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  • 我自己写的逆波兰生成程序,能将中缀表达式变成后缀表达式。
  • 一、 实验目的: 1、 学习编译的基本原理;...3、 会对最基本的语句进行分析,转换成四元式; 二、 实验内容: 编制一个大型程序,可以对小型的EL语言程序进行翻译,可以处理最基本的语句如: if语句,while语句等;
  • 将算术表达式转换成四元式程序实现
  • 编译原理--高级语言到四元式的编译程序PAS 一般编译原理实验书籍都有的程序
  • 1.<程序>—>program id <语句块> 2.<语句块>—> { 语句 [ 语句 ] } 3.<语句>—><分支语句>|<赋值语句>|<循环语句>| <输入语句>|<输出语句>|<变量定义语句> 4.<变量定义语句>—> <数据类型> id [ , id ] ; 5.<数据...
  • 编译原理,词法分析,语法分析,四元式生,设计报告
  • 内容如题,C++语言编写,内附完整代码和报告!
  • 用C++语言编写的条件语句编译程序,该程序采用LR1方法,能够将类C语言编写的条件语句进行词法分析,语法分析,语义分析,最后生成该条件语句的四元式形式。其中还包括一份16页的程序设计分析报告。本人编译原理课程...
  • 编译原理 —— 四元式和三地址代码

    万次阅读 多人点赞 2019-05-12 21:53:51
    四元式 四元式主要由部分组成: (OP,arg1,arg2,result) 其中,OP是运算符,argl,arg2分别是第一和第二个运算对象,result是编译程序为存放中间运算结果而引进的变量,常称为临时变量。当OP是一目运算时,...

    四元式

    四元式主要由四部分组成:

    • (OP,arg1,arg2,result)

    其中,OP是运算符,argl,arg2分别是第一和第二个运算对象,result是编译程序为存放中间运算结果而引进的变量,常称为临时变量。当OP是一目运算时,常常将运算对象定义为arg1。

    • 四元式出现的顺序和语法成份的计值顺序相一致。
    • 四元式之间的联系是通过临时变量实现的,这样易于调整和变动四元式。
    • 便于优化处理。

    三地址代码

    三地址代码是四元式的另一种表示形式

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  • 编译原理是介绍如何将高级语言程序变换成低级语言程序的方法。 其理论基础坚实,其形式化系统不仅用于编译程序,还大量用于人工智能、多媒体技术、数据库等领域。 程序设计语言 低级程序语言 特定的计算机系统所...
    编译原理的地位
    • 是软件技术的基础
    • 是计算机专业的基础课程,是专业必修课
    编译原理的作用
    • 编译原理是介绍如何将高级语言程序变换成低级语言程序的方法。
    • 其理论基础坚实,其形式化系统不仅用于编译程序,还大量用于人工智能、多媒体技术、数据库等领域。
    程序设计语言
    低级程序语言
    • 特定的计算机系统所固有的语言
    • 即:机器语言、汇编语言
    • 特点:执行效率高、编制效率低
    高级程序语言
    • 与自然语言比较接近的语言
    • 过程式语言:C, Pascal, Fortran,
    • ADA 对象式语言:Java, C++ 等
    • 函数式语言:LISP
    • 逻辑式语言:Prolog
    • 特点:执行效率低、编制效率高

    1.1 什么是编译程序

    一、编译程序(又称“编译器”)
    • 是语言的翻译器
    • 功能:高级语言的源程序低级语言的目标程序
    • 重要性:使编程者不必考虑与机器有关的细节
    • 本课程主要研究:顺序过程式语言的编译原理和技术
    二、高级语言程序的处理过程

    在这里插入图片描述

    三、编译程序的分类
    • 一趟编译
    • 多趟编译
    • 具有调试、优化功能的编译

    都使用相同的基本编译技术!!

