编译原理课程第3讲.ppt

1、温故知新 源程序字符流 顺序组合 词法单元 词法记号 模式 非形式化描述 形式化描述 正规式 字母 组合 串 语言 集合 集合 字母表 名字 连接 指数 和 LUM 连接 LM 闭包 L* 正闭包 L+ ? 计算机实现 状态转换图 2.2 词法记号的描述与识别 2.2.4 转换图 关系算符的转换图 0 5 1 6 2 4 8 3 7 return(relop, LE) return(relop, NE) return(relop, LT) return(relop, GE) return(relop, GT) return(relop, EQ) 开始 = = * * other other r

2、elop | | = 2.2 词法记号的描述与识别 标识符和保留字的转换图 9 10 11 开始 letter other * letter或 digit return(install_id( ) id letter (letter | digit )* 1、检查保留字表，如果在表中发现该词法单元则返回相应的记号并退出，否则转向 2 2、该词法单元是标识符，在符号表中查找，若找到该词法单元则返回该条目的指针并退出，否则执行 3 3、在符号表中建立一个新的条目，把该词法单元填入，并返回此新条目的指针 2.2 词法记号的描述与识别 无符号数的转换图 开始 19 12 13 14 15 16 17

3、18 digit digit digit digit digit digit other . E +/ E digit other other return( install_num( ) ) * num digit+ (.digit+)? (E (+ | )? digit+)? 2.2 词法记号的描述与识别 空白 的转换图 delim blank | tab | newline ws delim+ 21 22 开始 delim other * delim 20 2.3 有 限 自 动 机 正规式 计算机实现 状态转换图 ？ 有限自动机 不确定有限自动机 确定有限自动机 等价 2.3 有 限

4、自 动 机 识别器：是一个程序，取串 x作为输入，当x是语言的句子时，它回答“是”，否则回答“不是”。 状态转换图（有限自动机） 识别器 确定 /不确定有限自动机 时空权衡问题 确定 有限自动机 ：快，空间大 2.3 有 限 自 动 机 2.3.1 不确定的有限自动机 （ 简称 NFA） 一个数学模型 ， 它包括 : 状态集合 S； 输入符号集合 ； 转换函数 move : S () P(S)； 状态 s0是开始状态； F S是接受状态集合 。 1 2 开始 a 0 a b b 识别语言 (a|b)*ab 的 NFA 缺点： 1、输入字符包括 2、一个状态对于某个字符，可能有多条输出边 2.3

5、 有 限 自 动 机 1 2 开始 a 0 a b b 识别语言 (a|b)*ab 的 NFA 输 入 符 号 a b 0 0, 1 0 1 2 2 状 态 NFA的转换表 优点：快速定位 缺点：字母表过大或大部分转换状态为空集时浪费空间 2.3 有 限 自 动 机 例 识别 aa*|bb*的 NFA 1 2 开始 a 0 a b b 3 4 2.3 有 限 自 动 机 2.3.2 确定的有限自动机（简称 DFA) 一个数学模型，包括： 状态集合 S； 输入字母表 ； 转换函数 move : S S； 唯一的初态 s S； 终态集合 F S； 1 2 开始 a 0 a b b a b 识别语言

6、 (a|b)*ab 的 DFA 优点： 1、输入字符不包括 2、一个状态对于某个字符，只可能存在唯一条输出边 2.3 有 限 自 动 机 2.3.3 NFA到 DFA的变换 子集构造法 DFA的一个状态是 NFA的一个状态集合 读了输入 a1 a2 an后 ， NFA能到达的所有状态： s1, s2, , sk， 则 DFA到达状态 s1, s2, , sk 1 2 开始 a 0 a b b 2.3.3 NFA到 DFA的变换 子集构造法 1、 DFA的一个状态是 NFA的一个状态集合 2、读了输入 a1 a2 an后 ， NFA能到达的所有状态： s1, s2, , sk， 则 DFA到达状

7、态 s1, s2, , sk 1 2 a 开始 0 a b b 0 0, 1 a 2.3 有 限 自 动 机 2.3.3 NFA到 DFA的变换 子集构造法 1、 DFA的一个状态是 NFA的一个状态集合 2、读了输入 a1 a2 an后 ， NFA能到达的所有状态： s1, s2, , sk， 则 DFA到达状态 s1, s2, , sk 1 2 a 开始 0 a b b 0 0, 1 a b 2.3 有 限 自 动 机 2.3.3 NFA到 DFA的变换 子集构造法 1、 DFA的一个状态是 NFA的一个状态集合 2、读了输入 a1 a2 an后 ， NFA能到达的所有状态： s1, s2

