(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：autobreakcasecharconstcontinuedefaultdodoubleelseenumexternfloatforgotoifintlongregisterreturnshortsignedsizeofstaticstructswitchtypedefunionunsignedvoidvolatilewhile。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→CB→B0B→CC→1C0C→ε(4)S→bAdcA→AGSG→εA→a(5)S→aSSS→a24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=1i26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→cABA→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)aacabcbcccaacbca28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*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→aB→bBcB→bcC→cCC→cD→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→cbbaacb(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→iiii*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→cSAA→cCCB→bABB→cSBC→cSC→c(2)S→aABS→EA→dDAA→eB→bEB→fC→cABC→dSDC→aD→eAE→fAE→g(3)S→acS→bAA→cBCB→SAC→bCC→d214消去下列文法中的ε产生式。(1)S→aASS→bA→cSA→ε(2)S→aAAA→bAcA→dAeA→ε215消去下列文法中的无用产生式和单产生式。(1)S→aBS→BCA→aAA→cA→aDbB→DBB→CD→BC→b(2)S→SAS→SBA→BB→［S］A→(S)S→AB→［］A→()(3)E→E+TE→TT→T*FT→FF→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|0B3.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+m0。（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a4.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endTL：L：begind；d；s；send最右推导：程序T分程序T标号：分程序T标号：标号：分程序T标号：标号：无标号分程序T标号：标号：分程序首部；复合尾部T标号：标号：分程序首部；语句；复合尾部T标号：标号：分程序首部；语句；语句；endT标号：标号：分程序首部；语句；s；endT标号：标号：分程序首部；s；s；endT标号：标号：分程序首部；说明；s；s；endT标号：标号：分程序首部；d；s；s；endT标号：标号：begin说明；d；s；s；endT标号：标号：begind；d；s；s；endT标号：L：begind；d；s；s；endTL：L：begind；d；s；s；end（2）句子L：L：begind；d；s；send的相应语法树是：7.解：aacb是文法G[S]中的句子，相应语法树是：最右推导：S=aAcB=aAcb=aacb最左推导：S=aAcB=aacB=aacb（2）aabacbadcd不是文法G[S]中的句子因为文法中的句子不可能以非终结符d结尾（3）aacbccb不是文法G[S]中的句子可知，aacbccb仅是文法G[S]的一个句型的一部分，而不是一个句子。（4）aacabcbcccaacdca不是文法G[S]中的句子因为终结符d后必然要跟终结符a，所以不可能出现…dc…这样的句子。（5）aacabcbcccaacbca不是文法G[S]中的句子由（1）