编译2高级语言及其语法描述(zss).ppt-得力文库

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1、编译原理编译原理(第三版第三版)陈火旺等编著（2012201220122012年年年年9 9 9 9月月月月-12-12-12-12月）月）月）月）主讲：朱世松主讲：朱世松计算机学院计算机学院第二章第二章高级语言及其语法描述高级语言及其语法描述 n常用的高级语言常用的高级语言 FORTRANFORTRAN数值计算数值计算 COBOLCOBOL事务处理事务处理 PASCALPASCAL结构程序设计结构程序设计 ADAADA大型程序、嵌入式实时系统大型程序、嵌入式实时系统 PROLOGPROLOG逻辑程序设计逻辑程序设计 ALGOLALGOL算法语言算法语言 C/C+C/C+系统程序设计系统程序

2、设计 JavaJavaInternetInternet程序设计程序设计1/1/20232n与机器语言或汇编语言比较与机器语言或汇编语言比较，高级语言高级语言的的优点优点：较接近于数学语言和工程语言较接近于数学语言和工程语言，比较直观、比较直观、自然和易于理解自然和易于理解;便于验证其正确性便于验证其正确性，易于改错易于改错;编写效率高编写效率高;易于移植易于移植.1/1/202332.12.1 程序语言的定义程序语言的定义n程序语言由两方面定义：程序语言由两方面定义：语法语法语义语义 (语用语用-语言成分的使用方法语言成分的使用方法)1/1/20234一一.语法语法n程序本质上是一定字符集上的

3、字符串。程序本质上是一定字符集上的字符串。n语法语法：一组规则：一组规则，用它可以形成和产生一用它可以形成和产生一个个合式合式(well-formed)的程序的程序。1/1/20235n词法规则词法规则：单词符号的形成规则：单词符号的形成规则。单词符号是语言中具有独立意义的最基本结构单词符号是语言中具有独立意义的最基本结构。一般包括：常数、标识符、基本字、算符、界符一般包括：常数、标识符、基本字、算符、界符等。等。描述工具：有限自动机描述工具：有限自动机n语法规则语法规则：语法单位的形成规则：语法单位的形成规则。语法单位通常包括：表达式、语句、分程序、过语法单位通常包括：表达式、语句、分程序、

4、过程、函数、程序等程、函数、程序等;描述工具：上下文无关文法描述工具：上下文无关文法1/1/20236 EiEiEE+EEE+EEE*EEE*EE(E)E(E)n语法规则和词法规则定义了程序的的形语法规则和词法规则定义了程序的的形式结构。定义语法单位的意义属于语义式结构。定义语法单位的意义属于语义问题。问题。1/1/20237二二.语义语义n语义语义：一组规则：一组规则，用它可以定义一个程序用它可以定义一个程序的意义的意义。n描述方法：描述方法：自然语言描述：隐藏错误、二义性和不完整自然语言描述：隐藏错误、二义性和不完整性性形式描述：形式描述：F 操作语义操作语义(PL/1)(PL/1)F 指

5、称语义指称语义(ADA)(ADA)F 代数语义代数语义(PASCAL)(PASCAL)1/1/20238三程序语言的基本功能和层次结构三程序语言的基本功能和层次结构n程序语言的基本功能：描述数据和对数据程序语言的基本功能：描述数据和对数据的运算。的运算。n所谓程序，本质上说是描述一定数据的处所谓程序，本质上说是描述一定数据的处理过程。理过程。1/1/20239程序的层次结构：程序的层次结构：程序程序|子程序或分程序、过程、函数子程序或分程序、过程、函数|语句语句|表达式表达式|数据引用数据引用算符算符函数调用函数调用1/1/202310程序语言每个组成成分的逻辑和实现意义程序语言每个组成成

6、分的逻辑和实现意义 n抽象的逻辑的意义抽象的逻辑的意义数学意义数学意义 n计算机实现的意义计算机实现的意义具体实现具体实现1/1/2023112.2 2.2 高级语言的一般特性高级语言的一般特性 2.2.1 2.2.1 高级语言的分类高级语言的分类强制式语言强制式语言(Imperative(Imperative LangugeLanguge)也称过程式语言：也称过程式语言：命令驱动，面向语句命令驱动，面向语句nFORTRANFORTRAN、C C、PascalPascal，AdaAda 应用式语言应用式语言（Applicative LanguageApplicative Language）：

