安大编译原理实验内容

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1、安徽大学实验课程教案课程名称编译原理课程属性专业基础开课学年开课学期年级专业主讲教师课程所属院系部课程所属系(教研室)实验一名称Chomsky文法类型判断（RecognizingthetypeoftheChomskygrammar）一、背景资料1956年，N.Chomsky首先对形式语言进行了描述。N.Chomsky在对某些自然语言进行研究的基础上，提出了一种用于描述语言和文法的数学系统，按照对文法规则的不同定义形式，对语言和文法分成了4类，对每一类语言，让它与一种特定种类的自动机那样的识别器联系起来。形式语言理论的形成与发展，对计算机科学的发展是一个推动

2、，在程序设计语言的设计与编译实现以及计算复杂性等方面都有着重大影响。二、实验目的要求输入：一组任意的规则。输出：相应的Chomsky文法的类型。三、实验原理1．0型文法（短语文法）如果对于某文法G，P中的每个规则具有下列形式：u::=v其中u∈V＋，v∈V*，则称该文法G为0型文法或短语文法，简写为PSG。0型文法或短语结构文法的相应语言称为0型语言或短语结构语言L0。这种文法由于没有其他任何限制，因此0型文法也称为无限制文法，其相应的语言称为无限制性语言。任何0型语言都是递归可枚举的，故0型语言又称递归可枚举集。这种语言可由图灵机（Turning）来识别

3、。2．1型文法（上下文有关文法）如果对于某文法G，P中的每个规则具有下列形式：xUy::=xuy其中U∈VN；u∈V＋；x，y∈V*，则称该文法G为1型文法或上下文有关文法，也称上下文敏感文法，简写为CSG。1型文法的规则左部的U和右部的u具有相同的上文x和下文y，利用该规则进行推导时，要用u替换U，必须在前面有x和后面有y的情况下才能进行，显示了上下文有关的特性。1型文法所确定的语言为1型语言L1，1型语言可由线性有界自动机来识别。3．2型文法（上下文无关文法）如果对于某文法G，P中的每个规则具有下列形式：U::=u其中U∈VN；u∈V＋，则称该文法G为

4、2型文法或上下文无关文法，简写为CFG。按照这条规则，对于上下文无关文法，利用该规则进行推导时，无需考虑非终结符U所在的上下文，总能用u替换U，或者将u归约为U，显示了上下文无关的特点。2型文法所确定的语言为2型语言L2，2型语言可由非确定的下推自动机来识别。一般定义程序设计语言的文法是上下文无关的。如C语言便是如此。因此，上下文无关文法及相应语言引起了人们较大的兴趣与重视。4．3型文法（正则文法，线性文法）如果对于某文法G，P中的每个规则具有下列形式：U::=T或U::=WT其中T∈VT；U,W∈VN，则称该文法G为左线性文法。如果对于某文法G，P中的每

5、个规则具有下列形式：U::=T或U::=TW其中T∈VT；U,W∈VN，则称该文法G为右线性文法。左线性文法和右线性文法通称为3型文法或正则文法，有时又称为有穷状态文法，简写为RG。按照定义，对于正则文法应用规则时，单个非终结符号只能被替换为单个终结符号，或被替换为单个非终结符号加上单个终结符号，或者被替换为单个终结符号加上单个非终结符号。3型文法所确定的语言为3型语言L3，3型语言可由确定的有限状态自动机来识别。在常见的程序设计语言中，多数与词法有关的文法属于3型文法。可以看出，上述4类文法，从0型到3型，产生式限制越来越强，其后一类都是前一类的子集，而

6、描述语言的功能越来越弱，四类文法及其表示的语言之间的关系可表示为：0型1型2型3型；即L0L1L2L3四、仪器微机五、实验步骤（包括操作方法、数据处理）六、注意事项⑴文法的输入应简便。⑵指明是哪一类Chomsky文法，并给出相应的四元组形式：G=（VN，VT，P，S）。说明：简单起见，可以不考虑0型文法类。七、思考题3型文法和DFA、NFA、正规式的关系如何？实验二名称消除文法的左递归（Removingtheleftrecursionofthegrammar）一、背景资料一个文法是含有左递归的，如果存在非终结符PPPα含有左递归的文法将使上述的自上而下的分

7、析过程陷入无限循环，即当试图用P去匹配输入串时，就会出现在没有吃进任何输入符号的情况下，又得重新要求P去进行新的匹配。因此，使用自上而下分析法必须消除文法的左递归性。二、实验目的要求输入：任意的上下文无关文法。输出：消除了左递归的等价文法。三、实验原理1．直接左递归的消除消除产生式中的直接左递归是比较容易的。例如假设非终结符P的规则为P→Pα/β其中，β是不以P开头的符号串。那么，我们可以把P的规则改写为如下的非直接左递归形式：P→βP’P’→αP’/ε这两条规则和原来的规则是等价的，即两种形式从P推出的符号串是相同的。设有简单表达式文法G[E]：E→E+

8、T/TT→T*F/FF→（E）/I经消除直接左递归后得到如下文法：