编译原理复习总结-耗子尾汁

Posted 2021-06-29 吾仄lo咚锵

文章目录

• 引论
• 语法描述
• 词法分析
• 语法分析
• • 自上向下分析
  • 自下向上分析
• 属性文法
• 语义分析和是中间代码产生
• 优化
• 目标代码生成

引论

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1. 编译程序运行框架
   

词法分析器	输入源程序，进行词法分析，输出单词符号。
语法分析器	对单词符号串进行语法分析，识别出各类语法单位
语义分析与中间代码产生器	按语义规则对归约出的语法单位进行语义分析并翻译成中间代码。
优化器	对中间代码进行优化处理
目标代码生成器	把中间代码翻译成目标程序
表格管理	登记源程序的各类信息和编译各阶段的进展情况
出错处理	对出现在源程序中的错误进行处理

2. 编译前端和后端

• 前端
  主要由与源语言有关但与目标机无关的那些部分（词法分析、语法分析、语义分析、中间代码产生）组成，有的代码优化工作也给包括在前端。
• 后端
  包括编译程序中与目标机有关的那些部分（与目标机有关的代码优化、目标代码生成），后端通常依赖中间语言而不是源语言。

3. 编译过程五个阶段
   词法分析、语法分析、语义分析与中间代码产生、优化、目标代码生成。
   前四个阶段与硬件无关，最后一个阶段与硬件有关。

4. 汇编语言和高级语言的区别
   汇编语言跟机器指令一一对应，高级语言不跟机器指令一一对应。

语法描述

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1. 乔姆斯基四型文法

乔姆斯基(Chomsky)把文法分成四种类型，即0型、1型、2型和3型。0型强于1型，1型强于2型，2型强于3型。这几类文法的差别在于对产生式加不同的限制。

0型	短语文法	能力相当于图灵机，都是递归可枚举的
1型	上下文有关法	即替换非终结符时考虑上下文$\alpha$和$\beta$，$\alpha A\beta \to \alpha \gamma \beta$
2型	上下文无关法	即无需考虑上下文
3型	右线性文法	另一种形式左线性文法，也称正规文法，$A\to B\alpha$或$A\to \alpha$

2. 上下文无关法
   一个上下文无关法G是一个四元式$G=(V_T,V_N,S,P)$，其中
   $V_T$：终结符集合（非空）
   $V_N$：非终结符集合（非空），且$V_T\cap V_N=\varnothing$
   $S$：文法的开始符号，$S\in V_N$
   $P$：产生式集合（有限），每个产生式形式为$P\to \alpha ,P\in V_N,\alpha \in (V_T\cup V_N{)}^{\ast }$，开始符$S$至少必须在某个产生式的左部出现一次。

3. 句型、句子
   假定G是一个文法，S是它的开始符号，称$S\stackrel{\ast }{⟹}\alpha$是一个句型，称仅含终结符的句型是一个句子。
   
   btw，符号$\stackrel{\ast }{⟹}$指经过0步及以上推导；符号$\stackrel{+}{⟹}$指经过1步及以上推导；终结符指最终出现在程序中符号；非终结符是为了描述语法而创造出来的符号，不会出现在程序中。
   
   例$(i\ast i+i)$是文法G(E):$E\to i|E+E|E\ast E|(E)$的一个句子，证明：$E⟹(E)⟹(E+E)⟹(E\ast E+E)⟹(i\ast E+E)⟹(i\ast i+E)⟹(i\ast i+i)$

4. 语言
   文法G所产生的句子的全体就是一个语言，记为L(G)， L ( G ) = { α ∣ S    ⟹    + α & α ∈ V T ∗ } L(G)=\\{\\alpha|S\\overset{+}{\\implies}\\alpha\\&\\alpha\\in{V_{T}^{*}}\\} L(G)={α∣S⟹+​α&α∈VT∗​}。
   
   例文法G₁:A→c|Ab的语言L(G₁)={cbⁿ|n≥0}；
   文法G₂:S→AB,A→aA|a,B→bB|b的语言L(G₂)={a^mbⁿ|m,n≥1}。

词法分析

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1. 用状态图和正规式描述标识符
   

结点代表状态，用圆圈表示。状态之间用箭弧连结。箭弧上的标记（字符）代表在射出节点状态下可能出现得输入字符或字符类。
其中0为初态，2为终态（用双圈表示）。终态结上打个星号*意味着多读进了一个不属于标识符部分得字符，应把它退还给输入串。

令 Σ = { A , B , 0 , 1 } \\Sigma=\\{A,B,0,1\\} Σ={A,B,0,1}

正规式	正规集
(A|B)(A|B|0|1)*	$\Sigma$上“标识符”的全体
(0|1)(0|1)*	$\Sigma$上“数”的全体

2. 确定有限自动机(DFA)
   一个确定有限自动机M是一个五元式$M=(S,\Sigma ,\delta ,s_0,F)$，其中
   $S$：有穷状态集
   $\Sigma$：输入字母表（有穷）
   $\delta$：状态转换函数，为$S\times \Sigma \to S$的单值部分映射，$\delta (s,a)=s’$表示：当现行状态为$s$，输入字符为$a$时，将状态转换到下一状态$s’$。我们把$s’$称为$s$的一个后继状态。
   $s_0\in S$：初态（唯一）
   $F\subseteq S$：终态集（可空）

3. 非确定有限自动机(NFA)
   一个非确定有限自动机M是一个五元式$M=(S,\Sigma ,\delta ,S_0,F)$，其中
   $S$：有穷状态集
   $\Sigma$：输入字母表（有穷）
   $\delta$：$S\times {\Sigma }^{\ast }\to 2^S$
   $S_0\subseteq S$：初态集（非空）
   $F\subseteq S$：终态集（可空）

4. LEX
   LEX用来描述和自动产生所需的各种词法分析器，包括正规式定义和识别规则两部分，将LEX程序编译后所得结果程序记为L，其作用同有限自动机一样&#

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