7、）：注重程序注重程序所表示的功能，而不是一个语句接一个语句地执行所表示的功能，而不是一个语句接一个语句地执行nLISPLISP、ML ML 1/1/202312基于规则的语言基于规则的语言（Rule-based LanguageRule-based Language）：）：检查检查一定的条件，当它满足值，则执行适当的动作一定的条件，当它满足值，则执行适当的动作nProlog Prolog 面向对象语言面向对象语言（Object-Oriented LanguageObject-Oriented Language）：）：封封装性装性、继承性继承性和和多态性多态性nSmalltalkSmalltal

8、k，C+C+，Java Java 1/1/2023132.2.2 2.2.2 程序结构程序结构n FORTRANFORTRAN一个程序由一个主程序段和若干辅程序段组成。一个程序由一个主程序段和若干辅程序段组成。辅程序段可以是子程序、函数段或数据块。辅程序段可以是子程序、函数段或数据块。每个程序段有一系列的说明语句和执行语句组成。每个程序段有一系列的说明语句和执行语句组成。各段可以独立编译。各段可以独立编译。模块结构，没有嵌套和递归模块结构，没有嵌套和递归各程序段中的名字相互独立各程序段中的名字相互独立，同一个标识符在不，同一个标识符在不同的程序段中代表不同的名字同的程序段中代表不同的名字。1/

9、1/202314主程序主程序 PROGRAM PROGRAM end end辅程序辅程序1 1 SUBROUTINE SUBROUTINE end end辅程序辅程序2 2 FUNCTION FUNCTION end end1/1/202315nPASCALPASCAL程序本身可以看成是一个操作系程序本身可以看成是一个操作系统所调用的过程，过程可以嵌套和递归。统所调用的过程，过程可以嵌套和递归。一个一个PASCAL过程：过程：过程头；过程头；说明段（由一系列的说明语句组成）；说明段（由一系列的说明语句组成）；begin执行体（由一系列的执行语句组成）；执行体（由一系列的执行语句组成）；end1

10、/1/202316作用域作用域：一个名字能被使用的区域范围：一个名字能被使用的区域范围称作这个名字的作用域。称作这个名字的作用域。允许同一个标识符在不同的过程中代表允许同一个标识符在不同的过程中代表不同的名字。不同的名字。名字作用域规则名字作用域规则-最近嵌套原则最近嵌套原则 n一个在子程序一个在子程序B1中说明的名字中说明的名字X只在只在B1中中有效（局部于有效（局部于B1）；）；n如果如果B2是是B1的一个内层子程序且的一个内层子程序且B2中对中对标识符标识符X没有新的说明，则原来的名字没有新的说明，则原来的名字X在在B2中仍然有效。如果中仍然有效。如果B2对对X重新作了说明，重新作了说明

11、，那么，那么，B2对对X的任何引用都是指重新说明的任何引用都是指重新说明过的这个过的这个X。1/1/202317program main var A,B:real;procedure P1 var B:boolean;begin end procedure P2 var A:integer;begin endbegin endA(real)B(real)B(bool)A(integer)1/1/202318PASCAL提供了丰富的数据类型和运算提供了丰富的数据类型和运算方式，它允许用户动态地申请和退还存方式，它允许用户动态地申请和退还存贮空间。贮空间。1/1/202319nADA程程序序包包(

12、package)：把把数数据据和和操操作作代代码码封封装装在在一起，支持数据抽象。一起，支持数据抽象。一个程序包分为两部分：一个程序包分为两部分：n可见的规范说明部分，它定义了程序包外面可以访可见的规范说明部分，它定义了程序包外面可以访问的对象。问的对象。n程序包体，它实际定义程序包的实现细节。程序包体，它实际定义程序包的实现细节。1/1/202320packageSTACKSistypeELEMisprivate;typeSTACKislimitedprivate;procedurepush(S:inoutSTACK;E:inELEM);procedurepop(S:inoutSTACK;E

