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编译原理上海交通大学期末考试

上海交通大学期末考试

编译原理试题及答案

一、对于文法G[S]：

　　S→1A|0B|ε　　A→0S|1AA　　B→1S|0BB

　　⑴（3分）请写出三个关于G[S]的句子；

　　⑵（4分）符号串11A0S是否为G[S]的句型？

试证明你的结论。

　　⑶（3分）试画出001B关于G[S]的语法树。

二、请构造一个文法，使其产生这样的表达式E：

表达式中只含有双目运算符+、*，且+的优先级高于*，+采用右结合，*采用左结合，运算对象只有标识符i，可以用括号改变运算符优先级。

要求给出该文法的形式化描述。

三、设有语言L={α|α∈{0,1}+，且α不以0开头，但以00结尾}。

　　⑴试写出描述L的正规表达式；

　　⑵构造识别L的DFA（要求给出详细过程，并画出构造过程中的NDFA、DFA的状态转换图，以及DFA的形式化描述）。

四、给定文法G[S]：

　　S→AB

　　A→aB|bS|c

　　B→AS|d

　　⑴（6分）请给出每一个产生式右部的First集；

　　⑵（3分）请给出每一个非终结符号的Follow集；

　　⑶（8分）请构造该文法的LL

（1）分析表；

　　⑷（8分）什么是LL

（1）文法？

该文法是LL

（1）文法吗？

为什么？

五、给定文法G[S]：

　　S→SaA|a

　　A→AbS|b

　　⑴请构造该文法的以LR（0）项目集为状态的识别规范句型活前缀的DFA。

　　⑵请构造该文法的LR（0）分析表。

　　⑶什么是LR（0）文法？

该文法是LR（0）文法吗？

为什么？

　　⑷什么是SLR

（1）文法？

该文法是SLR

（1）文法吗？

为什么？

六、给定下列语句：

　　ifa+b>c

　　thenx:

=a*（b-c）+（b*c-d）/e

　　⑴写出其等价的逆波兰表示；

　　⑵写出其等价的四元式序列。

七、已知下列C语言程序：

　　int*f（）

　　{　inta=100;return&a;

　　}

　　main（）

　　{　int*i=f（）;

　　　　chara[]=“compiler”;printf（“theresultis%d\n”,*i）;

　　}

　　程序运行结果为：

theresultis26157,

　　请解释为什么程序运行的结果不是期望的“theresultis100”？

1.1三个0和1数量相等的串

1.2S=>1A=>11AA=>11A0S

1.3

第二题构造文法如下:

G[E]=（{+,*,（,）,i},{E,F,T},P,E），其中P为：

E→E*F|FF→T+F|TT→（E）|i

第三题

（1）正规表达式：

1（0|1）*00

（2）第一步：

将正规表达式转换为NDFA

第二步：

将NDFA确定化为DFA：

造表法确定化（3分）确定化后DFAM的状态转换表（2分）

状态输入

[S]

—

[A,D,B]

—

[A,D,B]

[D,B,C]

[D,B]

重新命名

[D,B,C]

[D,B,C,Z]

[D,B]

[D,B,C]

[D,B]

[D,B,C,Z]

[D,B]

DFA的状态转换图（3分）

第三步：

给出DFA的形式化描述

DFAM=（{q0,q1,q2,q3,q4},{0,1},t,q0,{q4}）

t的定义见M的状态转换表。

第四题

（1）First（AB）={a,b,c}

First（aB）={a}

First（bS）={b}

First（c）={c}

First（AS）={a,b,c}

First（d）={d}

（2）Follow（S）={#,a,b,c,d}

Follow（A）={a,b,c,d}

Follow（B）={#,a,b,c,d}

（3）LL

（1）分析表（8分）

（4）对于文法G的每一个非终结符U的产生式U?

α1|α2|…|αn，

如果SELECT（U?

αi）?

SELECT（U?

αj）=?

（i≠j,i,j=1,2,…,n），

则文法G是一个LL

（1）文法。

该文法是LL

（1）文法。

因为SELECT（A?

aB）?

SELECT（A?

bS）?

SELECT（A?

C）=?

SELECT（B?

AS）?

SELECT（B?

d）=?

第五题⑴拓广文法1分

G[S′]:

S′→S⑴

S→SaA⑵S→a⑶A→AbS⑷A→b⑸

该文法的以LR（0）项目集为状态的识别规范句型活前缀的DFA：

⑵该文法的LR（0）分析表：

状态

ACTION

GOTO

acc

r2/S6

r4/S3

⑶LR（0）文法：

该文法的以LR（0）项目集为状态的识别规范句型活前缀的DFA中没有冲突状态。

该文法不是LR（0）文法

因为存在冲突状态：

I4和I7

⑷SLR

（1）文法：

该文法的以LR（0）项目集为状态的识别规范句型活前缀的DFA中有冲突状态，冲突可用FOLLOW集解决。

该文法不是SLR

（1）文法。

因为FOLLOW（S）={a,b,#}，所以无法解决冲突

第六题

（1）

（1）ab+c>（23）jumpf

（8）xabc-*bc*d-e/+:

（23）...