    四、编译程序的历史和发展
    1. 20世纪50年代早期:将计算公式翻译成机器码
    2. 20世纪50年代中期:出现了FORTRAN等一批高级语言
      (也就出现了相应的编译程序)
    3. 20世纪50年代后期:出现了编译程序的编译程序
      (即编译程序的自动生成工具,如:LEX、YACC)
    4. 20世纪60年代:用自展技术构造编译程序
      (用被编译语言书写其自身的编译程序,1971年PASCAL的成功)
    5. 并行技术与并行语言的发展:——发展方向
      并行语言的并行编译
      自动并行编译技术(将串行程序转换成并行程序)

    1.2 编译过程和编译程序的结构

    一、编译过程

    在这里插入图片描述

    1 词法分析

    任务:
    从左到右读入源程序的每个字符,对构成源程序的字符流进行扫描和分解,从而识别出一个个单词(也叫单词符号符号)。
    单词是具有独立意义的最小语法单位。
    如:标识符保留字(关键字或基本字)、算符界符常数等。

    例. 某源程序片断如下:

    begin
        var  sum , first , count : real ;
        sum := first + count * 10
    end.
    
    • 保留字 begin
    • 保留字 var
    • 标识符 sum
    • 逗号 ,
    • 标识符 first
    • 逗号 ,
    • 标识符 count
    • 冒号 :
    • 保留字 real
    • 分号 ;
    • 标识符 sum
    • 赋值号 :=
    • 标识符 first
    • 加号 +
    • 标识符 count
    • 乘号 *
    • 整数 10
    • 保留字 end
    • 界符 .
    2 语法分析

    任务:

    • 依据语言的语法规则,确定源程序的输入串是否构成一个语法上正确的程序。
    • 最终将单词序列分解成各类语法短语(也叫语法单位),如“程序”、“语句”、“表达式”等。

    语法:由程序语言基本符号组成程序中各个语法成分的一组规则。

    • 一般语法规则 :由单词符号构成语法成分的规则;
    • 词法规则 :由基本符号构成的符号书写规则。
      在这里插入图片描述
      在这里插入图片描述
    程序结构的递归表示

    表达式的表示
    1)任何标识符是表达式。
    2)任何常数(整常数、实常数)是表达式。
    3)若表达式1和表达式2都是表达式,那么
    表达式1+表达式2
    表达式1*表达式2
    (表达式1)

    都是表达式。
    语句的表示:
    1)标识符:=表达式 是语句
    2)while (表达式) do 语句 是语句
    3)if(表达式) then 语句 else 语句 是语句

    3 语义分析

    任务:审查源程序有无语义错误,为代码生成阶段收集类型信息
    主要功能:类型检查、报语义错误、类型转换等

    语义:是程序设计语言中按语法规则构成的各个语法成分的意义。

    • 静态语义:编译时刻即可确定的语法成分含义。
    • 动态语义:运行时刻才能确定的语法成分含义。

    在这里插入图片描述

    4 中间代码生成

    任务:
    在语法和语义分析之后,将源程序变成一种“内部表示形式”。
    中间代码:一种结构简单、含义明确的记号系统。
    特征:
    1)结构简单、含义明确
    2)复杂性介于源语言和机器语言之间
    3)容易生成;
    4)容易将它翻译成目标代码。
    四元式:
    (运算符,运算对象1,运算对象2,结果)
    四元式例子

    5 代码优化

    任务:对中间代码进行变换或改造,使之更为高效(时间、空间)。
    代码优化

    6 目标代码生成

    任务:
    把中间代码变换成特定机器上的绝对指令代码或可重定位的机器指令代码汇编指令代码
    特点:
    1)与硬件系统结构和指令含义有关,涉及到硬件系统功能部件的运用、机器指令的选择、各种数据类型变量的存储空间分配以及寄存器和后缓寄存器的调度等。
    2)高级语言低级语言转换是基于语义的等价变换,不是结构上的变换。
    在这里插入图片描述

    表格管理

    任务:用于保存源程序的各种信息。因为上述各阶段工作均需要查找、更新、构造表格。

    出错处理

    任务:报告源程序中错误的性质、地点,将错误所造成的影响限制在尽可能小的范围。有些编译程序还可以自动纠错。
    一个程序是正确的,包括两层含义:
    1)书写正确(合乎语法规则)
    2)含义正确(合乎语义规则)