13、:outELEM);endSTACK;packagebodySTACKSisprocedurepush(S:inoutSTACK;E:inELEM);begin实现细节实现细节endpush;procedurepop(S:inoutSTACK;E:outELEM);begin实现细节实现细节endpop;end;1/1/202321nJAVAJava是一种面向对象的高级语言是一种面向对象的高级语言n类（类（Class）n继承继承(Inheritance)n多态性多态性(Polymorphism)和动态绑定和动态绑定(Dynamic binding)1/1/202322classCarintco

14、lor_number;intdoor_number;intspeed;push_break()add_oil()classTrash_Carextendscardoubleamount;fill_trash()1/1/2023232.2.3 2.2.3 数据类型与操作数据类型与操作 n一个数据类型通常包括以下三种要素：一个数据类型通常包括以下三种要素：用于区别这种类型数据对象的属性用于区别这种类型数据对象的属性这种类型的数据对象可以具有的值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可以作用于这种类型的数据对象的操作1/1/2023242.2.3 2.2.3 数据类型与操作

15、数据类型与操作一初等数据类型一初等数据类型数值类型：整型、实型、复数、双精度，数值类型：整型、实型、复数、双精度，运算：运算：+，-，*，/等等逻辑类型：布尔运算：逻辑类型：布尔运算：，字符类型：符号处理字符类型：符号处理指针类型指针类型1/1/202325标识符与名字标识符与名字n标识符标识符：以字母开头的：以字母开头的，由字母数字组成由字母数字组成的字符串的字符串。n标识符标识符与与名字名字两者有本质区别：两者有本质区别：标识符标识符是语法概念是语法概念名字名字有确切的意义和属性有确切的意义和属性1/1/202326标识符与名字标识符与名字n名字：名字：值：单元中的内容值：单元中的内容属

16、性：类型和作用域属性：类型和作用域n名字的性质的说明方式：名字的性质的说明方式：由说明语句来明确规定的由说明语句来明确规定的隐含说明：隐含说明：FORTRAN FORTRAN 以以I,J,K,NI,J,K,N为首的名字为首的名字代表整型，否则为实型。代表整型，否则为实型。动态动态确定：确定：“走到哪里，是什么，算什么走到哪里，是什么，算什么”（运行时才能确定）（运行时才能确定）1/1/202327二二数据结构数据结构1 1 数组数组n逻辑上，数组是由同一类型数据所组成逻辑上，数组是由同一类型数据所组成的某种的某种n n维矩形结构，沿着每一维的距离，维矩形结构，沿着每一维的距离，称为称为下标下

17、标。数组可变与不可变：编译时能否确定其存贮数组可变与不可变：编译时能否确定其存贮空间的大小。空间的大小。访问：给出数组名和下标值访问：给出数组名和下标值存放方式存放方式:按行存放按行存放,按列存放按列存放1/1/202328数组元素地址计算数组元素地址计算n数组数组A10,20A10,20的的A1A1，11为为a a，各维下标各维下标为为1 1，按行存放，那么按行存放，那么AiAi，jj地址为：地址为：a+(i-1)*20+(j-1)a+(i-1)*20+(j-1)1/1/202329内情向量内情向量n把数组的有关信息记录在一个把数组的有关信息记录在一个“内情向内情向量量”中，每个数组的内情向

18、量必须包括：中，每个数组的内情向量必须包括：维数，各维的上、下限，首地址，以及维数，各维的上、下限，首地址，以及数组（元素）的类型。数组（元素）的类型。1/1/2023302 2 记录记录n逻辑上说，记录结构由已知类型的数据组合逻辑上说，记录结构由已知类型的数据组合在一起的一种结构。在一起的一种结构。recordcharNAME20;integerAGE;boolMARRIED;CARD1000n访问：复合名访问：复合名 CARDk.NAMECARDk.NAMEn存储：连续存放存储：连续存放n域的地址计算：相对于记录结构起点的相对域的地址计算：相对于记录结构起点的相对数数OFFSETOFFSE

