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編譯原理什麼時候需要改造文法

發布時間:2022-06-08 07:30:12

編譯原理 關於文法的問題

G=({S,A,B},{a.b.c.d.e},P,S) P={S→abcA,S→edB,A→beB,B→d}

Ⅱ 編譯原理

C語言編譯過程詳解
C語言的編譯鏈接過程是要把我們編寫的一個C程序(源代碼)轉換成可以在硬體上運行的程序(可執行代碼),需要進行編譯和鏈接。編譯就是把文本形式源代碼翻譯為機器語言形式的目標文件的過程。鏈接是把目標文件、操作系統的啟動代碼和用到的庫文件進行組織形成最終生成可執行代碼的過程。過程圖解如下:

從圖上可以看到,整個代碼的編譯過程分為編譯和鏈接兩個過程,編譯對應圖中的大括弧括起的部分,其餘則為鏈接過程。
一、編譯過程
編譯過程又可以分成兩個階段:編譯和匯編。
1、編譯
編譯是讀取源程序(字元流),對之進行詞法和語法的分析,將高級語言指令轉換為功能等效的匯編代碼,源文件的編譯過程包含兩個主要階段:
第一個階段是預處理階段,在正式的編譯階段之前進行。預處理階段將根據已放置在文件中的預處理指令來修改源文件的內容。如#include指令就是一個預處理指令,它把頭文件的內容添加到.cpp文件中。這個在編譯之前修改源文件的方式提供了很大的靈活性,以適應不同的計算機和操作系統環境的限制。一個環境需要的代碼跟另一個環境所需的代碼可能有所不同,因為可用的硬體或操作系統是不同的。在許多情況下,可以把用於不同環境的代碼放在同一個文件中,再在預處理階段修改代碼,使之適應當前的環境。
主要是以下幾方面的處理:
(1)宏定義指令,如 #define a b。
對於這種偽指令,預編譯所要做的是將程序中的所有a用b替換,但作為字元串常量的 a則不被替換。還有 #undef,則將取消對某個宏的定義,使以後該串的出現不再被替換。
(2)條件編譯指令,如#ifdef,#ifndef,#else,#elif,#endif等。
這些偽指令的引入使得程序員可以通過定義不同的宏來決定編譯程序對哪些代碼進行處理。預編譯程序將根據有關的文件,將那些不必要的代碼過濾掉
(3) 頭文件包含指令,如#include "FileName"或者#include <FileName>等。
在頭文件中一般用偽指令#define定義了大量的宏(最常見的是字元常量),同時包含有各種外部符號的聲明。採用頭文件的目的主要是為了使某些定義可以供多個不同的C源程序使用。因為在需要用到這些定義的C源程序中,只需加上一條#include語句即可,而不必再在此文件中將這些定義重復一遍。預編譯程序將把頭文件中的定義統統都加入到它所產生的輸出文件中,以供編譯程序對之進行處理。包含到C源程序中的頭文件可以是系統提供的,這些頭文件一般被放在/usr/include目錄下。在程序中#include它們要使用尖括弧(<>)。另外開發人員也可以定義自己的頭文件,這些文件一般與C源程序放在同一目錄下,此時在#include中要用雙引號("")。
(4)特殊符號,預編譯程序可以識別一些特殊的符號。
例如在源程序中出現的LINE標識將被解釋為當前行號(十進制數),FILE則被解釋為當前被編譯的C源程序的名稱。預編譯程序對於在源程序中出現的這些串將用合適的值進行替換。
預編譯程序所完成的基本上是對源程序的「替代」工作。經過此種替代,生成一個沒有宏定義、沒有條件編譯指令、沒有特殊符號的輸出文件。這個文件的含義同沒有經過預處理的源文件是相同的,但內容有所不同。下一步,此輸出文件將作為編譯程序的輸出而被翻譯成為機器指令。
第二個階段編譯、優化階段。經過預編譯得到的輸出文件中,只有常量;如數字、字元串、變數的定義,以及C語言的關鍵字,如main,if,else,for,while,{,}, +,-,*,\等等。
編譯程序所要作得工作就是通過詞法分析和語法分析,在確認所有的指令都符合語法規則之後,將其翻譯成等價的中間代碼表示或匯編代碼。
優化處理是編譯系統中一項比較艱深的技術。它涉及到的問題不僅同編譯技術本身有關,而且同機器的硬體環境也有很大的關系。優化一部分是對中間代碼的優化。這種優化不依賴於具體的計算機。另一種優化則主要針對目標代碼的生成而進行的。
