程序设计语言基础知识

编译过程

词法分析：对源程序从前到后（从左至右）逐个字符地扫描，从而识别出一个个"单词"符号。

语法分析：判断语法是否出错，如表达式、循环语句、程序等。

语义分析：检查如赋值语句左右是否匹配，是否有零除数等。

文法

G={V_t*V_n*S*P}

V_t是一个非空有限的符号集合，它的每个元素称为终结符。

V_n是一个非空有限集合的符号，它的每个元素称为非总结符。

S称为文法G的开始符号。

P是一个非空有限集合，它的元素称为产生式。

1型文法：又称为上下文有关文法。

2型文法：又称为上下文无关文法。

3型文法：又称为正规文法，使用最多。

0型文法：短语文法。

有限自动机

计算机控制系统的控制程序具有有限状态自动机（FA）的特征，可以用有限状态机理论来描述。

确定有限自动机（DFA）

自动机的每个状态都有对字母表中所有符号的转移。

非确定有限自动机（NFA）

自动机的状态对字母表中的每个符号可以有也可以没有转移，对一个符号甚至可以有多个转移。

（1）确定的有限自动机DFA

S是一个有限状态集合。

是一个字母表，输入字符的集合。

f是从S*àS上的单值部分映像。f(A,a)=Q表示当前状态为A，输入为a时，将转换到下一状态Q，称Q为A的一个后继状态。

S₀S，是唯一的初态。

ZS，是一个终态集。

已知有DFA M1=({s₀,s₁,s₂,s₃},{a,b},f,S,{s₃})

（2）不确定的有限自动机NFA

S是一个有限状态集合。

是一个字母表，输入字符的集合。

f是从S*àS上的单值部分映像。f(A,a)=Q表示当前状态为A，输入为a时，将转换到下一状态Q，称Q为A的一个后继状态。

S₀S，是一个非空初态集。

ZS，是一个终态集。

正规式

下面文法G[S]它无法识别（D），次文法对应正规式为（C）。

G[S]:

SàaA|bB

AàbS|b

BàaS|a

（1）A．ababab    B.bababa    C.abbaab    D.babba

（2）A．(a|b)*    B.(ab)*        C.(ab|ba)*    D.(ab)*b*

解析：

SàaAàabSàabaAàababSà(ab)*

SàbBàbaSàbabBàbabaSà(ba)*

SàaAàabSàabbBàabbaSàabbaaAàabbaabà(ab|ba)*

下图所示为一个有限自动机（其中，A是初态，C是终态），该自动机识别的语言可用正规式（C）表示。

A.0000        B.1111        C.0101        D.1010

对于以下编号为 j，k，l的正规式，正确的说法是（C）。

j(aa*|ab)*b        k(a|b)*b    l((a|b)*|aa)*b

A.正规式j，k等价        B.正规式j，l等价

C．正规式k，l等价        D.正规式j，k，l互不等价

语法树

以图示化形式把句子分解成各个组成部分，以分析句子的语法结构。语法树表示法与文法规则完全一致。但更为直观和完整。

满足下列条件的数称为文法G的语法树：

（1）每个节点用G的一个终结符或非终结符标记。

（2）根结点用文法开始符号S标记。

（3）内部结点一定是非终结符。若某个内部结点A有n个分支，且其所有子节点从左至右依次标记为X1,X2,…,Xn，则AàX1,X2,…,Xn一定是G的一条产生式；

（4）若某一结点n至少有一个它自己除外的子孙，并且有标记A，则A一定在非终结符中。

文法G=({a,b},{S,A},S,P)，其中：SàaAS|a，AàSbA|SS|ba。请构造句型aabAa的推导树。

解析：

SàaASàa(SbA)Sàa(abA)a

中间代码表达式

前缀表达式（+ab）

中缀表达式（a+b）

后缀表达式（ab+）

例如，表达式(a-b)*(c+5)的后缀是（D）。

A.abc5+*-    B.ab-c+5*

C.abc-*5+    D.ab-c5+*

解析：从左至右，从下至上。ab-c5+*