编译原理—第二章学习总结

编译原理
首先从总体上把握编译原理这门课程的目的。
编译程序——把一种语言程序（称为源语言程序）转换成另一种语言程序（目标语言程序），而后者与前者在逻辑上是等价的。
编译程序的工作过程一般可以划分为五个阶段：词法分析、语法分析、语义分析、中间代码的产生、优化、目标代码的生成。
1.词法分析
    输入源程序，对构成源程序的字符串进行扫描和分解，识别出一个个单词。
2.语法分析
    根据语言的语法规则，把单词符号串分解成各类语法单位。
3.语义分析
    分析其含义，并进行初步翻译。
4.中间代码产生
    进行静态语义检查，进行代码翻译。
5.优化
    公共字表达式的提取、循环优化、删除无用代码。
6.目标代码的产生
    把中间代码转化为最终的特定机器上的低级语言代码。
高级语言及其语法描述（重点讲-上下文无关文法）
    程序语言的定义{词法规则、语法规则}
    词法规则：单词符号的形成规则
    语法规则：从单次符号到更大的结构（语法结构）
文法：它描述语言语法结构的一组形式规则。　  上下文无关文法：它定义的语法范畴（或语法单位）是完全独立于这种范畴可能出现的环境。例如，在程序设计语言中，当碰到一个算术表达式时，我们完全可以“就事论事”处理，而不必考虑它所处的上下文。然而，在自然语言中，随便一个词，甚至一个字的意思在不同的上下文中都有可能有不同的意思。幸运的是，当今的程序设计语言都是上下文无关的。

　　"→"表示箭头左边的由箭头右边的定义　　把He gave me a book与上述规则进行对照，看其中的语法范畴是否处于适当的位置，如果你了解英语的话，你应该可以确认这是一个正确的句子。做科学研究都有一个过程从现象得出一般结论，再用实验验证这个一般性结论。有了这个语法规则我们可以造出很多这种英文句子（简单假设，英文语法远比这复杂）。如果我们要造一个句子表达我们自己的意思，利用这个规则，很容易。

　   　　根据上述规则，句子无需考虑上下文，就可以判断正确性（符合<主语><谓语><间接宾语><直接宾语>的规则）。
　　其中，He，me等为终结符号，<主语>、<谓语>、<间接宾语>等为非终结符号。　　这个文法最终要定义<句子>语法结构，所以<句子>在这里称为开始符号；<谓语>→<动词>这种书写形式称之为产生式。　　归纳一下：上下文无关语法G包括四个部分：一组终结符号，一组非终结符号，一个开始符号，以及一组产生式。　　说明一下：终结符号是组成语言不可再分的基本符号，在程序语言中就是保留字、标识符、常数等；非终结符号是一个给定的语法概念，是一个类（或集合）记号，而是不是某个个体记号；开始符号是一个特殊的非终结符号，是语言中我们最终想得到的字符串（在程序语言中，我们最终感兴趣的是“程序”这个语法范畴，其他的语法都是构造“程序”的基石）;产生式（也称产生规则或者简称规则）是语法范畴的一种书写规则。　　　你想嘛，gave这个单词，拆分为一个个字母，就不再是gave了，没有什么特别的含义；而非终结符号就是诸如gave的动词的集合。　   额，有个细节好像忽略了，产生式的形式：　　　　A→α　　　　箭头左边是一个非终结符，称之为产生式的左部，箭头右边称之为右部。　　　　A是一个非终结符，α是由 非终结符号和终结符号的并集 的闭包 中的元素 组成的符号串i型文法1型文法：又称为上下文有关文法
（1）：式子左边可以有多个字符，但必须有一个终结符
（2）：式子右边可以有多个字符，可以是终结符，也可以是非终结符，但必须是有限个字符
2型文法：又称为上下文无关文法
（1）：式子左边只能有一个字符，而且必须是非终结符
（2）：式子右边可以有多个字符，可以是终结符，也可以是非终结符，但必须是有限个字符
3型文法：又称为正规文法（正规文法又包括左线性文法和右线性文法）
（1）：式子左边只能有一个字符，而且必须是非终结符
（2）：式子右边最多有二个字符，而且如果有二个字符必须是一个终结符和一个非终结符
如果只有一个字符，那么必须是终结符
（3）：式子右边的格式一定要一致，也就是说如果有一个是（终结符+非终结符）那么所有的式子都必须是（终结符+非终结符）
  如果有一个是（非终结符+终结符），那么所有的式子都必须是（非终结符+终结符）
正规文法——左线性文法：
（1）：必须是三型文法
（2）：式子右边的产生是（非终结符+终结符）的格式
正规文法——右线型文法：
（1）：必须是三型文法
（2）：式子右边的产生式是（终结符+非终结符）的格式学习感悟
    通过程序语言的语法描述（也是第二章的重点内容）的学习我了解到不仅仅是文法，这门课程是一门将具体问题抽象化的课程，包含着许多算法和算式。这种内容不在其本身的理论内容价值，而是为我们提供一个解决问题的严谨逻辑，从抽象方面来看待问题。比如一个句子是怎么来的，在上下文无关文法的学习中就有一个英语例句 he gave me a book ，从单词组成句子是按照一种什么语法规则，而计算机是通过什么规则识别每个单词的。比如，生成abb（n）（b的n次方）中间的b就不能省略为ab（n），因为这个b是定义的一种规则，是处于a和b（n）之间。这种一步一步解决问题的思路非常值得我学习，也是当代学生好高骛远、眼高手低的时代下，每个学生应该具备的基本能力。今天学习完了上下文无关文法以及后边的各种i型文法，感觉很抽象，也很难理解，但是如果不深度考虑只是明白规则还是能行的，越顶端的东西越抽象，我会努力在这学期将这门课程学好，有什么不会的请教老师同学，不断提高自己。