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第04单元编译原理词法分析

第4章 词法分析 4.1 词法分析程序的功能及处理方式 4.2 词法分析器的I/O 4.3 词法分析程序设计过程及工具 4.4 正规式与有穷自动机 4.5 正规文法与有穷自动机 第四章小结 4.1 词法分析程序的功能及处理方式 一、功能 将源程序变换成单词序列。 二、处理方式 根据变换时扫描源程序的次数分为一次扫描式和多次扫描式 一次扫描式 将字符串表示的源程序,经词法分析以后,得到一个个单词系列,再作语法分析。 4.2 词法分析器的I/O 一、输入:字符串表示的源程序。 二、输出:①单词符号序列,或      ②一个单词符号 1、语言的单词符号:是语言中具有独立意义的最小语法单位(如字符集、数字表达式都不是单词符号)。 2、一般高级语言的单词符号分类: ①基本字(保留字):if ,then ,else, for, while ②标识符:以字母开头的字母数字串 ③常数:整数、布尔值、浮点数 ④运算符:+、-、*、/、>、<、= ⑤界符:,、()、{} 三、输出单词的形式:二元组 二元组:(单词种别码,单词自身值) 1. 单词种别码 表示单词的种类:如基本字、标识符、常数、运算符、界符等。 原则:处理简单。 方法:每一类单词对应一个不同的整数。 目的:最大限度地区别各个单词。 4.3 词法分析程序设计过程及工具 一、设计过程 分析器的功能:字符串 --> 一个一个的单词符号 4.4 正规式与有穷自动机 一、正规式与正规集的递归定义 正规式的定义 设有一个字母表?={a1,a2,……am}定义?上的 正规式 正规集 ?、?、ai {?}、{?}、{ai}。 A,B L(A)、L(B) A|B L(A |B)=L(A)?L(B) A·B L(A·B)=L(A)L(B) A*    L(A*)=(L(A))* 仅由有限次使用上述1)、2)定义的表达式是?上的正规式,仅由这些正规式所表示的字集才是?上的正规集。 二、有穷(限)自动机 DFA(确定的有穷自动机) 定义: 一个DFA M是一个五元组:   M=(S,?,f,S0,F),其中,  S:状态的有穷非空集,Si是一个状态  ?:有穷输入字母表,ai是其中的一个字符  f: 状态转换函数,S? ??S的单值映射函数    如:f(S1,a)=S2  S0?S,是唯一的初始状态,一定不为空  F ?S,终态集,可以为空 4.5 正规文法与有穷自动机 定理:对任意的正规文法G,一定存在一个有穷自动机M与之等价;对任意的有穷自动机M,也一定存在一个正规文法G与之等价。 第四章小结 初态可不唯一  初态唯一  多值映射函数  单值映射函数   NFA N=(S,?,S0N,fN,F)  DFA M=( S,?,S0D,fD,F ) 三、正规式R ? NFA 理论依据:正规式R和有穷自动机是等价的。 对于字母表?上的NFA M可以构造一个字母表?上的正规式R使得L(R)=L(M)。 对字母表?上的每个R可以构造一个?上的NFA M,使得L(M)=L(R)。 分裂法 输入:字母表?上的正规式R 输出:接受(识别)正规式R上的正规集L(R)的NFA 步骤: 第一步:引进一个初态结点x和终态结点y x y R ? 第二步:如果 R=?,则图为: x y ? R=?,则图为: x y ? ? R=a,则图为: x y ? a R是一个复合公式,则分裂R,直到每边上只留下一个符号(注:?也是一个符号 )为止。按如下三种情形之一进行分裂: i j ? A r B i j ? A B i j ? ? r ? A i j ? AB ① i j ? A | B ② i j ? A* ③ 分裂为 分裂为 分裂为 第三步:最后分裂的结果,保证一个唯一的初态结和唯一的终态结。 Ex1: R=(a|b)*abb,求NFA。 x y (a|b)*abb ? 解: x ? 1 2 3 y (a|b)* a b b x ? 1 2 3 y a|b a b b 0 ? ? x ? 1 2 3 y a a b b 0 ? ? b Ex2: R= 0(1*)* | 01,求NFA。 x y 01* ? 解:先化简R,因为 ① (A*)*=A* ②A|A*=A* 所以0(1*)* | 01=01* | 01=0(1* | 1)=01* x ? a y 0 1* x ? a y 1 0 b ? ? 课堂练习:   求识别aa*|bb*的NFA 1 2 开始 a 0 a b b 3 ? ? y 4 ? ? 四、NFA ? DFA 理论依据 定理:设L为一个能被NFA N接受(识别)的字的集合,则存在

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