编译原理【1】概述:词法分析、语法分析、语义分析

本文深入解析编译过程,从词法分析到语法分析,再到语义分析,详细阐述了编译器如何将高级语言转化为机器语言。同时,介绍了编译器结构及各阶段的关键步骤。

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什么是编译?

编译就是将高级语言程序转换成汇编语言程序/及其语言程序的过程。
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编译,说白了就是翻译,对比精细的人工英译汉的步骤:

  1. 词法分析:分析词性:每个词属于名词?形容词?动词?介词…
  2. 语法分析:分析各种介词短语、名词短语、动词短语…
  3. 语义分析:以上两个步骤的意义就是为语义分析做铺垫,通过将语法展开成下图树的形式,可以最终根据根节点分析出整个句子的意思是什么。

编译的步骤也和人工翻译是一样的。

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编译器的结构

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词法分析

在这里插入图片描述1. 词法单元形式:二元组token:<种别码,属性值>
2. 对种别码的解释

  • 一词一码:就是说,每个不同的词分别使用一个种别码,比如:
    if: <IF, >
    program: <PROGRAM, >
    while: <WHILE, >

  • 多词一码:标识符是程序员编程时设置的。我们为不能枚举所有标识符,因此将所有标识符归为一个种别码。由于多个词对应一个种别码,因此在同一种别码间需要另外设置属性值来标识不同的属性:(变量名?数组名?常量?)或者(整型?浮点型?字符型?…)

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语法分析

在这里插入图片描述解释:<D>是一条声明语句,<T>是数据类型,| 表示“或”的关系,<IDS>是Identify Sequence标识序列。对比下面的输入语句:
整条语句<D>: int a, b, c;
数据类型<T>: int
标识序列<IDS>:a, b, c;


语义分析

主要做两件事:收集标识符的属性信息 和 对语义的检查(检查合法性)
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附录c 编译程序实验 实验目的:用c语言对一个简单语言的子集编制一个一遍扫描的编译程序,以加深对编译原理的理解,掌握编译程序的实现方法和技术。 语法分析 C2.1 实验目的 编制一个递归下降分析程序,实现对词法分析程序所提供的单词序列的语法检查和结构分析. C2.2 实验要求 利用C语言编制递归下降分析程序,并对简单语言进行语法分析. C2.2.1待分析的简单语言的语法 实验目的 通过上机实习,加深对语法制导翻译原理的理解,掌握将语法分析所识别的语法成分变换为中间代码的语义翻译方法. 实验要求 采用递归下降语法制导翻译法,对算术表达式、赋值语句进行语义分析并生成四元式序列。 实验的输入和输出 输入是语法分析提供的正确的单词串,输出为三地址指令形式的四元式序列。 例如:对于语句串 begin a:=2+3*4;x:=(a+b)/c end# 输出的三地址指令如下: (1) t1=3*4 (2) t2=2+t1 (3) a=t2 (4) t3=a+b (5) t4=t3/c (6) x=t4 算法思想 1设置语义过程 (1) emit(char *result,char *arg1,char *op,char *ag2) 该函数功能是生成一个三地址语句送到四元式表中。 四元式表的结构如下: struct {char result[8]; char ag1[8]; char op[8]; char ag2[8]; }quad[20]; (2)char *newtemp() 该函数回送一个新的临时变量名,临时变量名产生的顺序为T1,T2,…. Char *newtemp(void) { char *p; char m[8]; p=(char *)malloc(8); k++; itoa(k,m,10); strcpy(p+1,m); p[0]=’t’; return(p); } (2)主程序示意图如图c.10所示。 (2) 函数lrparser在原来语法分析的基础上插入相应的语义动作:将输入串翻译成四元式序列。在实验中我们只对表达式、赋值语句进行翻译。 语义分析程序的C语言程序框架 int lrparser() { int schain=0; kk=0; if(syn=1) { 读下一个单词符号; schain=yucu; /调用语句串分析函数进行分析/ if(syn=6) { 读下一个单词符号; if(syn=0 && (kk==0)) 输出(“success”); } else { if(kk!=1 ) 输出 ‘缺end’ 错误;kk=1;} else{输出’begin’错误;kk=1;} } return(schain); int yucu() { int schain=0; schain=statement();/调用语句分析函数进行分析/ while(syn=26) {读下一个单词符号; schain=statement(); /调用语句分析函数进行分析/ } return(schain); } int statement() { char tt[8],eplace[8]; int schain=0; {switch(syn) {case 10: strcpy(tt,token); scanner(); if(syn=18) {读下一个单词符号; strcpy(eplace,expression()); emit(tt,eplace,””,””); schain=0; } else {输出’缺少赋值号’的错误;kk=1; } return(schain); break; } } char *expression(void) {char *tp,*ep2,*eplace,*tt; tp=(char *)malloc(12);/分配空间/ ep2=(char *)malloc(12); eplace=(char *)malloc(12); tt =(char )malloc(12); strcpy(eplace,term ());/调用term分析产生表达式计算的第一项eplace/ while(syn=13 or 14) { 操作符 tt= ‘+’或者‘—’; 读下一个单词符号; strcpy(ep2,term());/调用term分析产生表达式计算的第二项ep2/ strcpy(tp,newtemp());/调用newtemp产生临时变量tp存储计算结果/ emit(tp,eplace,tt,ep2);/生成四元式送入四元式表/ strcpy(eplace,tp); } return(eplace); } char *term(void)/仿照函数expression编写/ char *factor(void) {char *fplace; fplace=(char *)malloc(12); strcpy(fplace, “ ”); if(syn=10) {strcpy(fplace,,token);/将标识符token的值赋给fplace/ 读下一个单词符号; } else if(syn=11) {itoa(sum,fplace,10); 读下一个单词符号; } else if (syn=27) {读下一个单词符号; fplace=expression();/调用expression分析返回表达式的值/ if(syn=28) 读下一个单词符号; else{输出‘}’错误;kk=1; } } else{输出‘(’错误;kk=1; } return(fplace); }
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