编译原理课后习题答案.pdf

第一章

1．解答：
程序设计语言：程序设计语言是遵守一定规范的、描述“计算”（Computing）过程的形式语言。一般可以划分为低级
语言和高级语言两大类。低级语言是面向机器的语言，它是为特定的计算机系统设计的语言，机器指令、汇编语言是低级语
言。高级语言是与具体计算机无关的“通用”语言，它更接近于人类的自然语言和数学表示，例如FORTRAN、Pascal、C等
等我们熟悉的语言是高级语言。
语言处理程序：由于目前的计算机只能理解和执行机器语言，因此必须有一个程序将用程序设计语言书写的程序等价（执
行效果完全一致）地转换为计算机能直接执行的形式，完成这一工作的程序称为“语言处理程序”。它一般可分为解释程序
和翻译程序两大类。
翻译程序：翻译程序(Translator)是一种语言处理程序，它将输入的用程序设计语言书写的程序（称为源程序）转换
为等价的用另一种语言书写的程序（称为目标程序）。若源语言是汇编语言，目标程序是机器语言，称这种翻译程序为汇编
程序。若源语言是高级语言，目标程序是低级语言，称这种翻译程序为编译程序。
解释程序：解释程序（Interpreter）是一种语言处理程序，它对源程序逐个语句地进行分析，根据每个语句的含义执
行语句指定的功能。
2．解答：
编译程序的总框图见图1.2。其中词法分析器，又称扫描器，它接受输入的源程序，对源程序进行词法分析，识别出一
个个的单词符号，其输出结果是单词符号。

语法分析器，对单词符号串进行语法分析（根据语法规则进行推导或归约），识别出程序中的各类语法单位，最终判断
输入串是否构成语法上正确的“程序”。
语义分析及中间代码产生器，按照语义规则对语法分析器归约出（或推导出）的语法单位进行语义分析并把它们翻译成
一定形式的中间代码。编译程序可以根据不同的需要选择不同的中间代码形式，有的编译程序甚至没有中间代码形式，而直
接生成目标代码。
优化器对中间代码进行优化处理。一般最初生成的中间代码执行效率都比较低，因此要做中间代码的优化，其过程实际
上是对中间代码进行等价替换，使程序在执行时能更快，并占用更小的空间。
目标代码生成器把中间代码翻译成目标程序。中间代码一般是一种机器无关的表示形式，只有把它再翻译成与机器硬件
直接相关的机器能识别的语言，即目标程序，才能在机器上运行。
表格管理模块保持一系列的表格，登记源程序的各类信息和编译各阶段的进展状况。编译程序各个阶段所产生的中间结
果都记录在表格中，所需要的信息也大多从表格中获取，整个编译过程都在不断地和表格打交道。
出错处理程序对出现在源程序中的错误进行处理。如果源程序有错误，编译程序应设法发现错误，把有关错误信息报告
给用户。编译程序的各个阶段都有可能发现错误，出错处理程序要对发现的错误进行处理、记录，并反映给用户

Chapter2

1．试写出V＝{0，1}上下述集合的正则表达式：
T
⑴所有以1开始和结束的符号串。
⑵恰含有3个1的所有符号所组成的集合。
⑶集合{01，1}。
⑷所有以111结束的符号串。
解答：⑴1(0|1)*1|1
⑵0*10*10*10*
⑶01|1
⑷(0|1)*111
2．⑴试写出非负整数集的正则表达式。⑵试写出以非5数字为头的所有非负整数集的正则表达式。
解答：⑴0|(1|2|3|4|5|6|7|8|9)(0|1|2|3|4|5|6|7|8|9)*
⑵0|(1|2|3|4|6|7|8|9)(0|1|2|3|4|5|6|7|8|9)*
3．试将2.8中所示的有限状态自动机M最小化。

分析：只能对确定的有限状态自动机进行最小化，本题的自动机已经是确定的。
最小化采用状态分离法，具体做法如下：
①进行0等价类的划分：Q划分为Q与Q－Q
ff
②若已进行了k等价划分，即Q已被划分成（Q，Q，„Q），再进行k＋1划分，对Q（i＝1„n），若q、q’Q，使得
12nii
对某一个aV，（q，a）Q和（q’，a）Q，j≠l或（q，a）存在而（q’，a）不存在或反之。则将Q划分为二个
Tjli
子集Q，Q，使qQ，q’Q。
i1i2i1i2
③重复②直至无法进一步划分为止。对最后划分得到的状态子集中每一个子集，选择该子集中任何一个状态作为该状态子
集的代表，然后修改原来的有限状态自动机的状态转换函数，凡在作用下转向某状态子集中任何一个状态的一律改成转向
该状态子集的代表。若一个状态子集中某一状态是原来的开始状态，则该状态子集的代表就是新的有限状态自动机的开始状
态。同理，若一个状态子集中的状态均是最终状态，则该状态子集的代表就是新的有限状态自动机的最终状态。
④抹去可能存在的无用状态与不可及状态。
解答：此有限状态自动机的状态转换表如表3.1所示：
表2.1的状态M转换表