形式语言概论：编译原理基石

本编译原理电子课件的第二章着重于形式语言概论，这是深入理解后续章节的关键基础。本节首先介绍了语言的基本构成要素，包括字母表和符号。字母表被视为符号的非空有穷集合，而符号串则是这些符号的有序组合，涉及到其长度、连接、乘积、方幂、正闭包和自反闭包等概念。 接着，课程讲解了文法在语言描述中的作用，特别是上下文无关文法。上下文无关文法由四个部分组成：非终结符号集、终结符号集、产生式集和开始符号。产生式是由非终结符号、终结符号以及它们之间的替代关系组成的规则。一个重要的概念是直接推导，即通过一系列的产生式替换，从文法的开始符号推导出符号串的过程。 定义2.3阐述了如何确定一个符号串是否属于文法定义的语言，即能否通过应用产生式从开始符号推导出来。定义2.4进一步扩展了这一概念，指出符号串间的直接推导关系，表明一个符号串如何由另一个通过一系列推导步骤生成。 在学习这部分内容时，学生会了解到如何通过形式化的方法来构建和分析语言，这对于理解和设计计算机程序语言至关重要。上下文无关文法是编译器设计的基础，因为它提供了一种系统的方式来定义语言结构，使得编译过程能够有效地进行词法分析和语法分析。 第二章的形式语言概论涵盖了符号、文法结构、推导规则以及上下文无关文法的基础理论，是编译原理课程中的核心内容，对于理解程序语言的设计和实现有着深远的影响。