9 编译原理-代码优化

合集下载

编译原理,中间代码优化与目标代码生成

删除公共子表达式
t11=t2 x=a[t11] t12=t11 t13=t1 t14=a[t13] a[12]=t14 t14=t13 a[15]=x
在B1中t1=4*n;
目标代码生成
• 目标代码生成是编译最后一个阶段，它把中间代码转换成汇编指令或可重定位的目标代码。
• 对于语句 • x = y + z – m * 10; • 可以产生IBM PC汇编指令
B6 t11=4*I x=a[t11] t12=4*I t13=4*n t14=a[t13] a[12]=t14 t14=4*n a[15]=x
t6=4*i x=a[t6] t7=4*i t8=4*j t9=a[t8] a[t7]=t9 t10=4*j a[t10]=x goto b2
B5
删除公共子表达式
对中间代码进行变换加工以便在最后产生高效的目标代码
中间代码优化
• 对中间代码进行变换加工，以便在最后产生高效的目标代码。
例：快速排序程序
Void quicksort(a,m,n); Int m,n,a[]; { int I,j; int v,x; if(n<=m) return; I=m-1;j=n;v=a[n] While(1){ Do {I=I+1;}while (a[I]<v); Do{j=j-1;}while(a[j]>v); If(I>=j)break; X=a[I];a[I]=a[j];a[j]=x; } X=a[I];a[I]=a[n];a[n]=x; Quicksort(m,j);quicksort(I+1,n); }
i=i+1 t2=4*i t3=a[t2] If t3<v goto B2 j=j-1 t4=4*j t5=a[t4] If t5<v goto B3 If I>=j goto b6

编译原理实验报告

编译原理实验报告一、实验目的本次编译原理实验的主要目的是通过实践加深对编译原理中词法分析、语法分析、语义分析和代码生成等关键环节的理解，并提高实际动手能力和问题解决能力。

二、实验环境本次实验使用的编程语言为 C/C+＋，开发工具为 Visual Studio 2019，操作系统为 Windows 10。

三、实验内容（一）词法分析器的设计与实现词法分析是编译过程的第一个阶段，其任务是从输入的源程序中识别出一个个具有独立意义的单词符号。

在本次实验中，我们使用有限自动机的理论来设计词法分析器。

首先，我们定义了单词的种类，包括关键字、标识符、常量、运算符和分隔符等。

然后，根据这些定义，构建了相应的状态转换图，并将其转换为程序代码。

在实现过程中，我们使用了字符扫描和状态转移的方法，逐步读取输入的字符，判断其所属的单词类型，并将其输出。

（二）语法分析器的设计与实现语法分析是编译过程的核心环节之一，其任务是在词法分析的基础上，根据给定的语法规则，判断输入的单词序列是否构成一个合法的句子。

在本次实验中，我们采用了自顶向下的递归下降分析法来实现语法分析器。

首先，我们根据给定的语法规则，编写了相应的递归函数。

每个函数对应一种语法结构，通过对输入单词的判断和递归调用，来确定语法的正确性。

在实现过程中，我们遇到了一些语法歧义的问题，通过仔细分析语法规则和调整函数的实现逻辑，最终解决了这些问题。

（三）语义分析与中间代码生成语义分析的任务是对语法分析所产生的语法树进行语义检查，并生成中间代码。

在本次实验中，我们使用了四元式作为中间代码的表示形式。

在语义分析过程中，我们检查了变量的定义和使用是否合法，类型是否匹配等问题。

同时，根据语法树的结构，生成相应的四元式中间代码。

（四）代码优化代码优化的目的是提高生成代码的质量和效率。

在本次实验中，我们实现了一些基本的代码优化算法，如常量折叠、公共子表达式消除等。

通过对中间代码进行分析和转换，减少了代码的冗余和计算量，提高了代码的执行效率。

《编译原理》复习题(看完必过)

