编译原理清华大学第4章词法分析详解.ppt

【课前思考】 1 C语言，PASCAL语言的程序是由什么组成的？ 2 C语言，PASCAL语言的标识符(变量)和数的表示分别有什么规定？ 3 词法分析是什么? 词法分析程序的功能是什么？ 4 编写一个程序（采用C或PASCAL语言）识别C语言的标识符。  5 PL/0词法分析程序识别哪几种单词？;【学习目标】1 明确词法分析在编译过程所处的阶段和作用。 2 理解通常的单词分类和构词规则。 3 掌握词法分析程序的手工实现方法。 4 学会使用单词的描述和识别工具-----------正则表达式和自动机。 5 掌握词法分析程序的自动构造原理。;【学习指南】 词法分析程序是编译程序的一个构成成分，它的主要任务是扫描源程序，按构词规则识别单词，并报告发现的词法错误。词法分析也是语法分析的一部分，把词法分析从语法分析中独立出来是为了使编译程序结构清晰，也是为了便于使用自动构造工具，提高编译效率。 　　本章首先介绍词法分析程序的功能和设计原则，然后引入正规式和其对单词的描述，接着讲述有穷自动机理论，最后给出词法分析程序的自动构造原理。7 如何确定一个输入符号串是否是所给文法的句子？;第4章 词法分析;本章重点;词法分析程序; 词法分析是编译过程中的第一个阶段，在语法分析前进行 。也可以和语法分析结合在一起作为一遍，由语法分析程序调用词法分析程序来获得当前单词供语法分析使用。; 词法分析工作从语法分析工作独立出来的原因：;§ 4.1 对于词法分析器的要求; 一个程序语言的关键字、运算符、界限符都是固定的，即数量有限及意义明确；而对于标识符和常数通常是不确定的。; 如果一个种别只含一个单词符号，那么，对于这个单词符号，种别编码就完全代表它自身了。若一个种别含有多个单词符号，那么，对于它的每个单词符号，除了给出种别编码之外，还应给出有关单词符号的属性信息。; 在教材中，我们假定关键字、运算符和界限符都是一符一种。对于它们，词法分析器只给出其种别编码，不给出它自身的值。标识符单列一种。常数按类型分种。;4.1.2词法分析器??设计;某些跳格符、回车符和换行符等编辑性字符，在别处的任何出现都没有意义，预处理时可以将其剔掉。;二、 单词符号的识别：超前有哪些信誉好的足球投注网站;三、 状态转换图; 一个状态转换图可用于识别（或接受)一定的字符串。;图4.2（c）识别整数的转换图;§4.2 正规表达式与正规集（正规语言）;正规式; ?和?都是?上的正规式，它们所表示的正规集分别为{?}和{ }； 对任何a? ?，a是?上的一个正规式，它所表示的正规集为{a}；;注意:;例子;正规式 正规集 (a?b)? {? ,a,b,aa,ab ……所有由a 和b组成的串};讨论下面两个例子;正规式的等价性;设U,V,W为正规式，正规式服从的代数规律有：;§4.3 有穷自动机;关于有穷自动机讨论如下内容：;1. K是一个有穷状态集，它的每个元素称为一个状态；;二、一个DFA 的例子：; 显然，一个DFA可用一个矩阵表示，该矩阵的行表示状态，列表示输入字符，即k行a列的 矩阵元素表示f（k，a）的值。这个矩阵称为状态转换矩阵。; 一个DFA也可表示成一张（确定的）状态转换图。;; 如果一个DFA M的输入字母表为Σ，则我们也称M是Σ的一个DFA。;∑*上的符号串t 在DFA M上运行:;例：证明t=baab被下图的DFA所接受。 ;三、DFA的确定性表现两个方面：;§4.3.2 非确定的有穷自动机NFA;二、一个NFA 的例子：;矩阵表示;具有?转移的不确定的有穷自动机; 类似DFA, 对NFA M=?K，?，f，S，Z?也有如下定义：;∑*上的符号串t被NFA M接受也可以这样理解:;结论：;§4.3.3 NFA与DFA的等价性：; 从NFA的矩阵表示中可以看出，表项通常是一状态的集合，而在DFA的矩阵表示中，表项是一个状态，NFA到相应的DFA的构造的基本思路是：  DFA的每一个状态对应NFA的一组状态。;一、NFA确定化算法（NFA→DFA的转换）: ;二、定义对状态集合I的几个有关运算：;状态集合I的有关运算的例子;三、构造NFA N的状态K的子集的算法：;例子;等价的DFA;§4.3.4确定有穷自动机的化简;1.没有多余状态(死状态)； 2.没有两个状态是互相等价（不可区别）。;例子;二、“分割法”（逐步分组试探法）;三、 DFA的最小化算法;3．转2,上述过程务必一再重复，直到P中的每个集合均是不可再分时为止。 此时，P所含的集合数