對於前一種優化,主要的工作是刪除公共表達式、循環優化(代碼外提、強度削弱、變換循環控制條件、已知量的合並等)、復寫傳播,以及無用賦值的刪除,等等。
後一種類型的優化同機器的硬體結構密切相關,最主要的是考慮是如何充分利用機器的各個硬體寄存器存放的有關變數的值,以減少對於內存的訪問次數。另外,如何根據機器硬體執行指令的特點(如流水線、RISC、CISC、VLIW等)而對指令進行一些調整使目標代碼比較短,執行的效率比較高,也是一個重要的研究課題。
2、匯編
匯編實際上指把匯編語言代碼翻譯成目標機器指令的過程。對於被翻譯系統處理的每一個C語言源程序,都將最終經過這一處理而得到相應的目標文件。目標文件中所存放的也就是與源程序等效的目標的機器語言代碼。目標文件由段組成。通常一個目標文件中至少有兩個段:
代碼段:該段中所包含的主要是程序的指令。該段一般是可讀和可執行的,但一般卻不可寫。
數據段:主要存放程序中要用到的各種全局變數或靜態的數據。一般數據段都是可讀,可寫,可執行的。
UNIX環境下主要有三種類型的目標文件:
(1)可重定位文件
其中包含有適合於其它目標文件鏈接來創建一個可執行的或者共享的目標文件的代碼和數據。
(2)共享的目標文件
這種文件存放了適合於在兩種上下文里鏈接的代碼和數據。
第一種是鏈接程序可把它與其它可重定位文件及共享的目標文件一起處理來創建另一個 目標文件;
第二種是動態鏈接程序將它與另一個可執行文件及其它的共享目標文件結合到一起,創建一個進程映象。
(3)可執行文件
它包含了一個可以被操作系統創建一個進程來執行之的文件。匯編程序生成的實際上是第一種類型的目標文件。對於後兩種還需要其他的一些處理方能得到,這個就是鏈接程序的工作了。
二、鏈接過程
由匯編程序生成的目標文件並不能立即就被執行,其中可能還有許多沒有解決的問題。
例如,某個源文件中的函數可能引用了另一個源文件中定義的某個符號(如變數或者函數調用等);在程序中可能調用了某個庫文件中的函數,等等。所有的這些問題,都需要經鏈接程序的處理方能得以解決。
鏈接程序的主要工作就是將有關的目標文件彼此相連接,也即將在一個文件中引用的符號同該符號在另外一個文件中的定義連接起來,使得所有的這些目標文件成為一個能夠被操作系統裝入執行的統一整體。
根據開發人員指定的同庫函數的鏈接方式的不同,鏈接處理可分為兩種:
(1)靜態鏈接
在這種鏈接方式下,函數的代碼將從其所在地靜態鏈接庫中被拷貝到最終的可執行程序中。這樣該程序在被執行時這些代碼將被裝入到該進程的虛擬地址空間中。靜態鏈接庫實際上是一個目標文件的集合,其中的每個文件含有庫中的一個或者一組相關函數的代碼。
(2) 動態鏈接
在此種方式下,函數的代碼被放到稱作是動態鏈接庫或共享對象的某個目標文件中。鏈接程序此時所作的只是在最終的可執行程序中記錄下共享對象的名字以及其它少量的登記信息。在此可執行文件被執行時,動態鏈接庫的全部內容將被映射到運行時相應進程的虛地址空間。動態鏈接程序將根據可執行程序中記錄的信息找到相應的函數代碼。
對於可執行文件中的函數調用,可分別採用動態鏈接或靜態鏈接的方法。使用動態鏈接能夠使最終的可執行文件比較短小,並且當共享對象被多個進程使用時能節約一些內存,因為在內存中只需要保存一份此共享對象的代碼。但並不是使用動態鏈接就一定比使用靜態鏈接要優越。在某些情況下動態鏈接可能帶來一些性能上損害。
我們在linux使用的gcc編譯器便是把以上的幾個過程進行捆綁,使用戶只使用一次命令就把編譯工作完成,這的確方便了編譯工作,但對於初學者了解編譯過程就很不利了,下圖便是gcc代理的編譯過程:

從上圖可以看到:
預編譯
將.c 文件轉化成 .i文件
使用的gcc命令是:gcc –E
對應於預處理命令cpp
編譯
將.c/.h文件轉換成.s文件
使用的gcc命令是:gcc –S
對應於編譯命令 cc –S
匯編
將.s 文件轉化成 .o文件
使用的gcc 命令是:gcc –c
對應於匯編命令是 as
鏈接
將.o文件轉化成可執行程序
使用的gcc 命令是: gcc
對應於鏈接命令是 ld
總結起來編譯過程就上面的四個過程:預編譯、編譯、匯編、鏈接。了解這四個過程中所做的工作,對我們理解頭文件、庫等的工作過程是有幫助的,而且清楚的了解編譯鏈接過程還對我們在編程時定位錯誤,以及編程時盡量調動編譯器的檢測錯誤會有很大的幫助的。

