编译原理第二章总结

第二章 高级语言及语法描述
2.1程序语言的定义
 程序语言主要由语法和语义两个方面定义。
2.1.1 语法三个基本概念：1，字母表：一个有限的字符集，包括大小写英文字母、数字 、特殊字符；    任何语言：一定字符集（字母表）上的字符串（有限序列）
2，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、算符和界符3，语法单位：由单词符号构成的更大的结构
 一般包括： 表达式、 语句、分程序（语句块）、函数（有返回值）、程序；
语法=词法规则+语法规则
词法规则规定了字母表中哪样的字符串是一个单词符号。
语法规则规定了如何从单词符号形成语法单位。
2.1.2 语义
定义语言的单词符号和语法单位的意义。
语义描述方法：属性文法和基于属性文法的语法制导翻译方法。

2.2 高级语言的一般特性
2.2.1 高级语言的分类1，按程序设计范型分类：强制式语言（过程式语言。c）、应用式语言（函数式语言。lisp）、基于规则的语言（prolog,yacc）、面向对象的语言(java)；2，按编译时是否需要类型检查分类：静态类型语言(c,c++,java)、动态类型语言(Python, Ruby,PHP)
3，按类型检查强弱分类：弱类型语言(C,C++，VB)、强类型语言(JAVA， C#)

2.2.2 程序结构支持过程的嵌套定义（Pascal)、不支持过程的嵌套定义（c/c++/java）
程序结构的不同，决定了符号表构造方法的不同

2.2.3 数据类型与操作基本数据类型（int，char,float,double）
构造数据类型(指针，静态数组，动态数组)
自定义数据类型（栈，队列，字符串，结构体）

每种数据类型都隐含了数据对象可以具有的值
和作用于这种类型数据对象的操作
名字和标识符：标识符：以字母开头后跟字母数字组成字符串，例 PI、nm1
名字：当给标识符一定意义时，该标识符成为名字，例 PI ：π（圆周率）
(1)同一标识符在过程中的不同地点（不同的分程序）可用来表示不同的名字
(2)在程序运行时，同一个名字在不同时间也可能代表不同的存储单元（递归的情况）
(3)同一个存储单元也可能有好几个不同的名字（c语言中的共用体）(4)名字的性质可以隐约定
 例：FORTRAN语言中未经说明语句显式说明的名字，凡以I,J,…,N为首的均认为是整型，否则就认为是实型。
(5)名字的性质可以动态确定
 例：APL语言，同一标识符在一行里可能是整型，在另一行里就是实型
(6)名字的性质是“静态”确定的:名字的性质是通过说明语句或隐约规则定义的
   名字的性质是“动态”确定的:名字的性质只有在程序运行时才能知道静态：编译时可以确定的， 动态：运行时才能确定的

2.2.4 语句与控制结构
1，表达式：表达式的形式（前缀，中缀，后缀）
表达式中的运算符（算数，关系，逻辑；优先级，结合性）
运算符的代数性质（交换律，结合律等等）2，语句说明性语句执行性语句：赋值语句、控制语句、输入/输出语句

2.3 程序语言的语法描述基本概念：字母表：由若干元素组成的有限非空集合，用表示，它的每个元素称为一个符号。
符号串： 由中的符号所构成的有穷序列。
空字：不包含符号的序列称为空字，记为。
         用*表示上的所有符号串的全体，空字也包括在其中。字符串集合的和(等价于集合的并运算)：
 设A、B是两个符号串的集合，则将集合A、B的和记为A+B或A  B,定义为：A B={w|wA或wB}
符号串集合的连接：*的子集U和V中的（连接）积定义为: UV={αβ∣α∈U &β∈ V }
  即集合UV中的符号串是由U和V的符号串连接而成的。注意，一般UVVU，但（UV)W=U(VW).V的闭包：
  令： V*  = V0V1V2…，称 V*是V的闭包。
V的正则包（正闭包，正则闭包）：
 记V+ = VV*, 称 V+是V的正则包，即V+ =V1V2V3…。
2.3.1 上下文无关文法(它定义的语法单位是与上下文环境无关的，不能描述自然语言)
一个上下文无关文法G是一个四元式(VT,VN,S,P):
VT是一个非空有限集，它的每个元素称为终结符号(组成语言的基本符号);
VN是一个非空有限集，它的每个元素称为非终结符号(代表语法范畴)，VN∩VT=空集;
S是一个非终结符号，称为开始符号;
P是一个产生式集合(有限)，每个产生式的形式是P->a,其中，P属于VN,a属于终结符和非终结符并集的闭包。开始符号S至少必须在某个产生式的左部出现一次。
采用推导的方法：利用产生式，对非终结符进行替换、展开直接推导：仅当A->γ是一个产生式，有αAβ => αγ β,该推导称为直接推导（直接导出）
如果S最终能推出a,则称a是一个句型。仅含终结符号的句型是一个句子。文法G所产生的句子的全体是一个语言。
最左推导:任何一步a=>b都是对a中的最左非终结符进行替换的。（同理最右推导）
例：G[E]： E→E+T|T     T→T*F|F        F→(E)|a
E=>E+T =>T+T =>F+T =>a+T =>a+T*F =>a+F*F =>a+a*F =>a+a*a（最左推导）
  E=>E+T =>E+T*F =>E+T*a =>E+F*a =>E+a*a =>T+a*a =>F+a*a =>a+a*a （最右推导）最右推导被称为规范推导。

限制:不含有P->P,且P不存在用不终结的回路。
2.3.2 语法分析数与二义性

语法树的根结由开始符号所标记。随着推导的展开，当某个非终结符被它的某个候选式所替换时，这个非终结符的相应结就会产生下一代新结。如对于文法 E→E+E|E*E|(E)|ｉ,　关于（i*i+i)的推导形成语法树如图：


如果一个文法中存在某个句子对应两棵不同的语法树，则称这个文法是二义的。
如E→E+E|E*E|(E)|ｉ,　关于（i*i+i)的推导E=>(E) =>(E*E) =>(i*E) =>(i*E+E)=>(i*i+E) =>(i*i+i)
E=>(E)=>(E+E) =>(E*E+E) => (i*E+E)=>(i*i+E) =>(i*i+i)


消除二义性:规定优先级(加新运算符)。



2.3.3 形式语言鸟瞰

6，1，是{0，1，2，3，4，5，6，7，8，9}的闭包。
2，最左推导:
 N=>ND=>NDD=>NDDD=>DDDD=>0DDD=>01DD=>012D=>0127N=>ND=>DD=>3D=>34N=>ND=>NDD=>DDD=>5DD=>56D=>568依次替换最左边的
最右推导:
N=>ND=>N7=>ND7=>N27=>ND27=>N127=>D127=>0127N=>ND=>N4=>D4=>34N=>ND=>N8=>ND8=>N68=>D68=>568依次替换最右边的
7,G(E):E->SA|SB
             S->+|-|空字.
             A->1|3|5|7|9
             B->CFG
             C->A|2|4|6|8
             F->DF|D|空字
             D->0|C
             G->0|A




  通过这一章的学习，深刻体会到编译原理“路漫漫其修远兮”，抽象难懂，但是通过不断的举例研究和老师讲解，还是可以懂。在学习中还有很多对计算机分析语言神奇的赞叹，希望在越来越难懂的后继章节，上下求索。