《编译原理》复习题（看完必过）一、单项选择题1．将编译程序分成若干个“遍”是为了( B )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．不可能是目标代码的是( D )A．汇编指令代码 B．可重定位指令代码C．绝对指令代码 D．中间代码3．词法分析器的输入是( B )A．单词符号串 B．源程序C．语法单位 D．目标程序4．中间代码生成时所遵循的是( C )A．语法规则 B．词法规则C．语义规则 D．等价变换规则5．编译程序是对( D )A．汇编程序的翻译 B．高级语言程序的解释执行C．机器语言的执行 D．高级语言的翻译6．词法分析应遵循( C )A．语义规则 B．语法规则C．构词规则 D．等价变换规则7．词法分析器的输出结果是( C )A．单词的种别编码 B．单词在符号表中的位置C．单词的种别编码和属性值 D．单词属性值8．正规式M1和M2等价是指( C )A．M1和M2的状态数相等 B．M1和M2的有向弧条数相等C．M1和M2所识别的语言集相等 D．M1和M2状态数和有向弧条数相等9．词法分析器作为独立的阶段使整个编译程序结构更加简洁、明确，因此，( B ) A．词法分析器应作为独立的一遍B．词法分析器作为子程序较好C．词法分析器分解为多个过程，由语法分析器选择使用．D．词法分析器并不作为一个独立的阶段10．如果L(M1)=L(M2)，则M1与M2( A )A ．等价B ．都是二义的C ．都是无二义的D ．它们的状态数相等 11．文法G ：S →xSx|y 所识别的语言是( C )A ．xyxB ．(xyx)* c ．x n yx n (n ≥0) d ．x *yx *12．文法G 描述的语言L(G)是指( A ) A．⎭⎬⎫⎩⎨⎧∈⇒=+*,|)(T V S G L αααB ．⎭⎬⎫⎩⎨⎧⋃∈⇒=+*)(,|)(N T V V S G L ααα C ．⎭⎬⎫⎩⎨⎧∈⇒=**,|)(T V S G L αααD ．⎭⎬⎫⎩⎨⎧⋃∈⇒=**)(,|)(N T V V S G L ααα 13．有限状态自动机能识别( C )A ．上下文无关文法B ．上下文有关文法C ．正规文法D ．短语文法14．如果文法G 是无二义的，则它的任何句子( A ) A ．最左推导和最右推导对应的语法树必定相同 B ．最左推导和最右推导对应的语法树可能不同 C ．最左推导和最右推导必定相同D ．可能存在两个不同的最左推导，但它们对应的语法树相同 15．由文法的开始符经0步或多步推导产生的文法符号序列是( C ) A ．短语 B ．句柄 C ．句型 D ．句子 16．文法G ：E →E+T|T T →T*P|P P →(E)|i则句型P+T+i 的句柄为( B )A ．P+TB ．PC ．P+T+iD ．i 17．文法G ：S →b|∧|(T) T →T ∨S|S 则FIRSTVT(T)=( C )A ．{ b ，∧，( }B ．{ b ，∧，) }C ．{ b ，∧，(，∨ }D ．{ b ，∧，），∨ } 18．产生正规语言的文法为( D )A ．0型B ．1型C ．2型D ．3型19．任何算符优先文法( D )优先函数。

编译原理讲什么

编译原理讲什么
编译原理是研究程序编译的原理和方法的学科。

它主要涉及了程序的词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成、代码优化、目标代码生成以及代码生成和目标代码优化等几个方面。

编译原理的核心思想是将高级语言编写的程序转换为机器语言，使计算机能够正确、高效地执行这些程序。

在程序编译的过程中，首先需要进行词法分析，将程序源代码按照词汇单元进行划分，并生成对应的词法单元序列。

然后进行语法分析，根据语法规则判断词法单元序列是否符合语法规定，如果符合，则进行语法分析树的生成。

接下来是语义分析，对语法分析树进行验证和修正，以确保程序语义的正确性。

在语义分析之后，就需要生成中间代码，以便通过后续的编译过程进行处理。

中间代码是一种抽象的计算机指令集，它与特定的计算机体系结构无关。

在中间代码生成之后，就可以进行代码优化，以提高程序的执行效率和资源利用率。

目标代码生成是将中间代码翻译为目标机器平台上的机器代码的过程。

在目标代码生成之后，还可以进行目标代码优化，以进一步提高代码的执行效率和资源利用率。

编译原理的研究不仅能够帮助理解程序设计语言的工作原理，还有助于开发高效、可靠的编译器和解释器。

它对于提高程序的执行效率、减少资源消耗以及简化程序设计过程都具有重要的意义。

编译原理第三版课后习题答案

编译原理第三版课后习题答案编译原理是计算机科学中的一门重要课程，它研究的是如何将高级程序语言转换为机器语言的过程。

而《编译原理》第三版是目前被广泛采用的教材之一。

在学习过程中，课后习题是巩固知识、提高能力的重要环节。

本文将为读者提供《编译原理》第三版课后习题的答案，希望能够帮助读者更好地理解和掌握这门课程。

第一章：引论习题1.1：编译器和解释器有什么区别？答案：编译器将整个源程序转换为目标代码，然后一次性执行目标代码；而解释器则逐行解释源程序，并即时执行。

习题1.2：编译器的主要任务是什么？答案：编译器的主要任务是将高级程序语言转换为目标代码，包括词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成、代码优化和目标代码生成等过程。

第二章：词法分析习题2.1：什么是词法分析？答案：词法分析是将源程序中的字符序列划分为有意义的词素（token）序列的过程。

习题2.2：请给出识别下列词素的正则表达式：（1）整数：[0-9]+（2）浮点数：[0-9]+\.[0-9]+（3）标识符：[a-zA-Z_][a-zA-Z_0-9]*第三章：语法分析习题3.1：什么是语法分析？答案：语法分析是将词法分析得到的词素序列转换为语法树的过程。

习题3.2：请给出下列文法的FIRST集和FOLLOW集：S -> aAbA -> cA | ε答案：FIRST(S) = {a}FIRST(A) = {c, ε}FOLLOW(S) = {$}FOLLOW(A) = {b}第四章：语义分析习题4.1：什么是语义分析？答案：语义分析是对源程序进行静态和动态语义检查的过程。

