完整版哈工大编译原理习题及答案.docx

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完整版哈工大编译原理习题及答案

 1.1何谓源程序、目标程序、翻译程序、编译程序和解释程序?

它们之间可能有何种关系?

  1.2一个典型的编译系统通常由哪些部分组成?

各部分的主要功能是什么?

  1.3选择一种你所熟悉的程序设计语言，试列出此语言中的全部关键字，并通过上机使用该语言以判明这些关键字是否为保留字。

  1.4选取一种你所熟悉的语言，试对它进行分析，以找出此语言中的括号、关键字END以及逗号有多少种不同的用途。

  1.5试用你常用的一种高级语言编写一短小的程序，上机进行编译和运行，记录下操作步骤和输出信息，如果可能，请卸出中间代码和目标代码。

第一章习题解答

1.解：

源程序是指以某种程序设计语言所编写的程序。

目标程序是指编译程序（或解释程序）将源程序处理加工而得的另一种语言（目标语言）的程序。

翻译程序是将某种语言翻译成另一种语言的程序的统称。

编译程序与解释程序均为翻译程序，但二者工作方法不同。

解释程序的特点是并不先将高级语言程序全部翻译成机器代码，而是每读入一条高级语言程序语句，就用解释程序将其翻译成一段机器指令并执行之，然后再读入下一条语句继续进行解释、执行，如此反复。

即边解释边执行，翻译所得的指令序列并不保存。

编译程序的特点是先将高级语言程序翻译成机器语言程序，将其保存到指定的空间中，在用户需要时再执行之。

即先翻译、后执行。

2.解：

一般说来，编译程序主要由词法分析程序、语法分析程序、语义分析程序、中间代码生成程序、代码优化程序、目标代码生成程序、信息表管理程序、错误检查处理程序组成。

3.解：

C语言的关键字有：

auto break casecharconst  continuedefaultdodoubleelseenumexternfloatforgotoifintlongregisterreturnshortsignedsizeofstaticstructswitchtypedefunionunsignedvoidvolatilewhile。

上述关键字在C语言中均为保留字。

4.解：

C语言中括号有三种：

{}，[]，（）。

其中，{}用于语句括号；[]用于数组；（）用于函数（定义与调用）及表达式运算（改变运算顺序）。

C语言中无END关键字。

逗号在C语言中被视为分隔符和运算符，作为优先级最低的运算符，运算结果为逗号表达式最右侧子表达式的值（如：

（a,b,c,d）的值为d）。

5.略

第二章前后文无关文法和语言

 21设有字母表A1={a,b,…,z}，A2={0,1,…,9}，试回答下列问题：

（1）字母表A1上长度为2的符号串有多少个?

（2）集合A1A2含有多少个元素?

（3）列出集合A1（A1∪A2）*中的全部长度不大于3的符号串。

22试分别构造产生下列语言的文法。

（1）{anbn|n≥0}；

（2）{anbmcp|n,m,p≥0}；

（3）{an#bn|n≥0}∪{cn#dn|n≥0}；

（4）{w#wr#|w∈{0,1}*，wr是将w中的符号按逆序排列所得的符号串}；

（5）任何不是以0开始的所有奇整数所组成的集合；

（6）所有由偶数个0和偶数个1所组成的符号串的集合。

23试描述由下列文法所产生的语言的特点（文法的开始符号均为S）。

（1）S→10S0S→aAA→bAA→a

（2）S→SSS→1A0A→1A0A→ε

（3）S→1AS→B0A→1AA→C

B→B0B→CC→1C0C→ε

（4）S→bAdcA→AGSG→εA→a

（5）S→aSSS→a

24设已给文法G=（VN,VT,P,S），其中：

VN={S}

VT={a1,a2,…,an,∨,∧,~,［,］}

P={S→ai|i=1,2,…,n}∪{S→~S,S→［S∨S］,S→［S∧S］}，

试指出此文法所产生的语言。

25考察文法G=（VN,VT,P,S），其中：

VN={S,A,B,C,D,E,F,G}

VT={a},

P={S→ABC,C→BC,C→A,BA→GE,BG→GBF,AG→AD,

DB→BD,DE→AE,FB→BF,FE→Ea,AA→ε}

（1）指出此文法的类型；

（2）证明此文法所产生的语言为

L（G）={at（n）|n≥1}

t（n）=∑n[]i=1i

26设已给文法G［〈程序〉］：

〈程序〉→〈分程序〉|〈复合语句〉

〈分程序〉→〈无标号分程序〉|〈标号〉：

〈分程序〉

〈复合语句〉→〈无标号复合语句〉|〈标号〉：

〈复合语句〉

〈无标号分程序〉→〈分程序首部〉；〈复合尾部〉

〈无标号复合语句〉→begin〈复合尾部〉

〈分程序首部〉→begin〈说明〉|〈分程序首部〉；〈说明〉

〈复合尾部〉→〈语句〉end|〈语句〉；〈复合尾部〉

〈说明〉→d

〈语句〉→s

〈标号〉→L

（1）给出句子

L:

L:

begind;d;s;send

的最左推导和最右推导。

（2）画出上述句子的语法树。

27设已给文法G［S］：

S→aAcBS→BdSB→aScAB→cAB

A→BaBA→aBcA→aB→b

试检验下列符号串中哪些是G［S］中的句子，给出这些句子的最左推导、最右推导和相应的语法树。

（1）aacb

（2）aabacbadcd

（3）aacbccb

（4）aacabcbcccaacdca

（5）aacabcbcccaacbca

28设G=（VN,VT,P,S）为CFG，α1,α2,…,αn为V上的符号串，试证明：

若

α1α2…αn*β

则存在V上的符号串β1,β2，…,βn，使β=β1β2…βn，且有

ai*βi（i=1,2,…,n）

29设G=（VN,VT,P,S）为CFG，α和β都是V上的符号串，且α*β，试证明：

当α的首符号为终结符号时，β的首符号也必为终结符号；当β的首符号为非终结符号时，则α的首符号也必为非终结符号。

210试证明：

文法

S→ABS→DCA→aAA→a

B→bBcB→bcC→cCC→c

D→aDbD→ab

为二义性文法。

211对于下列的文法和相应的句子，试指出这些句子的全部短语；分别给出句子的最右推导，并指出各步直接推导所得句型的句柄。

（1）S→ABS→cA→bAA→aB→aSbB→c

bbaacb

（2）S→（AS）S→（b）A→（SaA）A→（a）

（（（b）a（a））（b））

（3）E→ET+E→TT→TF*T→FF→FP↑F→PP→EP→i

iii*i+↑

212在自底向上的分析中，用来归约句型句柄的产生式称为句柄产生式。

试证明：

一个文法是无二义性的，当且仅当此文法的每一句型至多只有一个句柄和一个句柄产生式。

213化简下列各个文法。

（1）S→aABSS→bCACdA→bABA→cSA

A→cCCB→bABB→cSBC→cS

C→c

（2）S→aABS→EA→dDAA→e

B→bEB→fC→cABC→dSD

C→aD→eAE→fAE→g

（3）S→acS→bAA→cBCB→SA

C→bCC→d

214消去下列文法中的ε产生式。

（1）S→aASS→bA→cSA→ε

（2）S→aAAA→bAcA→dAeA→ε

215消去下列文法中的无用产生式和单产生式。

（1）S→aBS→BCA→aAA→c

A→aDbB→DBB→CD→B

C→b

（2）S→SAS→SBA→BB→［S］

A→（S）S→AB→［］A→（）

（3）E→E+TE→TT→T*FT→F

F→P↑FF→PP→（E）P→i

第二章习题解答

1.

（1）答：

26*26=676

（2）答：

26*10=260

 （3）答：

{a,b,c,...,z,a0,a1,...,a9,aa,...,az,...,zz,a00,a01,...,zzz},共26+26*36+26*36*36=34658个

2.构造产生下列语言的文法

（1）{anbn|n≥0}

  解：

对应文法为G（S）=（{S},{a,b},{S→ε|aSb},S）

（2）{anbmcp|n,m,p≥0}

  解：

对应文法为G（S）=（{S,X,Y},{a,b,c},{S→aS|X,X→bX|Y,Y→cY|ε},S）

 （3）{an#bn|n≥0}∪{cn#dn|n≥0}

  解：

对应文法为G（S）=（{S,X,Y},{a,b,c,d,#},{S→X,S→Y,X→aXb|#,Y→cYd|#},S）

 （4）{w#wr#|w?

{0,1}*,wr是w的逆序排列}

  解：

G（S）=（{S,W,R},{0,1,#},{S→W#,W→0W0|1W1|#},S）

 （5）任何不是以0打头的所有奇整数所组成的集合

  解：

G（S）=（{S,A,B,I,J},{-,0,1,2,3,4,5,6,7,8,9},{S→J|IBJ,B→0B|IB|e,I→J|2|4|6|8,Jà1|3|5|7|9},S）

 （6）所有偶数个0和偶数个1所组成的符号串集合

  解：

对应文法为S→0A|1B|e，A→0S|1CB→0C|1SC→1A|0B

3.描述语言特点

（1）S→10S0S→aAA→bAA→a

  解：

本文法构成的语言集为：

L（G）={（10）nabma0n|n,m≥0}。

（2）S→SSS→1A0A→1A0A→ε

  解：

L（G）={1n10n11n20n2…1nm0nm|n1,n2,…,nm≥0；且n1,n2,…nm不全为零}该语言特点是：

产生的句子中，0、1个数相同，并且若干相接的1后必然紧接数量相同连续的0。

 （3）S→1AS→B0A→1AA→CB→B0B→CC→1C0C→ε

  解：

本文法构成的语言集为：

L（G）={1p1n0n|p≥1,n≥0}∪{1n0n0q|q≥1,n≥0}，特点是具有1p1n0n或1n0n0q形式，进一步，可知其具有形式1n0mn,m≥0,且n+m>0。

 （4）S→bAdcA→AGSG→εA→a

  解：

可知，S=>…=>baSndcn≥0

  该语言特点是：

产生的句子中，是以ba开头dc结尾的串,且ba、dc个数相同。

 （5）S→aSSS→a

  解：

L（G）={a（2n-1）|n≥1}可知：

奇数个a

4.解：

此文法产生的语言是：

以终结符a1、a2…an为运算对象，以∧、∨、~为运算符，以[、]为分隔符的布尔表达式串

5.  5.1解：

由于此文法包含以下规则：

AA→e，所以此文法是0型文法。

     5.2证明：

略

6.解：

（1）最左推导：

<程序>T<分程序>T<标号>：

<分程序>TL：

<分程序>

TL：

<标号>：

<分程序>

TL：

L：

<分程序>

TL：

L：

<无标号分程序>

TL：

L：

<分程序首部>；<复合尾部>

TL：

L：

<分程序首部>；<说明>；<复合尾部>

TL：

L：

begin<说明>；<说明>；<复合尾部>

TL：

L：

begind；<说明>；<复合尾部>

TL：

L：

begind；d；<复合尾部>

TL：

L：

begind；d；<语句>；<复合尾部>

TL：

L：

begind；d；s；<复合尾部.

TL：

L：

begind；d；s；<语句>end

TL：

L：

begind；d；s；send

最右推导：

<程序>T<分程序>T<标号>：