编译原理期末速成笔记

哈喽大家好，又要考试了，在这里分享一下我的两天速成笔记，参考视频为哔站 Deeplei_ 的《编译原理期末速成》。本文仅是知识点总结，至于考试内容待我研究一下，后续我会再发文对考试的各个模块做详细分析，欢迎评论区留言！

1. 求表达式的四元式

2. 求表达式的逆波兰式

3. 根据文法写出语言

4. 分析句型构造语法树

5. 求短语、直接短语和句柄

6. 正规式转正规文法

7. 正规文法转正规式

8. 正规式转 NFA

9. NFA 确定化及 DFA 最小化

10. 消除左公因子和左递归

11. 求 First 集、Follow 集和 Select 集

12. 构造 LL(1) 预测分析表

13.构造 LR(0) 项目集规范族

14. 构造 LR(0) 和 SLR(1) 分析表

1. 求表达式的四元式

四元式格式：（运算符，运算对象1，运算对象2，临时变量）

规则：

① 先处理优先级高的一部分，然后向左遍历；

② 每一次运算结果用一个变量接收，以便后续使用。

写出 a + b * ( c / d + g ) 的四元表达式。

（/，c，d，t1）

（+，t1，g，t2）

（*，b，t2，t3）

（+，a，t3，t4）

2. 求表达式的逆波兰式

先在草稿上画一个栈，读取符号时进栈，出栈时出栈的符号追加到答案后面，读取完毕后栈中的符号要依次出栈。

规则：

① 从左到右读取表达式；

② 遇到字母直接写到答案中；

③ 遇到符号，加入栈中；

④ 遇到成对括号，才出栈；

⑤ 新加入的符号优先级要高于原栈顶优先级，否则栈中符号先出栈。

写出 a + b * ( c / d + g ) 的逆波兰式。

逆波兰式：abcd/g+*+

3. 根据文法写出语言

句子是句型的特殊情况，句子的集合叫语言。

① N → D|ND

② D → 0|1|2|3|4|5|6|7|8|9

问 G[N] 的语言是什么？

4. 分析句型构造语法树

根据推到过程按顺序画出语法树。

令文法 G[E] 为：

E → E + T|T

T → T * F|F

F → (E)|v|d

（1）分析说明 v * v + d 是它的一个句型。

（2）画出上一问的语法树。

5. 求短语、直接短语和句柄

还是以上面的题为例，根据画出的语法树求短语、直接短语和句柄。

求短语，找出所有的父节点，从最后一层开始往上看，把父节点的叶子进行组合，在同一层上从左到右看，同一个叶子不用重复写。

短语：v，v，v * v，d，v * v + d 。

直接短语是短语的特殊情况，首先找出只有一层的简单子树，一个父节点加上它的子节点，该子节点以下再无结点，一般都在末层去找，简单子树的短语就是直接短语。

直接短语：v，v，d 。

写出的直接短语中最左边的那个短语就叫句柄。

句柄：v 。

6. 正规式转正规文法

套用公式进行改写：

① 已知 A → x|y，改写为 A → x，A → y；

② 已知 A → xy，改写为 A → xB，B → y；

③ 已知 A → x*y，改写为 A → xB，A → y，B → xB，B → y。

将正规式 r = a(a|d)* 转换为相应的正规文法 G[S]。

设开始符号为 S，则 S → a(a|d)*

7. 正规文法转正规式

公式实际上就是正规式转正规文法逆过来：

① 已知 A → x，A → y，推出正规式 A = x|y；

② 已知 A → xB，B → y，推出正规式 A = xy；

③ 已知 A → xA|y，推出正规式 A = x*y。

文法G[S]：

S → aA

S → a

A → aA

A → dA

A → a

A → d

将以上文法转为正规式。

8. 正规式转 NFA

先从外往里看，里面暂时看成整体，根据以下规则画出 NFA。

正规式 (a|b)* 的NFA如下：

正规式 (a*|b*)* 的NFA如下：

9. NFA 确定化及 DFA 最小化

以正规式 (a|b)* 为例，其 NFA 如下：