19、T。1/1/2023313 3 字符串、表格、栈字符串、表格、栈n字符串：符号处理、公式处理字符串：符号处理、公式处理n表格：本质上是一种记录结构表格：本质上是一种记录结构n线性表：一组顺序化的记录结构线性表：一组顺序化的记录结构n栈：一种线性表，后进先出，栈：一种线性表，后进先出，POP,PUSHPOP,PUSH1/1/202332三三抽象数据类型抽象数据类型 n一个抽象数据类型包括：一个抽象数据类型包括：数据对象的一个集合；数据对象的一个集合；作用于这些数据对象的抽象运算的集合；作用于这些数据对象的抽象运算的集合；这这种种类类型型对对象象的的封封装装，即即，除除了了使使用用类类型型中中所

20、所定定义义的运算外，用户不能对这些对象进行操作。的运算外，用户不能对这些对象进行操作。n程序设计语言对抽象数据类型的支持程序设计语言对抽象数据类型的支持Ada语语言言通通过过程程序序包包（package）提提供供了了数数据据封封装装的支持的支持Smalltalk、C+和和Java语语言言则则通通过过类类（Class）对对抽象数据类型提供支持。抽象数据类型提供支持。1/1/2023332.2.4 2.2.4 语句与控制结构语句与控制结构一表达式一表达式表达式由运算量（也称操作数，即数据引用或表达式由运算量（也称操作数，即数据引用或函数调用）和算符（操作符）组成。函数调用）和算符（操作符）组成。形

21、式：中缀、前缀、后缀形式：中缀、前缀、后缀 X*Y -A PX*Y -A P1/1/202334n表达式形成规则（表达式形成规则（p23）（1 1）变量（包括下标变量）、常数是表达式；）变量（包括下标变量）、常数是表达式；（2 2）若）若E1E1、E2E2为表达式，为表达式，为二元算符，则为二元算符，则 E1 E2 E1 E2 为表达式；为表达式；（3 3）若）若E E为表达式，为表达式，为一元算符，则为一元算符，则EE为表达式；为表达式；（4 4）若）若E E为表达式，则（为表达式，则（E)E)是表达式。是表达式。1/1/202335算符的优先次序算符的优先次序n一般的规定一般的规定PASC

22、ALPASCAL：左结合左结合A+B+C=(A+B)+CFORTRANFORTRAN：对于满足左、右结合的算符可任对于满足左、右结合的算符可任取一种，如取一种，如A+B+CA+B+C就可以处理成就可以处理成(A+B)+C(A+B)+C，也也可以处理成可以处理成A+(B+C)A+(B+C)。n注意两点注意两点：代数性质能引用到什么程度视具体的语言不代数性质能引用到什么程度视具体的语言不同而不同；同而不同；在数学上成立的代数性质在计算机上未必完在数学上成立的代数性质在计算机上未必完全成立。全成立。1/1/202336二语句二语句n赋值语句：赋值语句：A:=BA:=B 名字特征：名字特征：(了解了解

23、)左值左值：该名字代表的那个单元（地址）称为该：该名字代表的那个单元（地址）称为该名字的左值。名字的左值。(所代表的存贮单元的地址所代表的存贮单元的地址)右值右值：一个名字的值称为该名字的右值。：一个名字的值称为该名字的右值。(所所代表的存贮单元的内容代表的存贮单元的内容)1/1/202337n控制语句：控制语句：l无条件转移语句无条件转移语句 goto Ll条件语句条件语句 if B then S if B then S1 else S2l循环语句循环语句 while B do S repeat S until B for i:=E1 step E2 until E3 do Sl过程调用语句

24、过程调用语句 call P(X1,X2,.,Xn)l返回语句返回语句 return(E)1/1/202338n说明语句：定义各种不同数据类型的变量说明语句：定义各种不同数据类型的变量或运算，定义名字的性质。或运算，定义名字的性质。1/1/202339简单句和复合句简单句和复合句n简单句：不包含其他语句成分的基本句简单句：不包含其他语句成分的基本句n复合句：句中有句的语句复合句：句中有句的语句1/1/202340复习：程序语言的定义复习：程序语言的定义n程序语言由两方面定义：程序语言由两方面定义：语法语法：一组规则：一组规则，用它可以形成和产生一个合用它可以形成和产生一个合式式(well-for