习题4.2：请给出下列文法的语义动作：S -> if E then S1 else S2答案：1. 计算E的值2. 如果E的值为真，则执行S1；否则执行S2。

第五章：中间代码生成习题5.1：什么是中间代码？答案：中间代码是一种介于源代码和目标代码之间的表示形式，它将源代码转换为一种更容易进行优化和转换的形式。

代码编译原理

代码编译原理代码编译原理是计算机科学中非常重要的一部分，它涉及到了整个软件开发的过程。

在这篇文章中，我们将讨论代码编译的基本原理，以及它在软件开发中的作用。

一、什么是代码编译原理代码编译原理是指将程序语言中的源代码转化为计算机能够理解的机器语言的过程。

编译器是完成这个工作的程序。

在这个过程中，编译器会将源代码进行一系列的处理，包括预处理、词法分析、语法分析、语义分析、代码优化和代码生成。

最终生成的可执行程序可以在计算机上运行。

二、代码编译的基本流程代码编译的基本流程包括以下几个步骤：1. 预处理预处理是将源代码中的预处理指令（如#define、#include等）进行处理并生成中间文件。

预处理器会将源代码进行简单的文本替换，将宏定义展开，将头文件的内容引入源代码中。

2. 词法分析词法分析是将源代码中的字符流转化成单词流的过程。

编译器会将源代码分成一个一个的单词（如变量名、常量、运算符等），并给每个单词打上相应的标记。

3. 语法分析语法分析是将单词流转化成语法树的过程。

编译器会根据语法规则对单词流进行分析，并构建出对应的语法树。

4. 语义分析语义分析是对语法树进行检查，确保程序语义的正确性。

编译器会对变量类型进行检查，检查语法是否符合规范等。

5. 代码优化代码优化是对生成的中间代码进行优化，以减少程序的运行时间和空间消耗。

编译器会根据预定义的优化规则对中间代码进行优化，并生成更为高效的代码。

6. 代码生成代码生成是将中间代码转化成机器语言的过程。

编译器会将优化后的中间代码转化成机器码，并储存在可执行文件中。

三、代码编译的作用代码编译是整个软件开发过程中不可或缺的一步，它具有以下几个作用：1. 提高程序运行效率编译器会对源代码进行优化，以尽可能地减少程序的运行时间和内存消耗。

2. 提高程序安全性编译器会对源代码进行语义分析，检查变量类型，检查语法是否符合规范等，以确保程序的安全性和正确性。

3. 跨平台支持编译器可以将源代码转化成不同平台上的机器码，实现跨平台支持，让同一份代码可以在不同的操作系统和硬件架构下运行。

编译原理课后第十一章答案

对假设（2） B:=3 D:=A+C E:=A*C F:=D+E K:=B*5 L:=K+F
计算机咨询网（）陪着您
10
《编译原理》课后习题答案第十一章
第7题分别对图 11.25 和 11.26 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。
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13)
i:=m-1 j:=n t1:=4*n v:=a[t1] i:=i+1 t2:=4*i t3:=a[t2] if t3< v goto (5) j:=j-1 t5:=4*j t5:=a[t4] if t5> v goto (9) if i >=编译原理》课后习题答案第十一章
第 5 题：如下程序流图(图 11.24)中，B3 中的 i∶=2 是循环不变量，可以将其提到前置结点吗? 你还能举出一些例子说明循环不变量外移的条件吗?
图 11.24 答案：不能。因为 B3 不是循环出口 B4 的必经结点。循环不变量外移的条件外有：（a）(I)s 所在的结点是 L 的所有出口结点的必经结点 (II)A 在 L 中其他地方未再定值 (III)L 中所有 A 的引用点只有 s 中 A 的定值才能到达（b）A 在离开 L 之后不再是活跃的，并且条件(a)的(II)和(III)成立。所谓 A 在离开 L 后不再是活跃的是指，A 在 L 的任何出口结点的后继结点的入口处不是活跃的（从此点后不被引用）（3）按步骤（1）所找出的不变运算的顺序，依次把符合（2）的条件(a)或(b)的不变运算 s 外提到 L 的前置结点中。如果 s 的运算对象（B 或 C）是在 L 中定值的，则只有当这些定值四元式都已外提到前置结点中时，才可把 s 也外提到前置结点。