Ⅲ 編譯原理,改造文法使之變為LL(1)文法,怎麼提取最左公因式 如題:

S->aAb
A->edA|ε

這樣提取,

Ⅳ 編譯過程分為哪幾個階段各階段的遵循的原則、識別機構、使用的文法編譯原理

編譯原理中的遍概念
編譯階段也常常劃分為兩大步驟,分析步驟和綜合步驟 分析步驟和綜合步驟 分析步驟是指對源程序的分析 -線性分析(詞法分析或掃描) -層次分析(語法分析) -語義分析 綜合步驟是指後端的工作,為目標程序的生成而進行的綜合

你分析過嗎?若按照這種組合方式實現編譯程序,可以設想,某一編譯程序的前端加上相應不同的後 端則可以為不同的機器構成同一個源語言的編譯程序。也可以設想,不同語言編譯的前端生成同一種中間 語言,再使用一個共同的後端,則可為同一機器生成幾個語言的編譯程序。

一個編譯過程可由一遍、兩遍或多遍完成。所謂"遍",也稱作"趟",是對源程序或其等價的中間語言程 序從頭到尾掃視並完成規定任務的過程。每一遍掃視可完成上述一個階段或多個階段的工作。例如一遍可 以只完成詞法分析工作;一遍完成詞法分析和語法分析工作;甚至一遍完成整個編譯工作。對於多遍的編 譯程序,第一遍的輸入是用戶書寫的源程序,最後一遍的輸出是目標語言程序,其餘是上一遍的輸出為下 一遍的輸入。

在實際的編譯系統的設計中,編譯的幾個階段的工作究竟應該怎樣組合,即編譯程序究竟分成幾遍, 參考的因素主要是源語言和機器(目標機)的特徵。比如源語言的結構直接影響編譯的遍的劃分;像 PL/1 或 ALGOL 68 那樣的語言,允許名字的說明出現在名字的使用之後,那麼在看到名字之前是不便為包含該名 字的表達式生成代碼的,這種語言的編譯程序至少分成兩遍才容易生成代碼。另外機器的情況,即編譯程 序工作的環境也影響編譯程序的遍數的劃分。遍數多一點,整個編譯程序的邏輯結構可能清晰些,但遍數 多即意味著增加讀寫中間文件的次數,勢必消耗較多時間,一般會比一遍的編譯要慢。

Ⅳ 編譯原理的文法

「文法是以有窮的集合刻畫無窮的集合的一個工具」,有窮的集合應該是已經出現的,人們普遍接受的詞、片語或句子,無窮的集合就是有窮的集合的詞、片語或句子,創造新的集合過程和結果,有待進一步認識接受。
我們的文法規定內涵是已經明確定義的和正在定義(聲明)的內容。反映到計算機語言程序中就是編程時已經定義的和正在定義(聲明)的字元或字元串。文法可以以表的形式,或詞典形式存放。

Ⅵ 編譯原理的文法是什麼

文法是描述語言規則的形式規則。實際上就是用一個四元組G=(VT,VN,S,P)定義的一個推理方式。其中VT是終結符,VN是非終結符,S是開始符號,P是一組產生規則。

Ⅶ 計算機科學與技術《編譯原理》求解題

1、錯
2、對
3、錯
4、對
5、錯
6、對
7、對
8、對
9、對
10、錯

Ⅷ 編譯原理:考慮文法G[S]

考慮文法:
(1)消去左遞歸後:
S→a|∧|(T)
T→ST』
T』 →,ST』|ε
(2)計算每個非終結符的FIRST集合和FOLLOW集合:
FIRST(S)={a,∧,(}
FIRST(T)={ a,∧,(}
FIRST(T』)={,ε}
FOLLOW(S)={,#}
FOLLOW(T)={ )}
FOLLOW(T』)={ )}
預測分析表如下:
\x09a\x09∧\x09(\x09)\x09,\x09#
S\x09S→a\x09S→∧\x09S→(T)\x09\x09\x09
T\x09T→ST』\x09T→ST』\x09T→ST』\x09\x09\x09
T』\x09\x09\x09\x09T』 →ε\x09T』 →,ST』\x09
構造的預測分析表中沒有多重入口,所以改造後的文法是LL(1)文法.