    注意
    多数实用的编译程序都采用以上几个阶段的工作过程。
    有些编译程序没有“中间代码生成”和“代码优化”

    二、编译程序的结构

    在这里插入图片描述

    三、编译阶段的组合

    前端:主要依赖于源语言而与目标机器无关的编译阶段。如:词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成、部分代码优化、与前端有关的出错处理工作和表格管理工作。

    后端:依赖于目标机而一般不依赖于源语言,只与中间代码有关的编译阶段。如:目标代码生成,以及相关出错处理和表格处理。

    遍(趟):对源程序或其等价的中间语言程序从头到尾扫视并完成规定任务的过程。每一遍扫视可完成编译的一个阶段或多个阶段工作。

    • 多遍编译:占内存少,逻辑结构清晰,耗时长
    • 一遍编译:占内存多,逻辑结构不清晰,耗时短

    1.3 解释程序和一些软件工具

    一、解释程序

    接受高级语言程序,并立即运行这个源程序。
    例如:BASIC语言解释程序,LISP解释程序,SQL解释程序,Java语言中的BYTECODE解释程序
    在这里插入图片描述

    二、解释程序与编译程序的比较

    在这里插入图片描述
    编译与解释的根本区别是否生成目标代码

    三、解释程序的优、缺点

    优点:可移植性较好。
    缺点:(1)速度慢
    (2)空间开销大

    有些语言既有编译程序,又有解释程序。如java

    四、处理源程序的软件工具

    1 语言的结构化编辑器
    正文编辑、修改
    对源程序正文进行分析(检查用户输入是否正确、自动提供关键字、检查括号的匹配情况)

    2 语言程序的调试工具
    了解程序执行的结果与编程人员的意图是否一致
    允许用户一行一行跟踪程序,查看变量值的变化

    3 程序格式化工具
    分析源程序,并使程序结构变得清晰可读(如缩排)

    4 语言程序测试工具
    静态分析器:不运行源程序,就可以发现其中潜藏的错误或异常。
    动态分析器:对源程序进行分析,把记录和显示程序执行轨迹的语句或函数插入源程序,将运行结果与期望结果进行比较和分析。

    5 程序理解工具
    对程序进行分析,确定模块间的调用关系,并画出控制流程图。

    6 高级语言之间的转换工具
    将一种高级语言程序转换成另一种高级语言程序

    1.4 程序设计语言范型

    一、强制式语言(过程式语言、命令式语言)

    由一系列的语句组成,每个语句的执行引起若干存储单元中值的改变。
    如:C,Fortran,Pascal

    二、函数式语言(应用式语言)

    从前面已有的函数出发构造出更复杂的函数。
    Function n(…Function 2(Function 1(data))…)
    如:ML,LISP

    三、基于规则的语言(基于逻辑的语言)

    检查一定的使能条件,当它满足时,则执行适当的动作。
    条件---->动作
    如:PROLOG

    四、面向对象语言

    提供抽象数据类型,支持封装性、继承性和多态性。
    如:Ada,C++,Java

    练习

    在这里插入图片描述
    答案:ACAC
    在这里插入图片描述
    答案:BD
    在这里插入图片描述
    答案:BDAC
    在这里插入图片描述
    答案:
    (1)词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成、代码优化、目标代码生成。
    (2)表格管理
    (3)出错处理
    在这里插入图片描述
    答案:CB
    在这里插入图片描述
    答案:BCE
    在这里插入图片描述
    答案:(1)表格处理和出错处理
    (2)中间代码生成(3) 代码优化
    (4)单词 (5)语法错误
    在这里插入图片描述
    答案:ABD
    在这里插入图片描述
    答案:ABCF
    因为代码优化是为了提高目标程序的质量,不是必须的,没有优化源程序一样能够转化为目标代码。而中间代码生成是为代码优化服务的,没有代码优化的编译器可以直接生成目标代码。
    在这里插入图片描述
    答案:BCD
    在这里插入图片描述
    答案:(1)B E (2) D (3) B