8、, , sk， 则 DFA到达状态 s1, s2, , sk 1 2 a 开始 0 a b b 0 0, 1 a b a 2.3 有 限 自 动 机 2.3.3 NFA到 DFA的变换 子集构造法 1、 DFA的一个状态是 NFA的一个状态集合 2、读了输入 a1 a2 an后 ， NFA能到达的所有状态： s1, s2, , sk， 则 DFA到达状态 s1, s2, , sk 1 2 a 开始 0 a b b 0 0, 1 a b a 0, 2 b 2.3 有 限 自 动 机 2.3.3 NFA到 DFA的变换 子集构造法 1、 DFA的一个状态是 NFA的一个状态集合 2、读了输入 a1

9、 a2 an后 ， NFA能到达的所有状态： s1, s2, , sk， 则 DFA到达状态 s1, s2, , sk 1 2 a 开始 0 a b b 0 0, 1 a b a 0, 2 b 2.3 有 限 自 动 机 a b 2.3 有 限 自 动 机 1 9 开始 0 a b a b 6 7 8 2 3 4 5 输入符号 a b 状态 2.3 有 限 自 动 机 1 9 开始 0 a b a b 6 7 8 2 3 4 5 输入符号 a b A 状态 A = 0, 1, 2, 4, 7 2.3 有 限 自 动 机 1 9 开始 0 a b a b 6 7 8 2 3 4 5 输入符号 a

10、 b A B 状态 A = 0, 1, 2, 4, 7 B = 1, 2, 3, 4, 6, 7, 8 2.3 有 限 自 动 机 1 9 开始 0 a b a b 6 7 8 2 3 4 5 输入符号 a b A B B 状态 A = 0, 1, 2, 4, 7 B = 1, 2, 3, 4, 6, 7, 8 2.3 有 限 自 动 机 1 9 开始 0 a b a b 6 7 8 2 3 4 5 输入符号 a b A B C B 状态 A = 0, 1, 2, 4, 7 B = 1, 2, 3, 4, 6, 7, 8 C = 1, 2, 4, 5, 6, 7 2.3 有 限 自 动 机 1

11、 9 开始 0 a b a b 6 7 8 2 3 4 5 输入符号 a b A B C B C 状态 A = 0, 1, 2, 4, 7 B = 1, 2, 3, 4, 6, 7, 8 C = 1, 2, 4, 5, 6, 7 2.3 有 限 自 动 机 1 9 开始 0 a b a b 6 7 8 2 3 4 5 输入符号 a b A B C B B C 状态 A = 0, 1, 2, 4, 7 B = 1, 2, 3, 4, 6, 7, 8 C = 1, 2, 4, 5, 6, 7 2.3 有 限 自 动 机 1 9 开始 0 a b a b 6 7 8 2 3 4 5 输入符号 a b

12、 A B C B B D C 状态 A = 0, 1, 2, 4, 7 B = 1, 2, 3, 4, 6, 7, 8 C = 1, 2, 4, 5, 6, 7 D = 1, 2, 4, 5, 6, 7, 9 2.3 有 限 自 动 机 1 9 开始 0 a b a b 6 7 8 2 3 4 5 输入符号 a b A B C B B D C D 状态 A = 0, 1, 2, 4, 7 B = 1, 2, 3, 4, 6, 7, 8 C = 1, 2, 4, 5, 6, 7 D = 1, 2, 4, 5, 6, 7, 9 2.3 有 限 自 动 机 1 9 开始 0 a b a b 6 7

13、8 2 3 4 5 输入符号 a b A B C B B D C B C D 状态 A = 0, 1, 2, 4, 7 B = 1, 2, 3, 4, 6, 7, 8 C = 1, 2, 4, 5, 6, 7 D = 1, 2, 4, 5, 6, 7, 9 2.3 有 限 自 动 机 1 9 开始 0 a b a b 6 7 8 2 3 4 5 输入符号 a b A B C B B D C B C D B C 状态 A = 0, 1, 2, 4, 7 B = 1, 2, 3, 4, 6, 7, 8 C = 1, 2, 4, 5, 6, 7 D = 1, 2, 4, 5, 6, 7, 9 2.3 有 限 自 动 机 B D 开始 a A a b b a b C b a 1 9 开始 0 a b a b 6 7 8 2 3 4 5 输入符号 a b A B C B B D C B C D B C 状态 2.3 有 限 自 动 机 B D 开始 a A a b b a b C b a 1 2 开始 a 0 a b b a b 1 9 开始 0 a b a b 6 7 8 2 3 4 5 识别语言 (a|b)*ab 的 自动机