規(guī)則。詞法規(guī)則：指單詞符號的形成規(guī)則，單詞符號包括：各種類型常數(shù)、標示符、算符和界符等。詞法分析工具：正規(guī)式和有限自動機理論。語法規(guī)則：是語法單位的形成規(guī)則。語法單位包括：表達式、語句、子程序、函數(shù)等。語法規(guī)則描述工具：上、下文無關文法。語義：是指這樣的規(guī)則，使用它可以定義一個程序的意義。語義描述的方法：屬性文法的語法制導翻譯方法。該方法接近形式化方法。相同語句不同含義的例子：

Z=X+Y可以表示整數(shù)相加和實數(shù)相加等不同的語義。編譯程序就是要從基本的單詞符號和語法單位分析程序的語義。2.2高級語言的一般特性高級語言分類：過程式語言-命令驅(qū)動、面向語句，如C語言等。函數(shù)式語言-從功能出發(fā)構(gòu)造函數(shù)，如LISP等?；谝?guī)則的語言-檢查一定的條件，當他滿足，則執(zhí)行適當?shù)膭幼鳎鏟rolog語言。面向?qū)ο蟮恼Z言-支持封裝、繼承和多態(tài)性等。2.3程序語言的語法描述基本概念：Σ：是一個有窮字母表，它的每個元素稱為一個符號。Σ上的字（符號串）：是指由Σ中的符號所構(gòu)成的一個有窮序列。ε：不包含任何符號的序列稱為空字。Σ＊：表示Σ上所有字的集合，其中包括空字ε。φ:不包含任何元素的集合φ={}集合運算：集合的積運算：UV={αβ|α∈U&β∈V}Vn=VV…V：其中V0={ε}集合的或運算：U∪V={α|α∈UORα∈V}集合的閉包運算：V＊=V0∪V1∪V2∪V3∪…集合的正規(guī)閉包：V+=VV＊2.3.1上下文無關文法文法：描述語言的語法結(jié)構(gòu)的形式規(guī)則。特點：這些規(guī)則必須是準確的，易于理解的，而且，應當有相當強的描述能力，足以描述各種不同的結(jié)構(gòu)。例如：<句子>-><主語><謂語><間接賓語><直接賓語>上、下文無關文法：它所定義的語法范疇是完全獨立于這種范疇可能出現(xiàn)的環(huán)境的。一個上、下文無關文法G包括四個組成部分：一組終結(jié)符號一組非終結(jié)符號一個開始符號一組產(chǎn)生式終結(jié)符號：是組成語言的基本符號，在程序語言中就是以前屢次提到的單詞符號，如基本字、標識符、常數(shù)、算符和界符等。非終結(jié)符號：用來代表語法范疇。如：語句A、表達式B等。開始符號：是一個特殊的非終結(jié)符號，它代表所定義的語言中我們最終感興趣的語法范疇，這個語法范疇通常稱為“句子”或是“程序”。產(chǎn)生式：是定義語法范疇的一種書寫規(guī)則。一個產(chǎn)生式的形式是A→α或A::=αA：是非終結(jié)符號α：是由終結(jié)符號或與非終結(jié)符號組成的一個符號串。例如：一個簡單的算術表達式文法：E→iE→E+EE→E*E(2-1)E→(E)終結(jié)符號：i非終結(jié)符號：E開始符號：算術表達式產(chǎn)生式：(2-1)形式化定義：一個上下文無關文法是一個四元式（VT,VN,S,Γ）VT是一個非空有限集，它的每個元素稱為終結(jié)符號；VN是一個非空有限集，它的每個元素稱為非終結(jié)符號，VT∩VN=ф；S是一個非終結(jié)符號，稱為開始符號；S∈VN。Γ是一個產(chǎn)生式集合（有限），每個產(chǎn)生式的形式是P→а。其中，P∈VN，а∈（VT∪VN）＊。開始符號S至少必須在某個產(chǎn)生式的左部出現(xiàn)一次。P→а1|а2|…|аn。其中，аi稱為是P的一個候選式?！x作定義，直豎讀為“或”,它是元語言符號。上、下文無關文法語言：從文法的開始符號出發(fā)，反復使用產(chǎn)生式，對非終結(jié)符施行替換和展開。例子：求解文法2-1的語言？E

(E)(E+E)(i+E)(i+i)推導：稱

A直接推出，即：A，僅當A→

是產(chǎn)生式，且、(VTVN)*如果α1

α1…

αn，則稱序列是一個推導；稱α1可推出αn；表示經(jīng)一步或若干步可推出表示經(jīng)0步或若干步推出假定G是一個文法，S是它的開始符號。如果有:則稱α是一個句型。僅含終結(jié)符號的句型是一個句子。文法G所產(chǎn)生的句子的全體是一個語言，將它記為L(G)。L(G)={α|S

*α&α∈VT*}

最左推導：任何一步α=>β都是對α中的最左非終結(jié)符進行替換的。最右推導：任何一步α=>β都是對α中的最右非終結(jié)符進行替換的。例、例、例2.3.2語法分析樹與二義性語法樹定義：句型推導的樹形表示稱為語法樹。EEE(根)()i*+EEEii文法二義性：文法存在某個句子對應兩顆不同的語法樹，則稱這個文法是二義性文法。例如：EEE(根)()i*+EEEiiEEE(根)()i+*EEEii二義性文法特點：文法的二義性和語言的二義性不同，不同的文法可以有相同的語言，即L(G)=L(G*)，其中G是二義性文法。文法的二義性證明是NP-Hard問題。上、下文無關文法的限制：文法中不含任何下面形式的產(chǎn)生式P→P

