编译原理复习提纲整理要点.pdf
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1、一、 概述 1. 编译方式与解释方式区别:是否生成目标代码 2. 编译程序总框架 二、 词法分析 1.状态转换图的功能:识别(接受)一定的符号串(单词) 2.状态转换图的程序实现的思路:为每个状态结点都编写一个子程序 3.字母表的概念:一般用表示 4.闭包的概念:闭包V*中的每个字都是由V 中的字经过若干次连接而成的 5.正则闭包 V+的概念:是V 上所有符号串的集合 6.*定义:表示上所有字的全体,空字也包括在其中 7.+空字 不包含,非 8. , , 之间的区别 9. 所对应的正规集为 10.正规式与正规集的定义:知道如何用正规式表示一个正规集 11.简述 NFA和 DFA的定义与区别 1
2、2.若 M 的某些结点既是初态结点又是终态结点,或者存在一条从某初态结点到某个终态结点的 通路,那么空字 可为 M 所识别 13.正规式与优先自动机的等价性 14.定理 2.对于上的每一个正规式V,存在一个上的DFA M,使得 L(M)=L(V) 15.DFA M 的化简的概念和方法:终态和非终态是可区别的,因为终态可以读出空字 ,而非终态 不能读出空字 16.课后作业一个例题 17.构造一个 DFA ,它接受 =x,y上所有倒数第二个字符为y 的字符串 三、 语法分析 (1)基本定义 1.上下文无关文法的定义 2.句型、句子的概念 3.文法和语言的对应关系,给出文法构造语言,文法G产生的句子
3、的全体是该文法的语言 4.语法分析树与二义性:判断文法的二义性方法:如果一个文法含有二义性的句子(对应两棵不同 的语法树),则称该文法是二义性文法 5.3 型文法是正规文法、正则文法、线性文法 6.2 型文法也称为称为上下文无关文法 7.若一个文法是递归的,则由它产生的语言的句子个数是无限的 (2)自上而下 8. 文法左递归的定义 9. 消除文法的左递归的方法:直接左递归 10. 消除回溯的方法:提取公共左因子 11. 递归下降分析法的概念,应满足什么条件? 12. 递归下降法对文法的每个非终结符构造一个相应的子程序 13. 预测分析法:给文法构造预测分析表:消除左递归、消除回溯、First
4、集、 Follow 集。举例子时, 便成 Sa|aS| (T) (3)自下而上 14. 短语、直接短语的概念 15. 句柄的概念(一个句型的最左直接短语) 16. 规范归约(最左) 、规范推导(最右) 、规范句型 17. 规范归约的关键问题是寻找句柄 18. 在规范归约中,可归约串必出现在栈顶 19. 算符文法、算符优先文法的概念,如何判断 20. 构造算符优先关系表、Fisrtvt 、lastvt 集合,可不考虑#号 21. 素短语:算符优先归约的关键问题是寻找最左素短语 22. 算符优先法尤其适用于表达式的分析 23. 给出文法 G(P) X jYj Y kZ|i Z Yid 该文法是否为
5、算符优先文法?请根据FIRSTVT 、LASTVT集合构造算符优先关系表说明之 24. 欲构造行之有效的自上而下分析器,则必须消除文法中含有的左递归 25. LR分析法属于自底向上分析方法 26. 从文法出发构造LR (0)分析表的步骤 四、语义分析 1. 综合属性和继承属性概念 五、中间代码生成 1. 中间代码是一种面向语法,易于翻译成目标代码的代码 2. 后缀式(逆波兰式)的概念 3. 逆波兰式中各运算法出现的顺序与实际运算顺序一致 4. 后缀式与抽象语法树(表达式树)的关系 5. DAG的含义 6. 四元式表示方法,联系时通过临时变量,可以翻译各种语句 7. 将赋值语句表示成后缀式和四元
6、式 六、代码优化 1. 简述代码优化的原则与优化的级别,并列举三种常用的优化技术 2. 基本块、流图的概念,如何画、节点对应基本块 3. 局部优化的方法,DAG是对基本块进行优化的有效工具 4. 不变运算的代码外提的条件 5. 循环优化中的强度削弱的含义 七、目标代码生成 1. 编译程序生成的目标程序种类(309) 一:概述 1. 编译方式与解释方式区别 在于是否生成目标代码,编译方式生成了目标代码。 2. 编译程序总框架 二:词法分析 1.状态转换图的功能:识别(接受)一定的符号串(单词) 上图是一个很简单的状态转换图。上图代表:状态0 通过 X 弧可以转换到状态1,通过 Y弧可以转换到状态
7、2 2.字母表的概念: 一个由有限元素组成的集合,每个元素称为一个符号或一个字, 一般用表示一个字母表 例: = a , b , c 元素: a,b,c 字母表中的字可拼接在一起构成一个序列,如aa,ab,bc,bbc 等,符号的顺序不同所 代表的序列也不同。 不包含任何字符的序列称为空字,用来表示 另外有几个概念必须先了解: 字(符号串 )的连接 设 x 和 y 是两个字 (符号串 ),则定义xy 为他们的连接 例: ab 和 ba 连接是 abba 注: (1)(空字)是连结运算的恒等元素 x = x = x (2)字(符号串 )的 n 次连接 x n = xxx x 规定 x 0 = x