编译原理试题及答案

参考答案一、单项选择题(共10小题，每小题2分，共20分)1．语言是A ．句子的集合B ．产生式的集合C ．符号串的集合D ．句型的集合 2．编译程序前三个阶段完成的工作是 A ．词法分析、语法分析和代码优化 B ．代码生成、代码优化和词法分析C ．词法分析、语法分析、语义分析和中间代码生成D ．词法分析、语法分析和代码优化3．一个句型中称为句柄的是该句型的最左 A ．非终结符号 B ．短语 C ．句子 D ．直接短语4．下推自动机识别的语言是A ．0型语言B ．1型语言C ．2型语言D ．3型语言5．扫描器所完成的任务是从字符串形式的源程序中识别出一个个具有独立含义的最小语法单位即 A ．字符B ．单词C ．句子D ．句型6．对应Chomsky 四种文法的四种语言之间的关系是 A ．L 0⊂L 1⊂L 2⊂L 3B ．L 3⊂L 2⊂L 1⊂L 0C ．L 3=L 2⊂L 1⊂L 0D ．L 0⊂L 1⊂L 2=L 3 7．词法分析的任务是 A ．识别单词B ．分析句子的含义C ．识别句子D ．生成目标代码 8．常用的中间代码形式不含A ．三元式B ．四元式C ．逆波兰式D ．语法树 9．代码优化的目的是A ．节省时间B ．节省空间C ．节省时间和空间D ．把编译程序进行等价交换10．代码生成阶段的主要任务是 A ．把高级语言翻译成汇编语言 B ．把高级语言翻译成机器语言C ．把中间代码变换成依赖具体机器的目标代码装订线D．把汇编语言翻译成机器语言二、填空题（本大题共5小题，每小题2分，共10分）1．编译程序首先要识别出源程序中每个(单词)，然后再分析每个(句子)并翻译其意义。

2．编译器常用的语法分析方法有(自底向上)和(自顶向下)两种。

3．通常把编译过程分为分析前端与综合后端两大阶段。

词法、语法和语义分析是对源程序的(分析)，中间代码生成、代码优化与目标代码的生成则是对源程序的(综合)。

编译原理-第十章--代码优化

第十章代码优化某些编译程序在中间代码或目标代码生成之后要对生成的代码进行优化。

所谓优化，实质上是对代码进行等价变换，使得变换后的代码运行结果与变换前代码运行结果相同，而运行速度加大或占用存储空间少，或两者都有。

优化可在编译的不同阶段进行，对同一阶段，涉及的程序范围也不同，在同一范围内，可进行多种优化。

一般，优化工作阶段可在中间代码生成之后和（或）目标代码生成之后进行。

中间代码的优化是对中间代码进行等价变换。

目标代码的优化是在目标代码生成之后进行的，因为生成的目标代码对应于具体的计算机，因此，这一类优化在很大程度上依赖于具体的机器，我们不做详细讨论。

另外依据优化所涉及的程序范围，又可分为局部优化、循环优化和全局优化三个不同的级别。

局部优化指的是在只有一个入口、一个出口的基本程序块上进行的优化。

循环优化对循环中的代码进行的优化。

全局优化是在整个程序范围内进行的优化。

本章重点：局部优化基本块的DAG表示第一节优化技术简介为了说明问题，我们来看下面这个例子，源程序是：P :=0For I :=1 to 20 doP :=P+A[I]*B[I];经过编译得到的中间代码如图10-1-1所示，这个程序段由B1和B2两个部分组成，B2是一个循环，假定机器按字节编址。

那么，对于这个中间代码段，可进行如下这些优化。

1、删除多余运算（删除公共子表达式）优化的目的在于使目标代码执行速度较快。

图10-1-1中间代码（3）和（6）中都有4＊I的运算，而从（3）到（6）没有对I赋值，显然，两次计算机的值是相等的。

所以，（6）的运算是多余的。

我们可以把（6）变换成：T4 :=T1。

这种优化称为删除多余运算或称为删除公共子表达式。

2、代码外提减少循环中代码总数的一个重要办法是代码外提。

这种变换把循环不变运算，即其结果独立于循环执行次数的表达式，提到循环的前面。

使之只在循环外计算一次，上例中，我们可以把（4）和（7）提到循环外。

经过删除多余运算和代码外提后，代码变成图10-1-2。

编译原理第5章--代码优化

(2) 确定满足以下条件的出口语句：确定满足以下条件的出口语句出口语句：下一个入口语句的前导语句入口语句的前导语句； ① 下一个入口语句的前导语句；转移语句包括转移语句自身)；语句(包括转移语句自身 ② 转移语句包括转移语句自身；停语句包括停语句自身包括停语句自身)。 ③ 停语句(包括停语句自身。
第5章
代码优化
(3) 图中各个结点上可能附加一个或多个标识符，表示这些图中各个结点上可能附加一个或多个标识符附加一个或多个标识符，变量具有该结点所代表的值。变量具有该结点所代表的值。
一个基本块由一个四元式序列组成四元式都可以用相应的一个基本块由一个四元式序列组成，且每一个四元式都可以用相应的基本块由一个四元式序列组成，每一个四元式都可以用 DAG结点表示。结点表示。结点表示给出了不同四元式和与其对应的DAG结点形式。图中，各结点圆圈结点形式。图5–1给出了不同四元式和与其对应的给出了不同四元式和与其对应的结点形式图中，中的ni是构造构造DAG过程中各结点的编号，过程中各结点的编号，中的过程中各结点的编号而各结点下面的符号(运算符、标识符或常数)是各结点的标记，是各结点的标记而各结点下面的符号运算符、标识符或常数是各结点的标记，各结点右运算符边的标识符是结点上的附加标识符。边的标识符是结点上的附加标识符。附加标识符除了对应转移语句的结点右边可附加一语句位置来指示转移目标外，除了对应转移语句的结点右边可附加一语句位置来指示转移目标外，其余对应转移语句的结点右边可附加一语句位置来指示转移目标外各类结点的右边只允许附加标识符。各类结点的右边只允许附加标识符。除对应于数组元素赋值的结点标记为继外，除对应于数组元素赋值的结点(标记为 ]=)有三个后继外，其余结点最多只应于数组元素赋值的结点标记为[ 有三个后继外有两个后继。两个后继。后继