    12、判断:“含有代码优化的编译器的执行效率高”。

    答案:错。含有代码优化的编译器,其优化是指对生成的目标代码进行了优化,而不是编译器本身得到了优化,所以,它提高的是目标代码的执行效率,而不是编译器本身的执行效率。

    13. 判断:“解释方式与编译方式的区别在于解释程序对源程序没有真正进行翻译”。
    答案:错。编译方式和解释方式实际上都进行的翻译,只是编译相当于笔译,而解释相当于口译。 解释方式下,不将于源程序彻底翻译成目标代码,而是每读入一条语句,将其翻译成中间代码,解释其含义并执行,然后再读入下一条语句,再翻译执行。 编译方式和解释方式的根本区别在于“是否生成了目标代码”

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  • java实现的编译原理实验,读入文件中的源程序,经过词法分析,将结果放入一个文件中,然后进行语法分析,和中间代码的生成最后将生成的四元式也存入文件中。
  • 西北师范大学计算机科学与工程学院学生实验报告 学 号 专业 计算机科学与技术 姓名 课程名称 计算机编译原理 班级 实验名称 生成四元式序列 课程类型 专业课 实验目的 编程实现生成四元式的语法分析程序掌握的结合...
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    编译原理第四章 程序语言的设计

    程序语言的定义

    程序设计语言是用来描述计算机所执行的算法的形式表示;

    语言定义是语言实现的基础:

    从语言用户角度看
    语言初等成分的实际含义是什么?
    如何有意义地使用它们?
    怎样以有意义的方式组合它们?

    从编译程序设计者角度看
    哪些构造允许出现
    即使一时不能看出某种构造的实际应用,或者判断实现该结构会导致严重的困难,但仍必须严格根据语言的定义实现它

    语言=语法+语义
    语法:用以构造程序及其成分的一组规则的集合
    语义:用以规定语法正确的程序或其成分的含义的一组规则的集合

    语法

    程序本质上是一定字符集上的字符串。
    语法:一组规则,用它可以形成和产生一个合式(well-formed)的程序。

    词法规则:单词符号的形成规则。
    单词符号是语言中具有独立意义的最基本结构。一般包括:常数、标识符、基本字、算符、界符等。
    描述工具:有限自动机
    语法规则:语法单位的形成规则。
    语法单位通常包括:表达式、语句、分程序、过程、函数、程序等;
    描述工具:上下文无关文法

    词法规则和语法规则定义了程序的形式结构,判断输入串是否构成合式程序的依据。
    语法单位比单词符号具有更丰富的意义。如何定义语法单位的含义属于语言的语义问题。

    语义

    语义:一组规则,用它可以定义一个程序的意义。
    描述方法:
    自然语言描述:隐藏错误、二义性和不完整性
    形式描述:
    操作语义(PL/1)
    指称语义(ADA)
    代数语义(PASCAL)

    程序语言的基本功能和层次结构

    程序语言的基本功能:描述数据和对数据的运算。
    所谓程序,本质上说是描述一定数据的处理过程。

    GAM抽象机

    由存储器,控制器,处理器,指令指针 ip组成

    展开全文
  • 编译原理实验实验之四元式的生成的源代码,基于C语言
  • 编译原理词法语法程序分析器模拟,四元式生成.zdl简单c编译器演示
  • C语言编写的 编译原理 词法分析程序 从文件中读取
  • 编译原理词法分析代码,生成二元。对编译原理初学者有一定帮助
  • 二 实验目的:了解编译系统词法分析原理及过程 三 实验要求:编程实现词法分析程序。输入一段Pascal原程序,对其进行词法 分析,将关键词、标志符、数字、分隔符以,value>的二元形式输出;并要求词法分析程序有...
  • (2) 完成题目要求的中间代码四元式的描述。 (3) 写出给定的语法分析方法的思想,完成语法分析和语义分析程序设计。 (4) 编制好分析程序后,设计若干用例,上机测试并通过所设计的分析程序。 (5) 设计报告...
  • 概论编译原理笔记第一部分,内容参考:北航软院教师邵兵课堂课件及内容、张莉著《编译原理及编译程序构造》、国防工业出版社的《编译原理——学习指导与典型题解析》、AlvinZH的学习笔记以及个人理解目前是包含了...

