编译原理复习（2023.4.25考试版本）

news2024/11/15 11:20:55

本次复习采用的是这本书，如有书写不当的地方，欢迎批评指正！
在这里插入图片描述

第一章

image-20230412203438342

第二章

符号串的运算

  • 相等：两个符号串一模一样的

  • 长度：数他有几个就行了

  • 连接：跟在后面直接写就行了

  • 符号传串的逆：在符号的右上方写上-1就表示这个符号串的逆。

image-20230412110829924

  • 前缀、后缀和子串

前缀就是去掉尾部，后缀就是去掉头部。前缀和后缀都是子串，但子串不一定是前缀。

比如：ab 是 abc 的前缀和子串，c 是 abc 的后缀和子串。

  • 幂运算：就是n个字符串不断进行连接操作

​ ω的0次幂 = ξ

​ ω的n次幂 = n个 ω 相连接

符号串集合运算

  • 幂运算

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  • 闭包与正闭包

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文法的相关概念

1.文法的组成

  • 终结符集合 VT 就是不能再分解的字母，一般用小写字母表示
  • 非终结符集合VN 就是还可以继续进行推导的字母，一般用大写字母表示
  • 开始符号S
  • 产生式规则P

2.句子，句型，句柄，子树，简单子树，短语，简单短语

  • 句子：只包含终结符。（基本上就是全部由小写字母组成）
  • 句型：推导过程中出现的所有符号串都叫做句型。只包含终结符的句型叫做句子。
  • 子树：语法树的某个节点连同他向下射出的部分组成了语法树的子树。
  • 简单子树：高度为2的子树叫做简单子树。下面红笔画出来的这两个子树就叫做简单子树。

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  • 简单短语：高度为2的的子树（就是简单子树0）的叶子节点。像上面这棵树中的DE、F就是简单短语。

  • 句柄：最左简单子树末端节点组成的符号串。像上面这颗树，句柄就是DE。

3.规范推导和规范归约

  • 规范推导：最右推导，每次都替换最右边的。
  • 规范归约：最左归约，每次都归约最左边的。

4.二义性

  • 二义性：对于同一个句子存在两个不同的语法树，则称这个句子是具有二义性的。

  • 二义性的解决办法：

    1. 修改编译算法。规定算符之间的优先级。
    2. 直接修改文法。保证归约的顺序（左部的符号在规则右部出现一次也可能会导致二义性）

压缩或简化文法

  • 如果一个文法没有有害规则，也没有多余规则，那么就说该文法是压缩或者简化过的。

1.有害规则

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2.多余规则

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3.文法等价变换

1.使开始符号不出现在产生式右部

2.使文法每个非终结符均能推导出一个终结符号串.

3.使文法的每个非终结符均出现在某个句型中

4.除特殊规则 A→B

5.消去空规则 A→ε

6.消除左递归 （扩充的BNF表示法）

  • 对于第一点，使开始符号不出现在产生式右部

image-20230412194301929

  • 对于第二点，使文法每个非终结符均能推导出一个终结符号串.

就是先构造一个Vn‘，先找出能直接推出终结符的，然后保证非终结符推出句子（采用了归约的思想），这个没怎么用过，自己也说得不太清楚。

  • 对于第三点，使文法的每个非终结符均出现在某个句型中

就是采用推导的思想，保证非终结符出现在句型中，这个感觉也不咋用。

  • 对于第四点，除特殊规则 A→B

就是去掉中间商，先构造对应的等价文法，假如说出现不在任何句型中出现的非终结符，就删除那几个非终结符对应的规则，感觉也不咋用。

  • 对于第五点，消去空规则 A→ε

就是去掉A->ε,找到产生空串的非终结符和产生式啥能推导出ε，这个也感觉没怎么用过。

  • 对于第六点，消除左递归。这个就非常重要了！！！

我们先看书上的定义。

image-20230412195837362

在做题过程中，直接按照书上给的公式套就行了。

具体怎么使用，可以参考下面的例题

image-20230412201741049

文法的分类与自动机

  • 0型文法，从任意字符串推出任意字符串

  • 1型文法，左边的长度一般比右边的短或者相等

  • 2型文法，产生式的左边都只有一个非终结符，就像下面这样

    image-20230412203022350

  • 3型文法，左线性文法：推导出来的非终结符都放在左边

    ​ 右线性文法：推导出来的非终结符都放在右边

    image-20230412203101656

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第三章

正规式到NFA的转换

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NFA和DFA的区别

  • NFA是不确定有限自动机，DFA是确定有限自动机

  • NFA可以有若干个初始状态，而DFA只有一个初始状态

  • NFA有若干个后继状态，而DFA只有一个后继状态

NFA到DFA的转换

image-20230413173902935

那么这个状态转换图就画好了。

那如何判断这是DFA还是NFA呢？（考试的话一般来说都是NFA，因为他后面还希望你进行NFA到DFA的转换呢）

如果正规做的话，就是画状态转换表。其实我们直接看状态图就可以看出来，去路不唯一的话就只直接可以判定为是NFA。

image-20230413175307459

下面就是重头戏了，开始进行NFA到DFA的转换

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以上这就是NFA到DFA的转换了

第四章

不考大题

  • 词法分析的功能：读入源程序字符串，从左至右逐个扫描，并从其中识别出一系列具有独立意义的最小语法单位——单词。

  • 词法分析的任务：扫描源程序、识别单词、转换并输出属性字。

  • 词法分析的两种处理结构：

    1.词法分析程序作为主程序

    image-20230415095149661

    2.词法分析程序作为子程序

    image-20230415095224612

  • 单词符号的常见种类：保留字、标识符、无符号数 、界限符

  • 词法分析的状态转换图 ：

第五章

三种集合（first集、follow集、select集）：

  • First集（符号串）：就是 要求的符号串 能够推导出来的 第一个终结符
  • Follow集（非终结符）：又叫做向前看集，有定义可知，U的向前看集就是由所有含U的句型中紧跟在U之后的终结符或者是 # 所组成的集合。（如果U后面的符号为空，那么就把U后面的符号看成特殊符号#）
  • Select集（产生式）：image-20230415100334751