（2）

第七题

C语言采用栈式存储分配方法作为其运行环境；

f（）返回的是指向其活动记录某一位置的指针；

f（）返回后，其活动记录被释放，并且，其对应的存储空间被数组a占用，

再次引用该指针时，其结果由于对回收的活动记录所占用的内存空间的再分配，其所指的值

发生了改变。

释放在前，引用在后的现象称:

DanglingReference。

<编译原理>历年试题及答案

一．（每项选择2分，共20分）选择题

1．将编译程序分成若干个“遍”是为了___。

a.提高程序的执行效率

b.使程序的结构更加清晰

c.利用有限的机器内存并提高机器的执行效率

d.利用有限的机器内存但降低了机器的执行效率

2．构造编译程序应掌握____。

a.源程序 b.目标语言

c.编译方法 d.以上三项都是

3．变量应当＿。

a.持有左值 b.持有右值

c.既持有左值又持有右值 d.既不持有左值也不持有右值

4．编译程序绝大多数时间花在____上。

a.出错处理 b.词法分析

c.目标代码生成 d.管理表格

5．词法分析器的输出结果是____。

a.单词的种别编码 b.单词在符号表中的位置

c.单词的种别编码和自身值 d.单词自身值

6．正规式MI和M2等价是指____。

a.MI和M2的状态数相等 b.Ml和M2的有向弧条数相等。

C.M1和M2所识别的语言集相等 d.Ml和M2状态数和有向弧条数相等

7．中间代码生成时所依据的是—。

a．语法规则 b．词法规则 c．语义规则 d．等价变换规则

8．后缀式ab+cd+/可用表达式___来表示。

a．a+b/c+d b．（a+b）/（c+d） c．a+b/（c+d） d．a+b+c/d

9．程序所需的数据空间在程序运行前就可确定，称为_____＿管理技术。

a.动态存储 b.栈式存储 c.静态存储 d.堆式存储

10.堆式动态分配申请和释放存储空间遵守_______＿原则。

a.先请先放 b.先请后放 c.后请先放 d.任意

二（每小题10分，共80分）简答题

1.画出编译程序的总体结构图，简述各部分的主要功能。

2. 已知文法G[E]:

E→ET+|T T→TF*|F F→F^|a

试证：

FF^^*是文法的句型，指出该句型的短语、简单短语和句柄.

3．为正规式（a|b）*a（a|b）构造一个确定的有限自动机。

4．设文法G（S）：

S→（L）|aS|a

　　　　L→L，S|S

（1）消除左递归和回溯；

（2）计算每个非终结符的FIRST和FOLLOW；

　　　　（3）构造预测分析表。

5．已知文法

A->aAd|aAb|ε

判断该文法是否SLR

（1）文法，若是构造相应分析表，并对输入串ab#给出分析过程。

6．构造算符文法G[H]的算符优先关系（含＃）。

G[H]：

H→H;M|M

M→d|aHb

7．已构造出文法G（S）

（1）S BB

（2）B aB

（3）B b

1）。

给出DFA图

2）.给出LR分析表

3）．假定输入串为abaab，请给出LR分析过程（即状态，符号，输入串的变化过程）。

8．将下面的语句翻译成四元式序列：

whileA

ifA=1thenC:

=C+l

elsewhileA≤Ddo

=A+2；

9．对下面的流图，

（1）求出流图中各结点N的必经结点集D（n），

（2）求出流图中的回边，

（3）求出流图中的循环。

参考答案

一．单项选择题

1. 将编译程序分成若干个“遍”是为了使编译程序的结构更加清晰，故选b。

2. .构造编译程序应掌握源程序、目标语言及编译方法等三方面的知识，故选d。

3. 对编译而言，变量既持有左值又持有右值，故选c。

4. 编译程序打交道最多的就是各种表格，因此选d。

5. 词法分析器输出的结果是单词的种别编码和自身值，选C。

6. 正规式M1和M2所识别的语言集相等，故选C。

7. 选c。

8. 选b。

9. 选C

10. 堆式动态分配申请和释放存储空间不一定遵守先请后放和后请先放的原则，故选d

二．简答题

1．【解答】

编译程序的总体结构图如图1.2所示。

词法分析器：

输入源程序，进行词法分析，输出单词符号。

语法分析器：

在词法分析的基础上，根据语言的语法规则（文法规则）把单词符号串分

解成各类语法单位，并判断输入串是否构成语法上正确的“程序”。

中间代码生成器：

按照语义规则把语法分析器归约（或推导）出的语法单位翻译成一定

形式的中间代码，比如说四元式。

优化：

对中间代码进行优化处理。

目标代码生成器：

把中间代码翻译成目标语言程序。

表格管理模块保存一系列的表格，登记源程序的各类信息和编译各阶段的进展情况。

编

译程序各阶段所产生的中间结果都记录在表格中，所需信息多数都需从表格中获取，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。

此外，编译的各阶段都可能出现错误，

出错处理程序对发现的错误都及时进行处理。

2．【解答】

该句型对应的语法树如下：

该句型相对于E的短语有FF^^*；相对于T的短语有FF^^*,F;相对于F的短语有F^;F^^;简单短语有F;F^;句柄为F.

