天津大学编译原理讲义-Part2高级语言及其语法描述.ppt

数据库原理与Oracle——SQL语言 Part2高级语言及其语法描述 授课：胡静 内容提要 预备知识——形式语言基础 程序语言的定义（语法定义、语义定义） 高级语言的一般特性（程序结构、数据类型和操作、语句与控制结构） 程序语言的文法 文法的类型 上下文无关文法及其语法树 有关文法实用中的一些说明 预备知识 更多的概念和一些约定 A, B, C, … 用来表示非终结符 a, b, c, … 表示终结符 …, X, Y, Z 可以用来表示终结符或者非终结符 …, w, x, y, z 表示终结符号串 α, β, γ, δ, … 表示由终结符或非终结符构成的符号串 在产生式A→α中， A 是产生式的左边(lefthand side,LHS) α是产生式的右边( righthand side, RHS) A→α1|…|αn 表示产生式 A→ α1 ,…, A→ αn 符号串和符号串集合的运算 符号串和符号串集合的运算 将字符看做符号，则单词就是符号串，单词集合就是符号串的集合 将单词看做符号，则句子就是符号串，而所有句子的集合（语言）就是符号串的集合 程序语言的定义 程序语言的语法定义 所谓一个语言的语法是指这样一组规则，用它可以形成和产生一个合式的程序。这些规则一部分称为词法规则则，另一部分称为语法规则（或产生规则） 词法规则：词法规则规定了字母表中哪样的字符串是一个单词符号，是单词符号的形成规则 语法规则：语言的语法规则规定了如何从单词符号形成更大的结构（即语法单位），换言之，语法规则是语法单位的形成规则 程序语言的定义 程序语言的语义定义 所谓一个语言的语义是指这样的一组规则，使用它可以定义一个程序的意义。这些规则称为语义。 我们将要介绍的是目前大多数编译程序普遍采用的一种方法，即基于属性文法的语法制导翻译方法，虽然还不是形式系统，但是比较接近形式化的。 高级语言的一般特征 高级语言的程序结构 数据类型和操作 数据类型的要素： 用于区别这种类型的数据对象的属性； 这种类型的数据对象可以具有的值； 可以作用于这种类型的数据对象的操作； 数据类型分类： 初等数据类型：数值数据、逻辑数据、字符数据、指针类型 数据结构：数组、记录、字符串、表格、栈、队列和抽象数据类型（Ada通过程序包package提供，其余通过类class提供） 语句与控制结构 表达式：一个表达式是由运算量（操作数，即数据引用或函数调用）和算符组成的。 语句：不同程序语言含有不同形式和功能的各种语句 执行语句：描述程序的动作，分为赋值语句、控制语句、输入/输出语句； 说明性语句：定义各种不同数据类型的变量或运算 从形式上分，语句可以分为简单句、复合句和分程序等。 文法的直观概念 关于文法的定义 定义3.1 文法G定义为四元组（VN, VT, P, S）。 其中VN为非终结符号（或语法实体，或变量）集；VT为终结符号集；P为产生式（也称规则）的集合；VN, VT和P是非空有穷集。S称做识别符号或开始符号，是一个非终结符（S∈ VN），至少要在一条规则中作为左部出现。 VN和VT不含公共元素，即VN∩VT=Φ。通常V表示VN∪VT，V称为文法G的字母表或字汇表。 例3.1 文法G=（VN，VT，P，S） VN = { S }, VT ={ 0, 1 } P={ S→0S1, S→01 } S为开始符号 文法可以简写，只需要指出开始符号和产生式即可。 关于文法的定义（续） 定义3.2 如α→β是文法G=(VN, VT, P, S)的规则(或说是P中第一个产生式)，γ和δ是V*中的任意符号串，若有符号串v，w满足：v=γαδ，w=γβδ，则说v（应用规则α→β）直接产生w，或说w是v的直接推导。 （v=w） 例：G[S]： S→0S1， S→01 S ?0S1 ?00S11 ?000S111 关于文法的定义（续） 定义3.3 如果存在直接推导的序列：v=w0=w1=w2…=wn=w，(n0)，则称v推导出（产生）w（推导长度为n）。记做v=+w。 定义3.4 若有v=+w，或v=w，则记做v=*w。 规范推导（最右推导） 最左推导：若规则右端符号串中有两个以上的非终结符时，先推导左边的。 最右推导：若规则右端符号串中有两个以上的非终结符时，先推导右边的。 关于文法的定义（续） 定义3.5 设G[S]是一文法，如果符号串x是从识别符号推导出来的，即有S=*x，则称x是文法G[S]的句型。若x只由终结符号组成，则称x为G[S]的句子。 定义3.6 文法G所产生的语言定义为集合{x | S=*x，其中S为文法的开始符号，且x∈VT *}。可用L(G)表示该集合。 例：G： S→0S1， S→01 S