高級程序設計語言

一、語言概述

1.1 語法 v.s. 語義

• 程序本質上是一定字符集上的字符串
• 語法：一組規則，用它可以形成和產生一個合式（well-formed）的程序
  • 定義了程序的形式結構
  • 定義語法單位的意義屬于語義問題

• 語義：一組規則，定義一個程序的意義
  • 例如 “關于函數調用時參數傳遞方法的描述” 屬于語義定義

1.2 作用域

• 同一個標識符在不同過程中代表不同的名字
• 作用域：一個名字能被使用的區域范圍
• 規則：“最近嵌套原則”

1.3 標識符 v.s. 名字

標識符是語法概念，名字是語義概念。

「標識符」

• 以字母開頭的，由字母數字組成的字符串

「名字」

• 含義：標識程序中的對象
• 意義和屬性：
  • 值：單元中的內容
  • 屬性：類型和作用域

• 說明方式
  • 說明語句明確規定
    • int score

• • 隱含說明
    • FORTRAN 以 I,J,K,...,N 為首的名字代表整型，否則為實型

• • 動態確定
    • 走到哪里，是什么，算什么

• 名字的綁定
  • 名字的綁定是指將標識符與所代表的程序數據或代碼進行關聯
  • 靜態綁定：發生在編譯過程中，如變量聲明、類型定義、函數定義
  • 動態綁定：發生在運行過程中，如多態、虛函數

「二者區別」

• 標識符是語法概念
• 名字有確切的意義和屬性

1.4 左值與右值

賦值語句：A := B

• 名字的左值：該名字代表的存儲單元的地址
• 名字的右值：該名字代表的存儲單元的內容

「簡單判斷」

• 出現在賦值號左邊的值必須具有左值，出現在賦值號右邊的值則必須具有右值。

二、語法描述

2.1 基本概念

• **字母表：**一個有窮字符集，記為
• **字符：**字母表中每個元素
• 字 / 字符串： 上的字（也叫字符串）是指由 中的字符所構成的一個有窮序列
• **空字：**不包含任何字符的序列，記做
  • 空字是字符串，不是字符

• 字的全體： 表示 上的所有字的全體，包含空字

• 子集連接（積）：
  • 的子集 U 和 V 的連接（積）定義為

• n次積
  • V自身的n次積記為
  • 是 V 的閉包：
  • 是 V 的正規閉包：
  • 「區別」
    • 中始終有空字，但如果V中原來沒有空字，則 中不會有空字

2.2 上下文無關文法

「上下文無關文法 G 的定義 - 四元組」

• 終結符（Terminal）集合，非空
• 非終結符（Noterminal）集合，非空，且
• 文法的開始符號，
  • S是特殊非終結符，表示所定義的語言最終感興趣的語法單位，如英語描述中的“句子”，程序語言描述的“程序”

• 產生式集合（有限），每個產生式形式如下
  • 表示 “P定義為”

• 開始符 至少必須在某個產生式的左部出現一次

2.3 推導

2.3.1 基本概念

• ：直接推出，只能對一個非終結符推導一次
• ：被定義為

「*推出 & +推出」

「概念辨析 - 句型 | 句子 | 語言」

「句型、句子推導練習」

• 文法 => 句子

• 句子 => 文法
  • 此類題目稍微難一些，需要用遞歸思想來解決，優先考慮最簡結構

2.3.2 語法樹

「最左/右推導」

「語法樹」

2.3.3 二義性

「二義性舉例」

「文法 / 語言二義性」

• 文法二義性：文法存在某個句子對應兩顆不同語法樹
  • 文法二義性問題是不可判定問題，不存在一個算法，能在有限步驟中，確切地判定一個文法是否二義
  • 但仍然存在很多充分條件可以判定一個文法是非二義的
    • 例如一個文法如果屬于 LR 文法，則一定不是二義文法

• 語言二義性：存在一個能推導出該語言的無二義文法

2.4 形式語言

2.4.1 概述

• 喬姆斯基在1956年建立形式語言體系，將文法分為四種類型：0、1、2、3型
• 四種類型唯一區別在于產生式

• 0型（短語文法，圖靈機）

• 1型（上下文有關文法，線性界限自動機）

• 2型（上下文無關文法，非確定下推自動機）

• 3型（正規文法，有限自動機）

• • 正規式、正規集

2.4.2 文法對比

• 四種類型文法描述能力比較

• 上下文無關文法 v.s. 正規文法

• 上下文無關文法 v.s. 上下文有關文法

• 上下文無關文法的局限 - 權衡思想

總結

以上是生活随笔為你收集整理的程序设计语言编译原理_编译原理学习笔记（二）：高级程序设计语言的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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