"第二章 编译原理 高级语言及其文法"
在编译原理中,语言的分析,特别是高级语言的分析,涉及到一系列的变换过程。这一过程通常始于一个起始符号(如E),根据预设的产生式逐步进行变换,直到达到目标状态。例如,产生式E →E+E表明E可以被自身加上另一个E来替代,从而生成新的串。这种变换在文法的上下文中尤为重要。
2.1 语言概述
语言是信息交换的工具,包括自然语言和计算机语言。自然语言如人类日常交流的语言,具有丰富的语义和二义性,不易形式化。而计算机语言,如编程语言,其语法和语义都是严格定义的,便于机器理解和执行。编程语言由一系列符合规则的单词(Token)组成,这些单词按特定顺序形成句子(Sentence),进而构成程序(Program)。
2.2 基本定义
在形式语言理论中,最基本的元素是字母表(Alphabet),它是由一组符号组成的集合,比如在编程语言中可能包含字母、数字和特殊符号。字母表中的符号可以组成串(String),这些串按照特定的规则连接和重复,形成单词。产生式(Production)则定义了如何从一个符号生成另一个符号或一组符号的规则。
2.3 文法的定义
文法是一种形式化系统,用于描述一组字符串的集合,即语言。它由一组产生式、一个起始符号以及一个非终结符号集组成。文法定义了语言的结构和构成规则。
2.4 CFG的语法分析
上下文无关文法(Context-Free Grammar, CFG)的语法分析,也称为解析,是将输入字符串转换成语法树的过程。语法树直观地表示了输入字符串如何按照文法规则分解。
2.5 文法的分类
文法可以分为不同的类型,如正规文法、上下文有关文法和上下文无关文法等,它们对应不同的语言描述能力和解析复杂度。
2.6 文法的构造
构造文法的目的是为了精确描述一种语言,包括其结构和语义。这涉及到选择合适的产生式和规则,确保文法既能正确表达语言的结构,又能支持有效的解析算法。
通过这些基础知识,我们可以理解如何分析和解析高级语言的句子,从而将其转换为机器可执行的指令。编译器就是运用这些理论和技术,将高级语言程序转化为计算机可以直接执行的目标代码。