初识编译原理（一）

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编译的本质是一个翻译的过程，编译的输入是一个高级语言程序，输出是汇编语言程序或者机器语言程序。

过程：

词法分析/扫描(Scanning)

词法分析的主要任务：

从左向右逐行扫描源程序的字符，识别出各个单词，确认单词的类型.
将识别出的单词转换成统一的机内表示–词法单元(token)形式

token：<种别码，属性值>

种别码：单词的词性

单词类型	种别	种别码
关键字	program、if、else、then…	一词一码
标识符	变量名、数组名、记录名、过程名…	多词一码
常量	整型、浮点型、字符型、布尔型…	一词一码
运算符	算术（+ - * / ++ --）关系（> < != == <=）逻辑(& ~)	一词一码或一型一码
界限符	; ( ) = { }…	一词一码

语法分析（parsing）

语法分析器（parser）从词法分析器分析输出的token序列中识别出各类短语，并构造语法分析树（parse tree）

语义分析

语义分析主要任务：

• 收集标识符的属性信息
  • 种属（Kind）
    • 简单的变量、复合变量（数组、记录。。）、过程。。。
  • 类型（Type）
    • 整型、实型、字符型、布尔型、指针型。。
  • 存储位置、长度
  • 变量的值
  • 过程的作用域
  • 参数和返回信息
    • 参数个数、参数类型、参数传递方式、返回值类型。。。
      以上信息都会存放在 符号表中
• 语义检查
  • 变量或过程未经声明就使用
  • 变量或过程名重复使用
  • 运算分量类型不匹配

文法

字母表（Alphabet）

• 字母表 是一个有穷符号集合

  • 符号：字母、数字、标点符号。。。

• 串

文法的定义

G=(Vt,Vn,P,S)

• Vt:终结符集合
  终结符(terminal symbol) 是文法所定义的语言的基本符号，有时也成为token
  • 如：Vt={girl,boy,look,like}
• Vn:非终结符集合
  非终结符(nonterminal) 是用来表示语成分的符号，有时也称为“语法变量”
  • 如：Vn={<句子>，<名词短语>，<动词短语>，<名称>…}

注意：

1. Vt、Vn相交为空集

2. Vt、Vn相并表示 文法符号集

• P:产生式集合
  产生式(production)描述了将终结符和非终结符组合成串的方法。

产生式的一般形式：

graph LR
a-->B

读作：a定义为B
-

• S: 开始符号
  S属于Vn。开始符号(start symbol)表示的是该文法中最大的语法成分

符号约定

• 终结符
  • 字母表中排在前面的小写字母,如：a、b、c
  • 运算符，如：+、* 等
  • 标点符号，如括号、逗号
  • 数字，0、1、…9
  • 粗体字符串，如：id、if等
• 非终结符
  • 字母表中排在前面的大写字母，如：A、B、C
  • 字母S。通常表示开始符号
  • 小写、斜体的名字，如:expr、_stmt_等
  • 代表程序构造的大写字母，如：E(表达式)、T(项)、F(因子)
• 字母表中排在后面的大写字母，如：X、Y、Z
  表示文法符号（即终结符或非终结符）
• 字母表中排在后面的小写字母 （主要是 u,v、、、z）
  表示终结符号串（包括空串）
• 小写希腊字母，表示文法符号串（包括空串）