    概论

    编译原理笔记第一部分,内容参考:北航软院教师邵兵课堂课件及内容、张莉著《编译原理及编译程序构造》、国防工业出版社的《编译原理——学习指导与典型题解析》、AlvinZH的学习笔记以及个人理解

    目前是包含了全部内容的版本,后续会推出精简版和复习知识点版

    如有建议或错误错误欢迎在评论中指出或联系我:QQ:847590417

    阅读目录

    1.1 编译的一些基本概念

    低级语言(Low level language)

    – 字位码、机器语言、汇编语言

    – 特点:与特定的机器有关,功效高,但使用复杂、繁 琐、费时、易出错。

    高级语言

    – Fortran、Pascal、C语言等

    – 特点:不依赖具体机器,移植性好,对用户要求低,易使用,易维护等。

    源程序:用编译语言或高级语言编写的程序

    目标程序(目标代码):用目标语言所表示的程序,目标语言:没有硬性规定,可以是某种机器的汇编语言、机器语言,也可以是介于源语言和机器语言之间的“中间语言”。

    翻译程序:将源程序转换为目标程序的程序成为翻译程序。它是指各种语言的翻译器,是汇编程序、编译程序以及各种变换程序的总称

    三者关系:源程序是翻译程序的输入,目标程序是翻译程序的输出

    汇编程序:

    源程序用汇编语言书写,经过翻译程序得到用机器语言表示的程序吗,这时的翻译程序就称之为汇编程序,这种翻译过程称为“汇编”

    编译程序:

    源程序用高级语言书写,加工后得到目标程序,这种翻译过程称为“编译”

    汇编程序和编译程序都是翻译程序,只是就爱共对象不同,汇编语言格式件单和机器语言有一一对应关系,所以汇编程序要做的翻译工作比编译程序简单得多。

    从源程序到真正使用程序有两个阶段:编译、运行

    编译或汇编阶段即源程序通过编译程序、汇编程序等翻译程序变为目标程序

    运行阶段即通过向目标程序和其运行子程序之中输入数据然后得到输出数据

    解释程序:对源程序进行解释执行的程序,对变异的道德中间语言进行解释执行的程序。源程序转化为解释程序:

    52bfe5a9241f408d79e70937d18a28a2.png

    1.2 编译的全过程

    将高级语言程序翻译成等价的目标程序的过程,一般分为五个基本阶段:

    词法分析,语法分析,语义分析和生成中间代码,代码优化,生成目标程序

    1.词法分析:

    分析和识别单词

    即扫描源程序(字符串),根据语言的此法规则分析并识别单词,并以某种编码形式输出。

    单词:是语言的基本语法单位,一般语言有四大类单词:语言定义的关键字或保留字,标识符(变量名字),常数(常量),分界符(运算符、特殊符号)。词即最小的有意义的单词。

    该赋值语句便可识别出9个单词

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    2.语法分析:

    根据相应语言的文法,分析并识别出各种语法成分,如表达式、各种说明、语句、过程、函数等,并进行语法正确性检查。

    利用这种文法,语法分析便可根据其将<>中的内容给识别出来,并进行语法检查,如有错误则会输出错误信息。

    479b78ad038db17f39d92a903ec3c35d.png

    3.语义分析、生成中间代码:

    对识别出的各种语法成分进行语义分析,并产生相应的中间代码

    中间代码时一种介于源语言和目标语言之间的中间语言形式,生成的目的:1.便于做优化处理,2.便于编译程序的移植(不必依赖于目标计算机,便于转换成其他形式)

    中间代码的形式:编译程序设计者可以自己设计,常用的有四元式、三元式、逆波兰表示等。

    例如:

    05561232c7aeece7f8fa471b63341799.png

    首先识别出是赋值语句,然后分析与以上的正确性,正确后生成中间代码

    四元式(三地址指令):

    063b875cc835e1eae53ca814588267bf.png

    4.代码优化:

    从四元式形式的中间代码可知,第一句是常量的计算,所以为了进行优化可以在编译时计算出结果放在工作单元中,这样不必每次都生成目标指令计算。

    299efe78d9abe0f971707da3cfb177e5.png

    然后还可以对临时工作单元的数量进行优化:T2变为T1,此时便可减少一个单元的使用。

    5.生成目标程序:

    生成中间代码后,便很容易生成目标程序(地址指令序列)了,这部分工作和机器关系很密切,所以需要根据具体机器进行。在这部分工作需要注意充分利用累加器,生成时也可进行优化处理。(该过程需要保持语义的等价性)

    1.3 编译程序的构造

    1.3.1 逻辑结构

    根据逻辑功能不同,可将编译过程划分为五个基本阶段,相对应可以将实现整个编译过程的编译程序划分为五个逻辑阶段:

    47039bc67a84ca3d12dabd7596a33af3.png

    五个阶段都要做两件事:建表和查表和出错处理,即编译程序中都要包括表格管理和出错处理两部分

    表格管理(建表和查表):

    即及时的把源程序中的信息和编译过程中所产生的信息登记在表格中,而在随后的编译过程中同时又要不断地查找这些表中的信息,编译过程贯穿着建表和查表的工作。

    出错处理:

    规模较大的源程序难免有多种错误,编译程序必须要有出错处理的工作,即能诊断出错误,并向用户报告错误性质和位置,以便用户修改源程序。出错处理能力的优劣是衡量编译程序质量好坏的一个重要指标。

    cc1e2c0e08555eb328a531800aa8b403.png

    如上便是典型编译程序的七个逻辑部分,五个逻辑阶段加上两个一直需要进行的工作。

    1.3.2 遍(pass)

    遍:对源程序(包括源程序的中间形式)从头到尾扫描一次,并作有关的加工处理,生成新的源程序中间形式或目标程序,通常称之为一遍:

    1d5c726943d1b63f2a08a29a941c0c6a.png

    一次遍就是完成五个基本阶段的工作,需要经过几次扫描处理

    一次扫描就可完成整个编译工作的称为“一遍扫描编译程序”,一遍扫描的编译程序以语法分析程序为核心。

    分遍可为编译程序的移植创造条件,主要缺点是增加了不少的重复性工作。

    其结构为:

    6ae01733c061f48dbe2e2cc0b22c6e07.png

    start pass到over pass(SP,OP大概是这个意思)

    1.3.3 前端和后端

    根据编译程序各部分的功能可将编译程序分成前端和后端

    前端:和源程序、源语言有关的这一部分、包括词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成、代码优化这些分析部分

    后端:和目标机有关的部分,包括目标程序生成,和目标机有关的优化这些综合部分

    划分的原因:

    这是一种传统方法,可以实现采用同一个编译程序的前端,金改写后端便可生成不同目标机上的相同源语言的编译程序,并且还可以前后端并行进行工作。

    1.4 编译程序的前后处理器

    左为前,右为后

    源程序:多文件、宏定义和红调用,包括文件

    目标程序:一般为汇编程序或可重定位的机器代码

    42da9ce24eec33177e7b89ba950b85fe.png

    1.5 编译技术的应用

    语法制导的结构化编译器,程序格式化工具,软件测试工具,程序理解工具,高级语言的翻译工具等等。

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    [#编译原理# 概论(一)]http://www.zyiz.net/tech/detail-91180.html

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  • 资源包括程序源码(带注释)及理解文档!!! 代码实现了以下功能: 1、输入:高级语言源程序 2、输出:四元式程序、 汇编语言程序
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  • 这个是我们编译原理的一个小程序,大家有需要可以分享一下。课本的,不是本人写的,呵呵,还没那个能耐,加油
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  • 编译原理LL(1)原理实现中间代码生成四元式
  • 编译原理-递归子程序

    千次阅读 2017-12-05 21:54:43
    它的实现思想是对应文法中每个非终结符编写一个递归过程,每个过程的功能是识别由该非终结符推出的串,当某非终结符的产生有多个候选时能够按LL(1)形式唯一地确定选择某个候选进行推导。请根据下面的表达式LL...

空空如也

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编译原理四元式程序