25、med)的程序的程序n词法规则词法规则：单词符号的形成规则：单词符号的形成规则。常数、标识符、基本字、算符、界符等。常数、标识符、基本字、算符、界符等。有限自动机有限自动机n语法规则语法规则：语法单位的形成规则：语法单位的形成规则。表达式、语句、分程序、过程、函数、程序等表达式、语句、分程序、过程、函数、程序等;上下文无关文法上下文无关文法语义语义:一组规则一组规则，用它可以定义一个程序的意义用它可以定义一个程序的意义1/1/202341复习：程序语言的基本功能和层次结构复习：程序语言的基本功能和层次结构n程序语言的基本功能：描述数据和对数据的运算。程序语言的基本功能：描述数据和对数据的运算。

26、n所谓程序，本质上说是描述一定数据的处理过程。所谓程序，本质上说是描述一定数据的处理过程。程序程序|子程序或分程序、过程、函数子程序或分程序、过程、函数|语句语句|表达式表达式|数据引用数据引用算符算符函数调用函数调用1/1/202342复习：复习：高级语言的一般特性高级语言的一般特性 n高级语言的分类高级语言的分类 n程序结构程序结构n数据类型与操作数据类型与操作初等数据类型初等数据类型数据结构数据结构抽象数据类型抽象数据类型n语句与控制结构语句与控制结构1/1/2023432.32.3 程序语言的语法描述程序语言的语法描述 n几个概念几个概念:考虑一个考虑一个有穷有穷字母表字母表字

27、符集字符集其中每一个元素称为一个其中每一个元素称为一个字符字符上的上的字字(也叫也叫字符串字符串)是指由是指由中的字符所中的字符所构成的一个有穷序列构成的一个有穷序列不包含任何字符的序列称为不包含任何字符的序列称为空字空字，记为，记为用用*表示表示上的所有字的全体上的所有字的全体,包含空字包含空字例如例如:设设 =a=a，bb，则则 *=,a,b,aa,ab,ba,bb,aaa,.,a,b,aa,ab,ba,bb,aaa,.1/1/202344n*的子集的子集U和和V的的连接连接（积积）定义为）定义为UV|U&V n设：设：U a,aa V b,bb 那么：那么：UV=ab,abb,aab,a

28、abb VU=？1/1/202345n*的子集的子集U和和V的的连接连接（积积）定义为）定义为UV|U&V nV自身的自身的 n次次积积记为记为Vn=VVVn规定规定V0=，令令 V*=V0 V1 V2 V3 称称V*是是V的的闭包闭包;n记记 VVV*，称，称V+是是V的正规闭包。的正规闭包。1/1/202346n设：设：U a,aa n那么：那么：U*=,a,aa,aaa,aaaa,U=a,aa,aaa,aaaa,n注意：注意：空集空集、|1/1/2023472.3.1 2.3.1 上下文无关文法上下文无关文法n文法文法：描述语言的语法结构的形式规则描述语言的语法结构的形式规则nHega

29、vemeabook.He He me me book book a a gave gave1/1/202348 He me book a gave He He He gave He gave He gave me He gave me He gave me a He gave me a book1/1/202349n上下文无关文法的定义上下文无关文法的定义：一个上下文无关文法一个上下文无关文法G G是一个四元式是一个四元式 G=(VG=(VT T，V VN N，S S，P)P)，其中其中V VT T：终结符集合终结符集合(非空非空)V VN N：非终结符集合非终结符集合(非空非空)，且，且V

