《编译原理总复习》课件.pptVIP

**********************《编译原理总复习》概述编程语言编译器将高级编程语言转换为计算机可以理解的机器语言。代码转换通过词法分析、语法分析、语义分析等步骤进行代码转换。程序执行编译后的代码可被计算机执行，实现程序的功能。编译器的工作过程词法分析将源代码分解成有意义的词素，例如标识符、关键字、常量等。语法分析检查词素的排列顺序是否符合语法规则，并构建语法树。语义分析检查程序的语义是否正确，例如类型匹配、变量作用域等。中间代码生成将语法树转换为机器无关的中间代码，便于优化和代码生成。代码优化对中间代码进行优化，例如删除冗余代码、提高代码效率等。目标代码生成将中间代码转换为目标机器的机器代码，以便执行。字符流分析源代码以字符序列形式输入编译器。分析字符流以识别程序中的基本语法单位，如标识符、关键字、运算符和常量。将字符流转换为一系列符号，为后续的词法分析和语法分析做准备。词法分析词法单元词法分析将源代码分解成有意义的词法单元，例如关键字、标识符、运算符和常量。词法规则词法规则定义了如何识别和分类词法单元，通常使用正则表达式来描述。词法分析器词法分析器是一个程序，它根据词法规则识别和分类词法单元，并生成词法单元流。语法分析语法分析任务检查词法分析器提供的记号流是否符合程序设计语言的语法规则。语法分析树语法分析器通过语法分析树来表示程序的语法结构，并将其作为后续语义分析和中间代码生成的依据。语法分析与自动化工具语法分析是编译器的重要组成部分，它负责检查源代码是否符合语法规则。为了提高语法分析的效率和准确性，人们开发了各种自动化工具，例如：词法分析器生成器（Lex、Flex）：将正则表达式描述的词法规则转化为词法分析器代码语法分析器生成器（Yacc、Bison）：根据上下文无关文法生成语法分析器代码自动化语法分析的实现原理1有限状态自动机用于识别词法单元，如关键字、标识符、运算符等。2上下文无关文法定义语言的语法规则，用于分析输入的符号串是否符合语法规则。3分析表根据文法规则和状态转换表，指导分析器进行语法分析。4语法树将语法分析结果以树形结构表示，方便后续的语义分析和代码生成。中间代码生成1抽象语法树将语法分析树转换为抽象语法树(AST),减少语法细节,更易于理解和操作。2中间代码AST转换为中间代码,便于后续目标代码生成和优化。3代码优化对中间代码进行优化,提高目标代码的效率和性能。目标代码生成汇编语言低级语言，直接与处理器指令集交互，效率高，但开发难度大。机器码处理器直接执行的二进制指令，执行效率最高，但可读性差。字节码中间语言，由虚拟机解释执行，跨平台，但效率略低于机器码。代码优化提高性能优化代码可减少执行时间和资源消耗，从而提高程序的效率。增强可读性优化代码可使代码更易于理解和维护，从而降低开发和维护成本。降低错误率优化代码可减少代码中的潜在错误，提高代码的稳定性和可靠性。错误处理1语法错误语法错误是编译器在语法分析阶段发现的错误，例如：关键字拼写错误、缺少分号等。2语义错误语义错误是编译器在语义分析阶段发现的错误，例如：类型不匹配、变量未定义等。3运行时错误运行时错误是在程序执行过程中出现的错误，例如：除零错误、数组越界等。符号表管理存储信息符号表用于存储程序中的标识符信息，如变量、函数、常量等。快速查找在编译过程中，符号表需要提供快速高效的查找功能，以定位标识符定义并进行类型检查。代码优化符号表可以帮助优化代码，例如进行常量折叠、变量替换等操作。词法分析器的实现1状态机使用状态机模型，将词法分析过程抽象为状态和转移。2正则表达式利用正则表达式描述词法规则，匹配输入字符流。3代码生成根据词法规则生成代码，实现词法分析器。自动机与词法分析器自动机是描述计算过程的数学模型，在词法分析中，有限自动机被用来识别程序语言中的词法单元。DFA（确定有限自动机）是词法分析器的核心，它能有效地识别词法单元并构建词法分析器。自动机与词法分析器紧密相关，自动机是词法分析器的基础，词法分析器则基于自动机实现。通过自动机，词法分析器可以高效地识别词法单元，并为语法分析提供必要的输入信息。语法分析器的实现1递归下降分析基于语法规则，递归地构建语法树2自上而下分析从文法开始符号出发，逐步推导出输入串3自下而上分析从输入串开始，逐步归约到文法开始符号LL(1)分析法自上而下从文法开始符号出发，逐步推导出输入串。向前查看仅根据当前输入符号和栈顶符号