8、 1= x,x2=xx,x3= xxx 集合的 (连接 )积 设 U 和 V 是两个“字 (符号串 )的集合”, 则定义 UV 为他们的 (连接 )积 UV=xy|x U 且 yV 例:设 U=a, ab, V=b, ba, 则 UV=ab, aba, abb, abba 集合 V 的 n 次 (连接 )积记为: V n = V V VV n 个 规定V 0= 例:设 V=a, b,那么 V 0= V 1= a,b V 2=VV=aa,ab,ba,bb V 3=VVV=V2V=aaa,aba,baa,bba, aab,abb,bab,bbb 3.闭包的概念: 设 V 是一个字(符号串)的集合,
9、 则 V 的闭包定义为V *, V * = V 0V1V2 注:闭包V * 中的每个字都是由V 中的字经过有限次连接而成的 正则闭包V+的定义为 V + = VV * 闭包与正则闭包的差别在于,闭包里是含有 的,因为闭包里有集合V0 ,而正则闭包 由于在闭包的基础上又连接了一个V,所以正则闭包里是没有空字的。 *定义:表示上所有字的全体,空字也包括在其中 +表示上所有字的全体,但不包括 4. , , 之间的区别(小题) 空字:表不包含任示何字符的序列称 :表示一个空集 : 表示含有空字的集合 5.正规式与正规集的定义: 我们可以把具有相同特征的字放在一起组成一个集合,即所谓的正规集 然后使用一
10、种形式化的方法来表示正规集,即所谓的正规式 正规式是描述单词结构的一种形式; 正规集是该类单词的全集。 举例 对于下面的例子,大家应该好好思考一下后面4 个的含义, 对做大题是很有帮助的。做 大题时,题目通常会给你一个实际问题,你需要先把他要实现的功能抽象成一个正规集, 再用正规式表达出来,才能继续做后面的步骤。 所对应的正规集为 6.简述有限自动机NFA和 DFA的定义与区别 NFA代表非确定的有限自动机;DFA代表确定的有限自动机 所谓的有限自动机,其实他并不代表任何实体的机器,只是一种数学模型而已。就像函 数、数列是一种数学模型一样。函数通过函数表达式实现他的功能:你给他一个自变量, 他
11、能根据表达式求出因变量的值。而有限自动机是通过状态转换图来实现功能,你给他 一个初始状态和一个输入符号,他能根据你输入的这个符号将原状态转换到另一个状 态,用他来模拟计算机的识别功能。 下面简单介绍一下DFA (确定的有限自动机)的五元式表示法:(重要 ) 定义:一个确定有限自动机(DFA)M 是一个五元式: M = (S, , f, s 0, F),其中 1)S是一个有限的状态集合,它的每个元素我们称为一个状态 2) 是一个有穷的输入符号的字母表,它的每个元素我们称为一 个输入字符 3)f 是从S S的单值部分映射 4)s0是 S的一个元素,为初始状态, 它是唯一的 5)状态集合F是终止状态
12、的集合,它是S的子集 (可空 ) 一个非确定有限自动机(NFA )M是一个五元式 M = (S, , f, S0, F),其中 S 是一个有限的状态集合,它的每个元素我们称为一个状态 是一个有限的输入符号的字母表,它的每个元素我们称为一个输入字符 f 是从 S * 2S 的部分映射,其中,2S 表示 S 的幂集合(所有S的子集组成的集 合) (f 是非单值的M是非确定) 状态集合S0 是初始状态集合,它是 S的子集 状态集合F 是终止状态的集合,它是S 的子集 注: DFA和 NFA 的区别在于( 3)和( 4) ,其他几点都差不多,这是有可能出简答题的, 大家要记住他们的区别和联系 7.DF
13、A的识别功能 对于 *中任何字 ,如果存在一条从初态结点到某个终态结点的道路,这条路上所有 的标识符连成的字等于 ,则 可被 DFA M 所识别 (接受,读出 ) 若 M 的某些结点既是初态结点又是终态结点,或者存在一条从某初态结点到某个终态 结点的 通路,那么空字 可为 M 所识别 8.状态转换图的分裂规则(大题步骤) 例子: (这里 Y有两个圈圈代表他是最终状态的点) 划到最后要求每条弧上都只有一个字母或者数字 9._CLOSURE(I) 和 Ia=_CLOSURE(J)的构造方法(大题步骤) 这里先需要了解几个定义 我们假设有某个状态集I,这个集合中含有不同的状态。 定义 1 状态集 I