30、VT T V VN N=S S：文法的开始符号，文法的开始符号，S S V VN NP P：产生式集合产生式集合(有限有限)，每个产生式形式为，每个产生式形式为P P，P P V VN N，(V VT T V VN N)*开始符开始符S S至少必须在某个产生式的左部出现至少必须在某个产生式的左部出现一次。一次。组成语言的不可再分基本符号能派生出符号或符号串的那些符号1/1/202350n例，定义只含例，定义只含+，*的算术表达式的文法的算术表达式的文法 G=，其中，其中，P由下列产生式组成：由下列产生式组成：E iE E+EE E*EE (E)1/1/202351n几点规定：几点规定：“”也可

32、“或或”，称为，称为P的一个候选式。的一个候选式。表示一个文法时，通常只给出开始符号和产生式，表示一个文法时，通常只给出开始符号和产生式，如上例，可表示为：如上例，可表示为：G(E)：E i|E+E|E*E|(E)n例，定义只含例，定义只含+，*的算术表达式的文法的算术表达式的文法 G=，其中，其中，P由下列产生式组成：由下列产生式组成：E iE E+EE E*EE (E)1/1/202353n定义：称定义：称 A 直接推出直接推出，即，即 A 仅当仅当A 是一个产生式，是一个产生式，且且，(VT VN)*。n如果如果 1 2 n，则我们称这个序则我们称这个序列是从列是从 1到到 n的一个的一

33、个推导推导。若存在一个从。若存在一个从 1到到 n的推导，则称的推导，则称 1可以可以推导推导出出 n。n对文法对文法G(E)：E i|E+E|E*E|(E)E (E)(E+E)(i+E)(i+i)1/1/202354n通常，用通常，用表示：从表示：从 1 1出发，经过出发，经过一步或若干步，可以推出一步或若干步，可以推出 n n。（。（推导推导）用用表示：从表示：从 1 1出发，经过出发，经过0 0步或步或若干步，可以推出若干步，可以推出 n n。（。（广义推导广义推导）所以所以：即即或或naa+11/1/202355q定义：假定定义：假定G G是一个文法，是一个文法，S S 是它的

34、开始符号。是它的开始符号。如果如果，则称，则称是一个是一个句型句型。仅含终结。仅含终结符号的句型是一个符号的句型是一个句子句子。文法。文法G G所产生的句子的全所产生的句子的全体是一个体是一个语言语言，将它记为，将它记为 L(G)L(G)。1/1/202356n例：例：(i*i+i)是文法是文法 G(E)：E i|E+E|E*E|(E)的一个句子。的一个句子。证明：证明：E (E)(E+E)(E*E+E)(i*E+E)(i*i+E)(i*i+i)E，(E)，(E*E+E)，(i*i+i)是句型。是句型。1/1/202357q例：文法例：文法G1(A)：A c|AbG1(A)的语言的语言?L

36、E+EE+ii+in最左推导最左推导：任何一步：任何一步都是对都是对中的最中的最左非终结符进行替换。左非终结符进行替换。最右推导最右推导：任何一步：任何一步都是对都是对中的最中的最右非终结符进行替换。右非终结符进行替换。1/1/2023622.3.2 2.3.2 语法树与二义性语法树与二义性n用一张图表示一个句型的推导用一张图表示一个句型的推导,称为语法树。称为语法树。n(i*i+i)(i*i+i)的语法树的语法树E(E)(E+E)(E*E+E)(i*E+E)(i*i+E)(i*i+i)E(E)(E+E)(E+i)(E*E+i)(E*i+i)(i*i+i)一棵语法树是不同推导过程的共性

37、抽象。一棵语法树是不同推导过程的共性抽象。G(E)：E i|E+E|E*E|(E)(i*i+i)1/1/202363n如果使用最左如果使用最左(右右)推导，则一个最左推导，则一个最左(右右)推导与语法树一一对应。推导与语法树一一对应。n一个句型是否只对应唯一一棵语法树？一个句型是否只对应唯一一棵语法树？1/1/202364n定义定义：如果一个文法存在某个句子对应两如果一个文法存在某个句子对应两颗不同的语法树颗不同的语法树，则说这个则说这个文法是二义的文法是二义的。G(E)：E i|E+E|E*E|(E)是二义文法。是二义文法。n语言语言的二义性：一个的二义性：一个语言是二义性的语言是二义性的，