3．【解答】

最简DFA如图2.66所示。

4．　【解答】

（1）

　　　　　　　　　S→（L）|aS’

　　　　　　　　　S’→S|ε

　　　　　　　　　L→SL’

　　　　　　　　　L’→SL’|ε

　　　　　　评分细则：

消除左递归2分，提公共因子2分。

（2）FIRST和FOLLOW

　　　　　　　　　FIRST）S）＝{（，a}　　　　FOLLOW（S）＝{#，，，）}

　　　　　　　　　FIRST（S’）＝{，a,ε}　　FOLLOW（S’）＝{#，，，）}

　　　　　　　　　FIRST（L）＝{（，a}　　　　FOLLOW（L）＝{）}

　　　　　　　　　FIRST（L’）＝{，，ε}　　FOLLOW（L’〕＝{）}

5．【解答】

（1）拓广文法

（0）S->A

（1）A->aAd

（2）A->aAb （3）A->ε

（2）构造识别活前缀的DFA

FOLLOW（A）={d,b,#}

对于状态I0：

FOLLOW（A）∩{a}=Ф

对于状态I1：

FOLLOW（A）∩{a}=Ф

因为，在DFA中无冲突的现象，所以该文法是SLR

（1）文法。

（3）SLR

（1）分析表

状态 ACTION GOTO

a B d # A

0 S2 r3 r3 r3 1

1 acc

2 S2 r3 r3 r3 3

3 S5 S4

4 r1 r1 r1

5 r2 r2 r2

（4）串ab#的分析过程

步骤状态栈符号栈当前字符剩余字符串动作

1 0 # a b# 移进

2 02 #a b # 归约A->ε

3 023 #aA b # 移进

4 0235 #aAb # 归约A->aAb

5 01 #A # 接受

6．【解答】

由M→d和M→a…得：

FIRSTVT（M）=｛d,a｝；

由H-H;…得：

FIRSTVT（H）=｛；｝

由H→M得：

FIRSTVT（M）cFIRSTVT（H），即FIRSTVT（H）={;,d,a}

由M→d和M→…b得：

LASTVT（M）={d,b}；

由H---，；m得：

LASTVT（H）=｛；｝；

由H→M得：

LASTVT（M）cLASTVT（H），即LASTVT（H）=｛;,d,b}

对文法开始符H,有#H#存在，即有＃=＃，##,也即＃＜；，##,b>#。

对形如P→…ab…，或P→…aQb…，有a=b，由M→a|b得：

a=b；

对形如P→…aR…，而b∈FIRSTVT（R），有a

有a>b。

由H→…；M得：

；

：

由M→aH…得：

a＜；，a

由H→H；’’•得：

LASTVT（H）>;，即：

；＞；，d>；，b＞；

由M→…Hb得：

LASTVT（H）>b，即：

；＞b，d>b，b＞b

由此得到算符优先关系表，见表3.5。

7．【解答】

（1）LR分析表如下：

（2）分析表

状态 ACTION GOTO

a b # S B

0 s3 s4 1 2

1 acc

2 S3 S4 5

3 s3 s4 6

4 r3 r3

5 R1 R1 r1

6 R2 R2 R2

（3）句子abaab的分析过程

表:

句子abaab的分析过程

步骤状态符号栈输入串所得产生式

0 #0 # abaad#

1 #03 #a baad#

2 #034 #ab aab# B→b

3 #036 #aB aab# B→aB

4 #02 #B aab#

5 #023 #Ba ab#

6 #0233 #Baa b#

7 #02334 #Baab #

8 #02336 #BaaB #

9 #0236 #BaB ad#

10 #025 #BB ad#

11 #01 #S d#

12 # # d#

13 识别成功

8．【解答】

该语句的四元式序列如下（其中E1、E2和E3分别对应：

100（j<,A,C,102）

101（j,_,_,113） /*E1为F*/

102（j<,B,D,104） /*El为T*/

103（j,_,_,113） /*El为F*/

104（j=,A,1,106） /*Ez为T*/

105（j,_,_,108） /*EZ为F*/

106（＋,C,1,C） /*C:

=C+1*/

107（j,_,_,112） /*跳过else后的语句*/

108（j≤,A,D,110） /*E3为T*/

109（j,_,_,112） /*E3为F*/

110（＋,A,2,A） /*A:

=A+2*/

111（j,_,_,108） /*转回内层while语句开始处*

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