编译原理-第一章-习题解答

第一章习题解答2．编译程序有哪些主要构成成分？各自的主要功能是什么？编译程序的主要构成成分有：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、表格管理程序及出错处理程序。

（1）词法分析程序：从左到右扫描源程序，识别单词及其有关属性；（2）语法分析程序：分析源程序的结构, 判别它是否为相应程序设计语言中的一个合法程序；（3）语义分析程序：审查源程序有无语义错误，为代码生成阶段收集类型信息；（4）中间代码生成程序：将源程序变成一种内部表示形式；（5）代码优化程序：对前阶段产生的中间代码进行变换或进行改造，使生成的目标代码更为高效；（6）目标代码生成程序：把中间代码变换成特定机器上的绝对指令代码或可重定位的指令代码或汇编指令代码；（7）表格管理程序：保存编译过程中的各种信息；（8）出错处理程序：若编译过程中发现源程序存在错误，则报告错误的性质和错误发生的地点，有些还可以自动校正错误。

3．什么是解释程序？它与编译程序的主要不同是什么？解释程序接受某个语言的程序并立即运行这个源程序。

它的工作模式是一个个的获取、分析并执行源程序语句，一旦第一个语句分析结束，源程序便开始运行并且生成结果，它特别适合程序员交互方式的工作情况。

而编译程序是一个语言处理程序，它把一个高级语言程序翻译成某个机器的汇编或二进制代码程序，这个二进制代码程序再机器上运行以生成结果。

它们的主要不同在于：解释程序是边解释边执行，解释程序运行结束即可得到该程序的运行结果，而编译程序只是把源程序翻译成汇编或者二进制程序，这个程序再执行才能得到程序的运行结果。

（当然还有其他不同，比如存储组织方式不同）THANKS !!!致力为企业和个人提供合同协议，策划案计划书，学习课件等等打造全网一站式需求欢迎您的下载，资料仅供参考。

编译原理-清华大学-第10章1-代码优化

(1)P:=0 (2)I:=0 (4)T2:=addr(A) (7)T5:=addr(B) (3)T1:=0
(5)T3:=T2[T1] (6)T4:=T1 (8)T6:=T5[T4] (9)T7:=T3*T6 (10)P:=P+T7 (11)I:=I+1 (3‘)T1:=T1+4 (12)if I<=20 goto(5)
2、代码外提
目的：减少循环中代码总数。方法：把循环不变运算，即其结果独立
于循环执行次数的表达式提到循环的前面，使之只在循环外计算一次。
(1)P:=0 (2)I:=0
(3)T1:=4*I (4)T2:=addr(A) (5)T3:=T2[T1] (6)T4:=T1 (7)T5:=addr(B) (8)T6:=T5[T4] (9)T7:=T3*T6 (10)P:=P+T7 (11)I:=I+1 (12)if I&l经过变换循环的控制条件后，有些变量不被引用，可以从循环中删除。
(1)P:=0 (2)I:=0 (4)T2:=addr(A) (7)T5:=addr(B) (3)T1:=4*I
(5)T3:=T2[T1] (6)T4:=T1 (8)T6:=T5[T4] (9)T7:=T3*T6 (10)P:=P+T7 (11)I:=I+1 (3’)T1:=T1+4 (12)if I<=20
2)在运行基本块时，只能从其入口进入，从出口退出。
2、划分基本块算法
(1)求出各基本块的入口语句 1)程序的第一个语句； 2)能由条件转移语句和无条件转移语句转
移到达的语句； 3)紧跟在条件转移语句后面的语句。
(2) 对以上求出的每个入口语句，确定其所属的基本块。它是由该入口语句到下一入口语句(不包括该入口语句) 之间的语句序列组成的。