38、如，如果对它不存在无二义性的果对它不存在无二义性的文法文法。可能存在可能存在G和和G，一个为二义的，一个为无二一个为二义的，一个为无二义的。但义的。但L(G)=L(G)n二义性问题是不可判定问题，即不存在一二义性问题是不可判定问题，即不存在一个算法，它能在有限步骤内，确切地判定个算法，它能在有限步骤内，确切地判定一个文法是否是二义的。一个文法是否是二义的。n可以找到一组无二义文法的充分条件。可以找到一组无二义文法的充分条件。1/1/202365二义文法：二义文法：G(E)：E i|E+E|E*E|(E)表达式表达式项项|表达式表达式+项项项项因子因子|项项*因子因子因子因子 (表达式表达式

39、)|i无二义文法：无二义文法：G(E)：E T|E+T T F|T*F F (E)|i1/1/202366)EEEFFTTTTi+*(EFiiE T F (E)(E+T)(T+T)(T*F+T)(F*F+T)(i*F+T)(i*i+T)(i*i+F)(i*i+i)考虑句子考虑句子(i*i+i)1/1/202367n描述程序设计语言时，对于上下文无关文描述程序设计语言时，对于上下文无关文法的限制法的限制：1 1 不含不含P PP P形式的产生式形式的产生式2 2 每个非终结符每个非终结符P P必须有用处必须有用处即：即：1/1/2023682.3.3 2.3.3 形式语言鸟瞰形式语言鸟瞰nCh

40、omsky于于1956年建立形式语言体系，年建立形式语言体系，他把文法分成四种类型：他把文法分成四种类型：0，1，2，3型。型。n与上下文无关文法一样，它们都由四部与上下文无关文法一样，它们都由四部分组成，但对产生式的限制有所不同。分组成，但对产生式的限制有所不同。1/1/2023690型型(短语文法，图灵机短语文法，图灵机)：产生式形如：产生式形如：其中：其中：(VT VN)*且至少含有一个非终结且至少含有一个非终结符；符；(VT VN)*1型型(上下文有关文法，线性界限自动机上下文有关文法，线性界限自动机)：产生式形如：产生式形如：其中：其中：|，仅，仅 S 例外。例外。(A )1/1/2

41、023702型型(上下文无关文法，非确定下推自动机上下文无关文法，非确定下推自动机)：产生式形如：产生式形如：A 其中：其中：A VN；(VT VN)*。3型型(正规文法，有限自动机正规文法，有限自动机)：产生式形如：产生式形如：A B 或或 A 其中：其中：VT*；A，B VN 产生式形如：产生式形如：A B 或或 A 其中：其中：VT*；A，B VN右线性文法右线性文法左线性文法左线性文法1/1/202371四种类型描述能力比较四种类型描述能力比较0型1型2型3型1/1/202372nL5=anbn|n 1 不能由正规文法产生，但不能由正规文法产生，但可由上下文无关文法产生：可由上下文无关

42、文法产生：G5(S)：S aSb|abnL6=anbncn|n 1不能由上下文无关文法不能由上下文无关文法产生，产生，但但可由上下文有关文法产生：可由上下文有关文法产生：G6(S)：S aSBC|aBC CB BC aB ab bB bb bC bc cC cc1/1/202373n程序设计语言不是上下文无关语言，甚至程序设计语言不是上下文无关语言，甚至不是上下文有关语言不是上下文有关语言。nL7=c|(a|b)*不能由上下文无关不能由上下文无关文法产生，甚至连上下文有关文法也不能文法产生，甚至连上下文有关文法也不能产生，只能由产生，只能由0 0型文法产生。型文法产生。标识符引用标识符引用过程调用过程中，过程调用过程中，形形-实参数地对应性实参数地对应性(如如个数，顺序和类型一致性个数，顺序和类型一致性)n现今程序设计语言的语言结构，用上下文现今程序设计语言的语言结构，用上下文无关文法描述就足够了。无关文法描述就足够了。1/1/202374作业nP36-6，7，8，9，10，111/1/202375

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