NFA的确定化即 DFA：

DFA 最小化：

含有终态状态的集合称为终态集，除此之外都是初态集，本例中的终态状态为 Z。

10. 消除左公因子和左递归

规则如下：

已知文法 G[E]：

E → ad | Bc

B → aE | eB

提取左公共因子，给出修改后的等价文法。

11. 求 First 集、Follow 集和 Select 集

求 First 集规则如下：

（1）A → aB（A → ab），First(A) = {a}

（2）A → aB | 空串，First(A) = {a, 空串}

（3）A → BCD，First(A) = {First(B)}

（4）A → BCD，B → 空串，First(A) = {First(B), First(C)}

（5）A → BCD，B → 空串，C → 空串，First(A) = {First(B), First(C), First(D)}

（6）终结符的 First 集就是它本身，First(a) = {a}

求 Follow 集规则如下：

（1）若要求的是开始符号的 Follow 集，则集合中必有 #，Follow(S) = {#, ...}

（2）A → aBb，Follow(B) = {First(b)} - 空串

（3）A → aB，Follow(B) = {Follow(A)}

求 Select 集规则如下：

（1）若 a 可经过 n 步推出空串，则 Select(A → a) = [First(a) - 空串] U Follow(A)

（2）若 a 不是空串，则 Select(A → a) = First(a)

还以上一题为例：

当左部相同的产生式的 Select 集的交集都是空集时，就可证明该文法是 LL(1) 文法。

12. 构造 LL(1) 预测分析表

构造过程：

① 横向表头处沿 x 轴方向，按给出的右部文法顺序，依次填入终结符，包括 #；

② 纵向表头处沿 y 轴方向，按给出的左部文法顺序，依次填入非终结符；

③ 表格内容填入产生式，所在表格的横坐标为该产生式的左部，所在表格的纵坐标是该产生式 Select 集的一个元素；

④ 构造表格时先把 Select 集全写出来；

⑤ 不满足填入产生式的条件时，就什么都不用填。

依然接着上面的例子：

13.构造 LR(0) 项目集规范族

项目的概念：

① 右部标有小圆点的产生式称为一个项目；

② 若小圆点后面是一个终结符，它就被称为移进项目；

③ 若小圆点后面是一个非终结符，它就被称为待约项目；

④ 若小圆点放在了最后面，则称该项目为归约项目。

增广文法的概念用文字不好描述，我们直接看例子：

把 LR(0) 自动机方框中的内容分别写到项目集合中就是规范族。

14. 构造 LR(0) 和 SLR(1) 分析表

分析表的结构：

① Action 栏表头填终结符和 # 号，GOTO 栏表头填入非终结符，不包括增广文法时引入的 S’；

② 表格内容，根据上问的自动机图，比如第一行，I0 通过 a 到达 I2，由于 a 是终结符，Action 栏统一写为 S 加序号，所以为 S2，对于 GOTO 栏直接写序号即可，I0 通过 S 到达 I1，所以这里填 1，后面同理；

③ 对于归约项目有I1、I3、I5、I7，其中 I1 的 # 位置统一写 ACC，对于 I3、I5 和 I7 道理一样，这里以 I3 为例，首先去自动机图里找到 I3 所对应的框框，里面是 S → b，然后去上面增广文法的展开式中找 S → b，得到它的索引序号为 2，那么 I3 所对应的 Action 列暂时全部写上 r2；

④ I4 处出现移入和归约冲突的问题，这时就需要通过 Follow 集来进行判断，Follow(S) = {#}，Follow(F) = {b，#}，b 不属于Follow(S)，属于 Follow(F)，所以 I4 这里选择移入；

⑤ 修改 I3、I5 和 I7 行，除了 Follow 集中的终结符 b 列外，a 和 c 列均不采用归约，也就是说把 a、c 列的值去掉。