编译原理教程第五版课后答案

编译原理教程第五版课后答案第一章：引言问题1答：编译器是一种将高级编程语言源代码转换为目标机器代码的软件工具。

它由多个阶段组成，包括词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成、代码优化和代码生成等。

问题2答：编译器的主要任务包括以下几个方面： - 词法分析：将源代码划分为词法单元，如标识符、关键字、操作符等。

- 语法分析：根据语法规则，将词法单元组成语法树。

- 语义分析：对语法树进行语义检查，如类型匹配、变量声明等。

- 中间代码生成：将语法树转换为中间代码表示形式。

- 代码优化：对中间代码进行优化，以提高程序的效率。

- 代码生成：将优化后的中间代码转换为目标机器代码。

第二章：词法分析问题1答：词法单元是编译器在词法分析阶段识别的最小的语法单位，它由一个或多个字符组成。

常见的词法单元包括关键字、标识符、常量和运算符等。

问题2答：识别词法单元的方法包括以下几种： - 正则表达式：通过正则表达式匹配字符串，识别出各类词法单元。

- 有限自动机：构建有限状态自动机，根据输入字符的不同状态转移，最终确定词法单元。

- 递归下降法：使用递归下降的方式，根据语法规则划分出词法单元。

第三章：语法分析问题1答：语法分析是编译器的一个重要阶段，它的主要任务是根据给定的语法规则，将词法单元序列转换为语法树。

语法分析有两个主要的方法：自顶向下的分析和自底向上的分析。

问题2答：自顶向下的分析是从文法的起始符号开始，根据语法规则逐步向下展开，直到生成最终的语法树。

常见的自顶向下的分析方法包括LL(1)分析和递归下降分析。

问题3答：自底向上的分析是从输入串开始，逐步合并词法单元，最终生成语法树。

常见的自底向上的分析方法包括LR分析和LALR分析。

第四章：语义分析问题1答：语义分析的主要任务是对语法树进行语义检查和类型推断。

语义分析阶段会检查变量的声明和使用是否合法，以及类型是否匹配等。

问题2答：常见的语义错误包括变量未声明、类型不匹配、函数调用参数不匹配等。

编译原理概述

编译原理概述
编译原理是计算机科学中的重要概念，是指设计和构建编译器的理论和技术。

编译器是一种将高级语言代码翻译成底层机器语言代码的程序，它起着将源代码翻译成目标代码的作用。

编译原理的主要研究对象是编译器的构造和实现方法，以及编译过程中涉及的各种理论和技术问题。

编译原理的基本概念包括词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成、代码优化和目标代码生成等几个方面。

其中，词法分析是将源代码分解成一个个单词或记号的过程，语法分析是对单词或记号进行语法规则分析的过程，语义分析是确定代码真正含义的过程，中间代码生成是生成与源代码等价的目标代码的过程，代码优化是提高目标代码质量和性能的过程，目标代码生成是将中间代码翻译成机器代码的过程。

在编译原理中，最核心的部分是语法分析，它决定了编译器对源代码的理解和转换能力。

语法分析可以分为自上而下的分析方法和自下而上的分析方法。

自上而下的分析方法是从最抽象的语法规则开始逐步向下分解源代码，直到分解到最细粒度；自下而上的分析方法则是从最细粒度的语法规则开始逐步向上合成源代码，直到合成到最抽象的语法规则。

在编译原理的研究中，还涉及到一些高级主题，如编译器前端和后端的设计、编译器生成器的设计、抽象语法树和符号表的表示、代码生成技术、及时编译技术等。

总的来说，编译原理是计算机科学中非常重要的一个领域，它的研究成果直接影响着编程语言的设计和实现方式，也是软件工程师必须掌握的基础知识之一。

通过学习编译原理，可以更好地理解计算机语言的工作原理，提高编程能力和代码质量，为软件开发提供更好的支持和保障。

编译原理课后答案第五章代码优化

进行代码外提就是将循环中的不变运算外提到循环入口结点前新设置的循环前置结点中。经检查，找出的不变运算为B2中的B=J+1。因此，代码外提后的程序流图如图5-6所示。
第五章代码优化
A＝ 0 I＝ 1
B1
B＝ J＋ 1 B′2
L1： C＝ B＋ I
B2
A＝ C＋ A
if I＝ 100 g2oto L
第五章代码优化
所以d必有通路到达M中任一结点ni，而M中任一结点又可以通过n到达d(n→d为回边)，从而M中任意两个结点之间必有一通路，L中任意两个结点之间亦必有一通路。此外，由M中结点性质可知：d到M中任一结点ni 的通路上所有结点都应属于M，ni到n的通路上所有结点也都属于M。因此，L中任意两结点间通路上所有结点都属于L，也即，L是强连通的。
L1： E＝ B*B
B3
F＝ F＋ 2
E＝ E＋ F
write(E)
if E＞ 100 g2oto L
halt B4 L2： F＝ F－ B15 goto1 L
图5-1 程序流图
第五章代码优化
5.4 基本块的DAG如图5-2所示。若： (1) b在该基本块出口处不活跃； (2) b在该基本块出口处活跃；请分别给出下列代码经过优化之后的代码： (1) a=b+c (2) b=a-d (3) c=b+c (4) d=a-d
if I＝ 100 g2oto L
F
T
I＝ I＋ 1 B3 goto 1L
L2： write AB4 halt
图5-5 习题5.8的程序流图
第五章代码优化
(2) 很容易看出，B3→B2是流图中的一条有向边，并且有B2 DOM B3，故B3→B2为流图中的一条回边。循环可通过回边求得，即找出由结点B2、结点B3以及有通路到达B3但不经过B2的所有结点。所以，由回边组成的 B3→B2循环是{ B2，B3}。

