程序设计语言编译原理配套.pptx

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目录CATALOGUE编译原理概述词法分析技术语法分析原理语义分析与中间代码代码优化与目标生成编译工具与实践

编译原理概述01

编译原理编译器核心任务语义分析研究编译程序构造的基本原理和基本方法的学科。将高级语言程序翻译成机器语言程序的程序。将源代码翻译成目标代码，同时保证目标代码的正确性、效率和可移植性。理解并检查源代码的语义，确保语法正确的程序在执行时不会出现错误。基本概念与核心任务

词法分析：将源代码中的字符序列分割成有意义的词法单元（如单词、标识符等），并识别出词法错误。01编译过程阶段划分语法分析：根据语言的语法规则，将词法单元组织成语法结构树，同时检查语法错误。02语义分析：在语法分析的基础上，进一步检查程序的语义，如类型检查、作用域检查等。03中间代码生成：将语法结构树转换成中间代码，便于机器执行。04机器无关优化：对中间代码进行优化，提高程序执行效率。05代码生成：将中间代码转换成目标机器代码，包括寄存器分配、指令选择等。06机器相关优化：根据目标机器的特点对生成的代码进行优化，以提高程序的执行效率。07

前端后端中间代码生成器错误处理模块负责词法分析、语法分析和语义分析，将源代码转换成中间表示形式。负责中间代码的机器无关优化和代码生成，生成与目标机器相关的机器代码。将中间表示形式转换成与目标机器无关的中间代码。负责处理编译过程中出现的错误，如语法错误、语义错误等，提供错误信息以便用户进行修改。编译器组成结构

词法分析技术02

正则表达式与有限自动机正则表达式一种描述字符串模式的强大工具，可用于字符串匹配、查找和替换等操作。有限自动机一种状态机，包括确定有限自动机（DFA）和非确定有限自动机（NFA），用于识别正则表达式描述的字符串。正则表达式与有限自动机的关系正则表达式可以被转换为有限自动机，实现高效的字符串匹配。

Lex一种广泛使用的词法分析器生成工具，可以根据正则表达式生成相应的词法分析器。FlexLex的改进版本，具有更快的速度和更高的效率，适用于大型程序的词法分析。其他工具如ANTLR、Yacc等，也可以用于生成词法分析器，但可能需要根据具体需求进行定制。词法分析器生成工具

错误报告将检测到的错误以适当的方式报告给用户，如显示错误信息、指出错误位置等。错误恢复在检测到错误后，尝试进行错误恢复，如跳过错误字符、插入缺失的符号等，以尽可能多地解析正确的代码。错误检测通过词法分析器检测源代码中的词法错误，如非法字符、未识别的标识符等。词法错误处理机制

语法分析原理03

定义上下文无关文法是一种形式文法，它描述的是一类特殊的语言，其语法规则与上下文无关，即每个规则只与本身的符号有关，而与其出现的上下文环境无关。01.上下文无关文法定义组成上下文无关文法由一组规则组成，每个规则描述一个符号如何被替换成其他符号，从而生成或解析一个字符串。02.形式上下文无关文法可以用四元组(N,Σ,P,S)表示，其中N是非终结符集合，Σ是终结符集合，P是规则集合，S是开始符号。03.

自底向上分析自底向上分析是一种从输入的字符串开始，逐步向上归约成语法树的语法分析方法。这种方法通常用于解释器的实现，以将输入的字符串转化为某种内部表示形式。自顶向下分析自顶向下分析是一种从语法树的根节点开始，逐步向下推导出字符串的语法分析方法。这种方法通常用于编译器的语法分析阶段，以验证输入的源代码是否符合语法规则。两者比较自顶向下分析更符合人类理解语言的方式，但难以处理左递归和二义性问题；自底向上分析则更容易实现，且能够处理更广泛的语法结构。自顶向下与自底向上分析

语法树是根据上下文无关文法推导出的一种树形结构，它表示了字符串的语法结构。语法树的每个节点都对应文法中的一个符号，叶子节点对应终结符，非叶子节点对应非终结符。语法树语法树与抽象语法树抽象语法树是对语法树进行抽象和简化的结果，它去除了语法树中的一些冗余信息，只保留了与语义相关的信息。抽象语法树更加简洁、高效，便于后续的程序分析和优化工作。抽象语法树语法树是抽象语法树的基础，抽象语法树是对语法树的进一步处理和优化。在编译器设计过程中，通常先生成语法树，再将其转换为抽象语法树。两者关系

语义分析与中间代码04

符号表管理与作用域定义变量和函数的作用范围，包括全局作用域、局部作用域等。作用域规则记录标识符的属性信息，如类型、作用域、存储位置等。符号表的组织在编译过程中动态地查询和更新符号表，确保正确的标识符引用。符号表的查询与更新

语法制导翻译方法语法树翻译将源程序的语法树转化为中间代码，保留程序的语法结构。通过定义属性文法来描述源程序的语义，并借助属性计算来生成中间代码。属性文法通过递归下降分析器将源程序逐步翻译成中间代码，适用于简单语法结构。递归下降