Ⅸ 編譯原理文法分析

改完了,能文法分析出來了!!
大概 跟你說下 你的錯誤吧:
出錯地點:
1.聲明的stack[50]沒有初始化;
2.stack的入棧是錯誤的,按照你的方式,如果原來有TM,再加入T->FN,則M就被擠出來了.(這里很關鍵,你對照我給你改的再看看)
3.s指針在你入棧操作以後並沒有指向棧頂,而是保持了不變,這肯定是有問題的.(傳入push函數的時候直接傳參數s就好了.)
4.if(*s==*p){***}else{}的else的右括弧管轄的范圍 有錯誤

不嫌棄的話,可以去http://blog.csdn.net/fangguanya,我的BLOG,不怎麼充實,呵呵,有這個程序的運行結果的. 謝謝 呵呵.
總之你對照我給你改的再看看吧. 我把我的測試輸出 也給保留了.你好對照點.
(PS.我用的vs2005,用的時候你改下頭申明,其他一樣)

// grammar.cpp : Defines the entry point for the console application.
//

#include "stdafx.h"
#include<iostream>
using namespace std;

char * spush(char *stack,char *pt);
bool analyse(char *p);

void main()
{
//將分析串存放在二維數組中
char input[5][10]={"i+i#",
"i*(i+i)#",
"i*i+i#",
"i+*#",
"+i*i#"};
bool flag; //定義一個布爾型的標記量
for(int h=0;h<5;++h)
{
flag=analyse(input[h]);
if(flag) cout<<"恭喜你!"<<input[h]<<"語法分析成功,合法!"<<endl;
else cout<<"對不起!"<<input[h]<<"語法分析失敗,非法!"<<endl;
}
int aaa;
cin>>aaa;
}
//定義各一將串逆序入棧的函數
char * spush(char *stack,char *pt)
{
int l=0;
//while循環的作用是將指針指向字元串的末尾,然後再由後向前入棧,從而實現逆序
while(*pt!='\0')
{
pt++;
l++;
}

if (*stack == '#')
{
stack++;
}
while(l)
{
pt--;
char cTempIntoStack = (*pt);
*stack=cTempIntoStack;
stack++;
l--;
}
stack--; //由於前面向前加了一位,要返回
////////////////
return stack;
///////////////////////////////////

}

/*LL(1)分析表
i + * ( ) #
E TM +TM
F i (E)
M TM e e
N e *FN e e
T FN FN
*/

//分析函數
bool analyse(char *p){
char analyseTable[5][6][4]={
"TM", "", "", "TM", "", "",
"i", "", "", "(E)", "", "",
"", "+TM", "", "", "e", "e",
"", "e", "*FN", "", "e", "e",
"FN", "", "", "TN", "", ""
};
char *stack = new char[50]; //定義一個棧空間
for (int iStack = 0;iStack<50 ;iStack++)
{
stack[iStack] = 0;
}
char *s=stack; //用指針*s指向棧的起始地址
*s='#'; //將「#」入棧
s++; //指針加1
*s='E'; //將「E」入棧
//下面的while循環實現字元串的詞法分析操作

int count = 0;

while(*s!='#' || *p!='#'){
count++;
char * temp = s;
cout<<"NO."<<count<<endl;
cout<<"STACK"<<endl;
while (*temp != '#')
{
cout<<*temp<<" ";
temp--;
}
cout<<endl;

int x,y;
//若果棧頂數據和分析串的字元匹配,則將符號棧的棧頂數據出棧(即將棧頂指針減1)
if(*s==*p){
cout<<"Before :"<<*s<<endl;
s--;
p++;
cout<<"After :"<<*s<<endl;
}
//當符號棧和分析串的字元不匹配時,查分析表
else {
switch(*s){
case 'E':x=0;break;
case 'F':x=1;break;
case 'M':x=2;break;
case 'N':x=3;break;
case 'T':x=4;break;
default:return false;
}
switch(*p){
case 'i':y=0;break;
case '+':y=1;break;
case '*':y=2;break;
case '(':y=3;break;
case ')':y=4;break;
case '#':y=5;break;
default:return false;
}
//若果對應的為空,則分析串非法,退出
if(analyseTable[x][y][0]=='\0') return false;
//若查表所對應的為'e',則將符號棧的棧頂數據出棧
else if(analyseTable[x][y][0]=='e') s--;
//其它,這時將查表所得的項逆序入符號棧
else {
s=spush(s,analyseTable[x][y]);
}
}
}
return true; //分析成功,返回
}

Ⅹ 編譯原理中怎樣寫文法和語言

寫文法:首先要清楚語言集的特徵,即找出其特殊值及通式,然後再按此考慮去寫出文法
寫語言:要先理解推導、句型、句子的概念,語言就是句子的全體。

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