编译原理第6章代码优化

合并已知量删除公共子表达式(删除多余的运算)
删除无用赋值
第6部分代码优化
循环优化
是指对循环中的代码进行优化。
循环优化包括:

代码外提删除归纳变量强度削弱
第6部分代码优化
全局优化
是在整个程序范围内进行的优化, 需进行数据流分析, 花费代价很高。
第6部分代码优化
第6部分代码优化
6.1.2 基本块的DAG表示
DAG(Directed Acyclic Graph)是一种有向图，
常常用来对基本块进行优化。一个基本块的DAG是一种其结点带有下述标记或附加信息的DAG：
第6部分代码优化
(1) 图的叶结点(无后继的结点)以一标识符(变量名)或常数作为标记，表示该结点代表该变量或常数的值。如果叶结点用来表示一变量A的地址，则用addr(A) 作为该结点的标记。通常把叶结点上作为标记的标识符加上下标0，以表示它是该变量的初值。 (2) 图的内部结点(有后继的结点)以一运算符作为标记，表示该结点代表应用该运算符对其直接后继结点所代表的值进行运算的结果。 (3) 图中各个结点上可能附加一个或多个标识符，表示这些变量具有该结点所代表的值。一个基本块由一个四元式序列组成，且每一个四元式都可以用相应的DAG结点表示。
(1) G中四元式(2)和(6)都是已知量和已知量的运算，G'已合并；
(2) G中四元式(5)是一种无用赋值，G'已将它删除； (3) G中四元式(3)和(7)的R+r是公共子表达式, G'只对它们计算了一次，即删除了多余的R+r 运算。因此，G‘是对G实现上述三种优化的结果。
第6部分代码优化
第6部分代码优化

编译原理分知识点习题代码优化

1．与机器有关的代码优化有那些种类，请分别举例说明。

解答：与机器有关的优化有：寄存器优化，多处理优化，特殊的指令优化，无用的指令消除等四类。

冗余指令删除假设源程序指令序列a:=b+c; c:=a-d;编译程序为其生成的代码很可能是下列指令序列：MOV b, R0ADD c, R0MOV R0,aSUB d, R0MOV R0,c假如第四条指令没有标号，上述两个赋值语句在一个基本块内，则第四条指令是多余的，可删除。

特殊指令的使用例如，如果目标机器指令系统包含增1指令INC，对于i:=i+1的目标代码MOV i, R0ADD #1, R0MOV R0, i便可被代之以1条指令Inc i说明：优化的特点是每个改进可能会引发新的改进机会，为了得到最好的改进，一般可能需要对目标代码重复扫描进行优化。

2．设有语句序列a:=20b:=a*(a+10);c:=a*b;试写出合并常量后的三元式序列。

解答：该语句序列对应的三元式序列为：（1）（:=, 20,a）（2）(+, a, 10)（3）(*, a, (2) )（4）(:=, a, b)（5）(* a, b)（6）(:=, (5), c)合并常量后的三元式序列为：（1）（:=, 20，a）（2）(:=, 600, b)（3）(:=, 12000, c)3、试写出算术表达式a+b*c-(c*b+a-e)/(b*c+d)优化后的四元式序列。

解答：该表达式的四元式序列为：（1）（*，b,c,T1）（2）(+,a,T1,T2)（3）(*,c,b,T3)（4）(+,T3,a,T4)（5）(-,T4,e,T5)（6）(*,b,c,T6)（7）(+,T6,d,T7)（8）(/,T5,T7,T8)（9）(-,T2,T8,T9)可对该表达式进行删除公共子表达式的优化。

优化后的四元式序列为：（1）（*，b,c,T1）（2）(+,a,T1,T2)（3）(-,T2,e,T5)（4）(+,T1,d,T7)（5）(/,T5,T7,T8)（6）(-,T2,T8,T9)4.设有算术表示式（a*b+c）/(a*b-c)+(c*b+a-d)/(a*b+c)试给出其优化后的三元式序列。

编译原理--名词解释

名词解释编译：编译程序的翻译过程。

词法分析,语法分析,语义分析,中间代码生成,代码优化,目标代码生成.语言：由文法G生成的语言记为L(G),它是文法G的一切句子的集合:L(G)={x|S =>* x，其中S为文法的开始符号，且x ∈VT*}二义文法：若一个文法存在某个句子对应两棵不同的语法树，则称这个文法是二义的。

或者，若一个文法存在某个句子有两个不同的最左（右）推导，则称这个文法是二义的。

二义语言：如果产生上下文无关语言的每一个文法都是二义的，则说此语言是先天二义的。

属性文法：属性文法(attribute grammar)是一个三元组：A=(G,V,F),其中G:是一个上下文无关文法,V:有穷的属性集,F:关于属性的属性断言或一组属性的计算规则(称为语义规则) 。

