《天津大学编译原理讲义-part2高级语言及其语法描述概要》由会员分享，可在线阅读，更多相关《天津大学编译原理讲义-part2高级语言及其语法描述概要（38页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、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 , , , , 表示由终结符或非终结符构成的符号串 在产生式A中， A 是产生式的左边(lefthand side,LHS) 是产生式的右边( ri
2、ghthand side, RHS) A1|n 表示产生式 A 1 , A n,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
3、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
4、（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
5、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VNVT=。通常V表示VNVT，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= S0S1, S01 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 如是文法G=(VN, VT, P, S)的规则(或说是P中第一个产生式)，和是V*中的任意符号串，若有符号串v，w满足：v=，w=，则说v（应用规则）直接产生w，或说w是v的直接推导。 （v=w） 例：GS： S0S1， S01
6、S 0S1 00S11 000S111 00001111,G,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GS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GS的句型。若x只由终结符号组成，则称x为GS的句子。 定
7、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xVT *。可用L(G)表示该集合。 例：G： S0S1， S01 S 0S1 00S11 000S111 00001111 L(G) = 0n1n | n1,关于文法的定义（续）,定义3.7 若L(G1) = L(G2)，则称文法G1和G2是等价的。 例1：如文法G1A：A0R 与G2S： S0S1 等价 A01 S01 RA1 例2：G1E: E i 与 G2E：E T|E+T等价 E E+E T F|T*F E E*E F （E）|i E (E),文法的类型,Chomsky将文法分为四种类型： 0型文法：对
8、任一产生式，都有(VNVT)+， (VNVT)* 1型文法：对任一产生式，都有|， 仅仅 除外 2型文法：对任一产生式，都有VN ， (VNVT)* 3型文法：任一产生式的形式都为AaB或Aa，其中AVN ，BVN ，aVT。上述叫做右线性文法，另有左线性文法，二者等价。,文法的类型举例,1型（上下文有关）文法 文法GS： SCD AbbA CaCA BaaB CbCB BbbB ADaD C BDbD D AabD L(G)=ww|wa,b*,文法的类型举例,2型（上下文无关）文法 文法GS： SaB|bA Aa|aS|bAA Bb|bS|aBB 文法GS： S0A|1B|0 A0A|1B|
9、0S B1B|1|0,文法的类型举例,定义标识符的3型（正规）文法 文法GI： I lT I l T lT T dT T l T d,文法和语言,0型文法 0型文法（短语文法）的能力相当于图灵机，可以表征任何递归可枚举集，而且任何0型语言都是递归可枚举的 1型文法（上下文有关文法） 产生式的形式为1A212，即只有A出现在1和2的上下文中时，才允许取代A。其识别系统是线性界限自动机。 2型文法（上下文无关文法） 产生式的形式为A，取代A时与A的上下文无关。其识别系统是不确定的下推自动机。 3型文法（正则文法） 产生的语言是有穷自动机（FA）所接受的集合,上下文无关文法,上下文无关文法有足够的能
10、力描述现今程序设计语言的语法结构 算术表达式 语句 赋值语句 条件语句 读语句 文法G=(E, +,*,I,(,), P, E ifthen P: E i | ifthenelse E E+E E E*E E (E),上下文无关文法的语法树,用于描述上下文无关文法的句型推导的直观方法,例: GS: SaAS ASbA ASS Sa Aba,S a A S S b A b a,句型aabbaa的语法树（推导树）,叶子结点：树中没有子孙的结点。 从左到右读出推导树的叶子标记，所得的句型为推导树的结果。也把该推导树称为该句型的语法树。,a,a,上下文无关文法的语法树,推导过程中施用产生式的顺序,例:
11、 GS: SaAS ASbA ASS Sa Aba,SaASaAaaSbAaaSbbaaaabbaa SaASaSbASaabASaabbaSaabbaa SaASaSbASaSbAaaabAaaabbaa,文法的二义性,最左（最右）推导：在推导的任何一步，其中、是句型，都是对中的最左（右）非终结符进行替换 最右推导被称为规范推导。 由规范推导所得的句型称为规范句型,文法的二义性,例：GE: E i E E+E E E*E E (E),句型 i*i+i 的两个不同的最左推导： 推导1：E E+E E*E+E i*E+E i*i+E i*i+i 推导2：E E*E i*E i*E+E i*i+E i*i+i,文法的二义性,若一个文法存在某个句子对应两棵不同的语法树，则称这个文法是二义的。或者，若一个文法存在某个句子有两个不同的最左（右）推导，则称这个文法是二义的。 部分二义文法可以改造为无二义文法 GE: E i GE：E T|E+T E E+E T F|T*F E E*E F （E）|i E (E) 规定优先顺序（T）和结合律（左递归）,Thanks for your time! Questions & Answers,