举例说明：

image-20230415112352717

image-20230415112402630

LL（1）文法

  • LL（1）文法就是 没有左递归（形如 A->Ab的这种就属于左递归）

    ​ 没有回溯（两个产生式左部的第一个符号相同这样式的就属于回溯，比如

    ​ A->ay|ab，这就是回溯，方法就是提左公共因子，改成A->M,M->a|b就行了）

  • 举例子

    image-20230415183550049

LL（1）分析表的构造

  • LL(1)分析表的构造：

需要知道的是：C表示继续读下一个符号；

​ R表示重读当前符号，即不读下一个符号；

​ RE（β）表示用β的逆串替换栈顶符号

还有一些规则需要知道：

  1. 如果产生式第一个是非终结符，就写 产生式逆序/R
  2. 如果产生式第一个是终结符，就写 去掉那个首部终结符后 的产生式的逆序/C
  3. 如果产生式为空，就写 ξ/R
  4. [#,#] = succ
  5. 如果有的终结符不出现在任何规则右部的首部，那么 [VT,VT] = ξ/C
  6. 其他情况属于出错，就是error，在分析表中用空白表示

画LL（1）分析表之前，要先写出对应的select集，然后以此为对照

画LL（1）分析表的时候，纵轴写出现的所有符号（除了 ξ），右边写所有的终结符包括#

举个例子

image-20230415190510294

第六章

简单优先方法

  • 简单优先关系

    #作为语句定界符，其优先级最低。

    image-20230415191118809

  • 判断是否为简单优先文法：

    一个文法是简单优先文法，需要满足以下两个条件：

    1. 在文法符号集中V，任意两个符号之间必须之后一种优先关系存在。
    2. 在文法中，两个产生式不能有相同的右部。

判断是否为简单优先文法，首先要分析确定文法中各符号之间的优先关系。

判断优先关系的话，我们需要知道以下规则：

  1. “ < ”关系 ：如果规则的右部是 终结符+非终结符 这样的组合，那么 终结符 < 这个非终结符推导出来的第一个符号
  2. “ > ” 关系：如果规则的右部是 非终结符+终结符这样的组合，那么 这个非终结符推出来的最后一个符号 > 终结符
  3. “ = ” 关系：p—>AB,那么 A = B

举个例子

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该文法满足简单优先文法的条件。所以是简单优先文法。

  • 简单优先文法的分析过程是规范规约。

算符优先方法

  • 算符优先分析法适用于表达式的分析。

  • 什么叫做算符文法：任何一个产生式中都不含有两个非终结符相邻的情况，那么该文法是一个算符文法

  • 算符优先关系矩阵的构造方法：

    1.对每个非终结符构造A构造两个集合 FIRSTVT (A) 和 LASTVT (A)

​ FIRSTVT (A) = a, a是 A=>a…或 Ba…

​ LASTVT (A) = a, a是A=>…a 或 …aB

​ 2.确定优先关系

​ （1）“=”关系：如果是 A->…ab… 或者是 A-> …aBb…这种样子的，那么a=b

​ （2）“<“关系：如果规则右边是 终结符+非终结符（这个用A来表示），那么 非终结符<FIRSTVT (A)

​ （3）”>“关系：如果规则右边是 非终结符（这个用A来表示）+终结符，那么 LASTVT (A) >终结符

举个例子

image-20230415215011707

LR分析表

LR分析表包括两部分：分析动作表（ACTION）和状态转换表（GOTO）

在action表中，动作有四种可能：

  • 归约r，比如 r3 就是用第三条规则进行归约
  • 移进s，继续扫描，从下一个输入符号成为当前输入符号
  • 接受acc，当输入串只#时，分析完成
  • 报错erroe

LR（0）分析表

考试一般就考LR(0)表的构造

这里我们采用课后题6.4进行参考，如下图

image-20230419101100997image-20230419101111507

S7的出现可以参考下面这个进行理解：

  1. 同一项目的状态集中，若不同项目的后继符号相同，则后继状态相同
  2. 不同项目状态集中，若出现对应的相同项目，则后继状态也相同

image-20230419101118180

SLR(1)方法是简单的LR（0）分析方法，SLR（1）分析表中是不含有冲突动作的，如果发现LR（0）分析表中含有冲突动作（书上113页的表6.19就含有冲突动作），那么就把他改成SLR（1），去掉冲突。

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SLR(1)分析表

SLR（1）和LR（0）分析表的构造方法差不多，主要区别就是构造好项目集规范族之后，进行SLR（0）表构造的时候，当后继符号是终结符时，只有这个终结符属于 Follow（规则左边）的时候，才会写r，不属于的就不写。

第七章

语义分析

  • 语义分析的基本任务：

    1. 类型的确定：数据对象的类型
    2. 类型的检查：对运算及运算量的类型检查
    3. 确认含义：确认控制结构的含义
    4. 其他语义检查：不允许循环体外到体内等

  • 实现语法制导翻译的方法

    1. 增量式文法
    2. 属性文法

中间代码

  • 抽象语法树
  • 逆波兰式
  • 四元式
  • 三元式

第八章

代码优化分类：

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代码优化技术：

  • 合并常量运算
  • 删除无用赋值
  • 削减运算强度
  • 删除多余运算
  • 外提不变表达式

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