14、 的 a 弧转换: move( I, a ) 是一个状态集,是从I 中的状态出发经过一条 a 弧到达的状态的全体。 定义 2 状态集 I 的 (空字 )闭包: _CLOSURE( I ) 是一个状态集,由两部分组成: 状态集 I 中的所有原状态。 从 I 中的状态出发经过任意条 弧,所能到达的状态的全体。 定义 3 Ia=_CLOSURE( move( I, a ) ) 是一个状态集。 下面给出一个实例: 例:有如下一个状态转换图假定I=1, 2 ,求 Ia= ? J=move(I,a)=5,4,3 Ia=_CLOSURE(J) = 5,4,3,6,2,7,8 (即先做a 弧转换,将求得的状态
15、再求空字闭包) 本知识点旨在让大家掌握在知道了I 这个状态集合后,怎样求Ia 10.如何用子集法将非确定的有限自动机确定化(大题步骤) 方法:先画一张表 IIaIb _CLOSURE(S0) A B C BDE CFG 1.这张表的首行上首列上固定是大写字母I 2.表格后面有几列,取决于这个有限自动机的输入符号数量,有几个输入符号就有几列, 这里假设 Ia Ib 的下标 a b 代表这个有限自动机的输入符号 3.第二行的第一列也是固定的,S0 代表的是这个有限自动机的初始状态,即求 S0的空字 闭包,我们假设求出来的状态集合是A 4.将 A 所对应的Ia Ib 分别求出来,我们假设是B 和 C
16、 5.如果 B 和 C 都分别于A 不同,需要将B,C作为新的状态集合加入到第一列中 6.继续求出B 和 C所对应的Ia Ib ,再检验: 对于 DEFG这四个状态集合,有没有与ABC 是不同的,如果有,加入到第一列的下面,再继续计算,如果与前面的ABC相同就不 再需要加入了。 7.按照这样的方法一直进行下去,知道第一列不再有新的状态集合加入了,这个表就构 造好了。 8.再画一张表,与上面的表相对应 Sab 0 1 2 3 4 1 3 4 2 2 4 3 1 9.对于上面这种表的构造方法很简单,大家也可以不另外画表,而直接标在原来的表中 这种表来源是,在原来表的第一列上分别表上s01234 ,
17、 a 和 b 不变,然后按照第一 列中数字所对应的状态集,依次对应在后面的列上标上相应数字。例如第一列中B对应 1,C对应 2,那么将第二列第二行中的B 也标上 1,第三列第二行中的C 标上 2,等等。 10.画出下面的这个表或在原表中标好后,就可以按照这个表画出状态转换图了,例如, 0 状态通过a 弧转换成1 状态, 通过 b 弧转换成 2 状态; 1 状态通过a 弧转换成3 状态, 通过 b 弧转换成4 状态,等等。 画出这个状态转换图后,就完成了一个非确定有限自动 机的确定化。 11.有限自动机 DFA的化简 整体的思路如下: 1.将第 10 步中得到的已经确定的DFA中的所有状态分为两
18、组,一组为终态节点,一组为非终态 节点。需要补充的是,在上一步构造的表格中,s 那一列的节点哪些是终态哪些是非终态呢?这 需要看你最初构造的正规式中的哪个是终态节点了。例如在下面的12 中, Y为终态节点,那么 在以上的表格中只要是含有Y元素的状态集合都将成为终态集。 2.将每个分组检验,看他们是否还能分割,检验的方法实在难以用文字描述清楚,请大家看下面 的实际例题,自己领会。 3.每个分组都不能再分割后,若还含有大于2 个元素的分组, 则这个分组中的所有状态都是等价 的,可以用其中的一个代替他们,代替的方法是:假设用状态1 代替状态 2,则把状态2 及其 引出去的弧全部删去,并把原来指向状态
19、2 的弧指向状态1 下面是老师复习PPT上的一个例子,这是一个较为复杂的例子,可能会看不懂,大家多问一问 周围会的同学, 期末考试时, 肯定不会出这么复杂,通常在将终态节点和非终态节点区分开后, 剩下的就已经快分好了,所以大家不用太担心,化简也是有可能不考察的,大家看清题目要求。 例: 12. 例题:构造一个DFA ,它接受=x ,y 上所有倒数第二个字符为y 的字符串 说明一下这道题的解题思路和步骤,希望大家能真正明白整个解题的过程,让大家真正明白这样 的一道大题是应该怎么做的. 上面这道题的分析思路是 1.根据他所描述的功能,构造出一个正规式,正规式先给大家:(x|y ) * y (x|y
20、) (其实对于这样的大题最关键就是构造对正规式,大家一定把老师最后的PPT上所有的 例题是如何构造正规式的都记下来!这一步做不出来后面的都没分了!) 2.构造一个初始状态X 和和最终状态Y,将正规式写在他们的转换弧上。 3.按照第 8 点中的分裂规则对他进行分裂,分裂直到每一条转换弧上都只含有一个字符 4.分裂结束得到的一个状态转换图实际上就是一个NFA(非确定的有限自动机) 5.在掌握了第9 点知识的前提下,就可以按照第10 点说的步骤,将求得的NFA确定化 6.得到确定化之后的状态转换图,剩下的事情就是化简了。也就是第11 点当中的只是 看到这里强烈建议大家先动笔试一试上面这道例题,相信只
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