每個非終結(jié)符P必須都有用處。即：必須存在含P的句型，并且對于P不存在永不終結(jié)的回路。無二義性文法推導舉例：文法：E看作“表達式”，T看作“項”，F(xiàn)看作“因子”，則上述文法可以表示為：表達式->項|表示式+項項->因子|項*因子因子->(表達式)|i表達式項因子

(表達式)(表達式+項)(項+項)(項*因子+項)(因子*因子+項)(i*因子+項)(i*i+因子)(i*i+i)2.3.3形式語言鳥瞰喬姆斯基（Chomsky）把文法分四類：0型、1型、2型和3型。其描述能力的強度有下列關系：0型強于1型、1型強于2型、2型強于3型。0型文法：設G=（VT,VN,S,Р），對每個產(chǎn)生式α→β有α∈（VN∪VT）*且β∈（VN∪VT）*對0型文法分別施加以下第i條限制，就得到I型文法：

每個產(chǎn)生式為α→β均滿足|α||β|;僅S→

例外，但S不得出現(xiàn)在任何產(chǎn)生式的右部。G為任何產(chǎn)生式為A→β，A∈VN，β∈（VN∪VT）＊。G的任何產(chǎn)生式為(1)A→αB或A→α(2)A→Bα或A→α其中α∈VT＊，A、B∈VN。(1)式右線性文法；(2)式左線性文法文法說明：1型文法也稱上、下文有關文法。這種文法意味著，對非終結(jié)符進行替換時務必考慮上下文，并且，一般不允許替換成空串ε。例如，假若αAβ→αγβ是1型文G的一個產(chǎn)生式，α和β都不空，則非終結(jié)符A只有在α和β這樣的一個上下文環(huán)境中才可以把它替換為γ。2型文法也稱上、下文無關文法。3型文法也稱線性文法，或稱為正規(guī)文法。文法應用舉例例1：判斷文法S→aSb|ab的類型，并推斷文法語言。由于S→aSb|ab與a、b無關，則是上下文無關文法。S→aSb|ab，有SaSbaaSbb…anSbn，文法對應的語言為：L2={anbn|n1}[例2]現(xiàn)有文法如下：語句→if條件then語句|if條件then語句else語句|其它語句試判斷文法的二義性和類型？由文法可以推導出下面的二義性句型IfC1thenifC2thenS1elseS2，其中else不知與那個then匹配，所以它是二義性文法。由于替換僅在右側(cè)進行，且不考慮條件，所以它上下、文無關的正規(guī)文法。某些語言是上、下文無關語言、但有些語言卻無法用上、下無關文法描述。有些語言即不是一個上、下文無關語言，但也不是一個上下有關語言。作業(yè)：第6題、第8題。每年進入夏季，由于氣溫高、濕度大，對幼兒的照顧要特別注意，以下是出國留學網(wǎng)為您搜集整理的育兒健康小常識1.不是所有寶寶都需額外補充維生素很多家長會問，孩子多大需要開始補充維生素?小嬰兒是否需要補充維生素?劉主任表示，孩子多大補充維生素沒有明確的界定，如果寶寶是吃母乳或奶粉，一般營養(yǎng)物質(zhì)都足夠、全面，不需要額外補充維生素，如果出現(xiàn)了某些癥狀，如缺乏維生素B或維生素C等，再有針對性的補充會更好。維生素D可以促進鈣的吸收，小嬰兒也應該補充，特別是純母乳喂養(yǎng)的寶寶，如果沒有補充維生素D，常帶寶寶曬太陽，也可以轉(zhuǎn)化為維生素D，從而促進鈣的吸收。給寶寶曬太陽，一般每天半小時到1小時，注意不要遮擋著曬太陽，如果是戴太陽帽、打傘或擦防曬霜等，起不到曬太陽的效果。2.不能用維生素補充劑代替蔬菜水果有的家長認為，都是補充維生素，用維生素補充劑方便多了，因此就用維生素補充劑代替水果和蔬菜。劉主任表示，只要條件允許，應盡量從食物中攝取維生素，如果是因為某些特殊情況導致不能全面有效獲得維生素，則可以考慮食用維生素補充劑。而且維生素補充劑是不能代替蔬菜和水果的。因為蔬菜、水果中的各種維生素是按一定比例存在的天然成份，是多種維生素的集合體;而維生素制劑多數(shù)是人工合成的，兩者在性質(zhì)上會有所差別。蔬菜、水果除了含有維生素外，還含有一些雖然對人體的作用與維生素類似的天然物質(zhì)，如葉綠素、胡蘿卜素等。此外蔬菜中含有礦物質(zhì)、微量元素、碳水化合物、纖維素等非維生素類營養(yǎng)成份。3.維生素補充劑含有的維生素種類不是越多越好有的家長容易陷入一個誤區(qū)，認為既然要補，那就補得全面一點，總給寶寶吃綜合性維生素。劉主任表示，維生素補充劑并不是所含種類越多越好。劉主任建議，對于挑食特別厲害的寶寶，吃東西的品種少，可以選擇補充綜合性維生素劑;如果是缺乏某些維生素，建議有針對性地補充更合適;如果只是缺乏某一種維生素，沒必要補充綜合維生素制劑，因為有的維生素會產(chǎn)生蓄積中毒的情況。4.維生素應從正規(guī)渠道購買如果是身體缺乏維生素的話，還是要在醫(yī)生的指導下服用維生素藥品，如果是出于保健的需求，可以服用保健品5.維生素補多久補