活动记录：一个过程的一次执行所需要的信息，使用一个连续的存储区来管理这个区（块），叫做一个活动记录AR。

词法：规定什么是正确的单词，boy 不能写成byo等等。

语法（文法）：是指一组规则，用它可以形成和产生一个合适的程序。

（定义什么样的符号序列是合法的）语义：自然语言中词语的意义，逻辑形式系统中符号的解释。

（定义什么样的符号序列是有含义的）句子：有文法G[s]，若S =>* x，且x∈VT*，则称x是文法G的句子。

句型：有文法G[s]，若S =>* x，则称x是文法G的句型。

语法树：设G=( VN,VT,P,S)为一cfg，若一棵树满足下列4个条件，则此树称作G的语法树。

最左/最右推导：在推导的任何一步α β，其中α、β是句型，都是对α中的最左（右）非终结符进行替换。

自上而下分析：从文法的开始符号出发，反复使用文法的产生式，寻找与输入符号串匹配的推导，或者说，为输入串寻找一个最左推导。

自下而上分析：从输入符号串开始，逐步进行归约，直至归约到文法的开始符号。

短语：存在文法G[s],S =>* αAδ且 A =>+ β，则称β是句型αβδ相对于非终结符A的短语。

编译原理小题答案

《编译原理》常见题型一、填空题1.编译程序的工作过程一般可以划分为词法分析，语法分析，中间代码生成，代码优化(可省) ，目标代码生成等几个基本阶段。

2.若源程序是用高级语言编写的，目标程序是机器语言程序或汇编程序，则其翻译程序称为编译程序.3.编译方式与解释方式的根本区别在于是否生成目标代码.5.对编译程序而言，输入数据是源程序，输出结果是目标程序.7.若源程序是用高级语言编写的，目标程序是机器语言程序或汇编程序，则其翻译程序称为编译程序。

8.一个典型的编译程序中，不仅包括词法分析、语法分析、中间代码生成、代码优化、目标代码生成等五个部分，还应包括表格处理和出错处理。

其中，词法分析器用于识别单词。

10.一个上下文无关文法所含四个组成部分是一组终结符号、一组非终结符号、一个开始符号、一组产生式。

12.产生式是用于定义语法成分的一种书写规则。

13.设G[S]是给定文法，则由文法G所定义的语言L(G)可描述为：L(G)＝{x│S=>*x,x∈VT*} 。

14.设G是一个给定的文法，S是文法的开始符号，如果S*⇒x（其中x∈V*），则称x是文法的一个句型。

15.设G是一个给定的文法，S是文法的开始符号，如果S*⇒x(其中x∈V T*)，则称x是文法的一个句子。

16.扫描器的任务是从源程序中识别出一个个单词符号。

17.语法分析最常用的两类方法是自上而下和自下而上分析法。

18.语法分析的任务是识别给定的终结符串是否为给定文法的句子。

19.递归下降法不允许任一非终结符是直接左递归的。

20.自顶向下的语法分析方法的关键是如何选择候选式的问题。

21.递归下降分析法是自顶向下分析方法。

22.自顶向下的语法分析方法的基本思想是：从文法的开始符号开始，根据给定的输入串并按照文法的产生式一步一步的向下进行直接推导，试图推导出文法的句子，使之与给定的输入串匹配。

23.自底向上的语法分析方法的基本思想是：从给定的终结符串开始，根据文法的规则一步一步的向上进行直接归约，试图归约到文法的开始符号。

与编译相关的书籍

与编译相关的书籍
编译是一门复杂且广泛的学科，涉及到多种编程语言和技术。

有许多
优秀的书籍可以帮助读者深入了解和掌握编译的相关知识。

以下是一
些与编译相关的经典书籍：
1.《编译原理》- 编译原理是学习编译的基础，这本书详细介绍了编
译器的设计和实现原理，包括语法分析、词法分析、语义分析、代码
优化和代码生成等内容。

2.《现代编译原理》- 这本书深入探讨了编译器的各个方面，包括前
端和后端的技术。

它介绍了新的编译技术、代码优化和并行编程等最
新进展。

3.《高级编译器设计与实现》- 这本书主要讲解高级编译器的设计和
实现，包括语法制导翻译、类型检查和内存管理等内容。

它还介绍了
一些实际的编译器工具和开发技巧。

4.《编译器设计》- 这是一本全面介绍编译器设计和实现的教材，涵
盖了编译器的各个阶段，包括词法分析、语法分析、语义分析和代码
生成等。

5.《优化编译器设计》- 这本书着重介绍了编译器中的代码优化技术，对于提高程序性能非常有帮助。

它介绍了优化算法、数据流分析和指
令调度等内容。

6.《LLVM编译器》- 这本书介绍了LLVM编译器框架和相关技术。

它详细解释了编译器前端和后端的实现原理，以及如何扩展和优化LLVM编
译器。

以上是一些经典的关于编译的书籍，它们可以帮助读者深入了解编译器的原理和实践，提高编译器的设计和开发能力。

这些书籍对于学习和研究编译技术都非常有价值。