编译原理与技术
北京邮电大学《编译原理与技术》课程教学大纲
《编译原理与技术》课程教学大纲一、课程编号：1311020二、课程名称：编译原理与技术（64学时）Compiler Principle and Technology三、课程教学目的通过本课程的学习，使学生了解并掌握程序设计语言的编译程序的设计原理与实现技术，了解编译程序的构造方法；加深学生对高级程序设计语言的理解，做到触类旁通；使学生体会到其他专业基础知识如算法与数据结构、程序设计、操作系统、形式语言与自动机、计算机组成原理、汇编语言、软件工程等综合应用，对计算机的软硬件工作原理建立比较深刻的理解，提高学生的专业素养，使学生能够利用所学的理论知识解决实际问题，培养学生分析问题、解决问题的能力。
四、课程教学基本要求1．了解编译的基本概念和步骤，编译程序的基本组成、结构、编译环境等基本概念。
2．掌握词法分析的原理、词法分析程序的设计和实现方法。
3．掌握语法分析的原理和实现技术、简单的语法分析程序的设计和实现。
4．掌握语法制导翻译技术。
5．理解利用语法制导翻译技术进行语义分析、中间代码生成的实现。
6．理解程序运行环境、代码生成相关的基本概念和实现方法。
7．了解代码优化技术的基本概念和方法。
五、教学内容及学时分配（含实验）第一章编译概述2学时1．翻译和解释2．编译的阶段3．编译程序的前后处理器（预处理器、汇编程序、连接装配程序）第二章词法分析4学时1．词法分析器的作用2．词法分析器的输入与输出3．记号的描述与识别4．词法分析程序的设计与实现5*．软件工具LEX（规格说明、工作原理）1．语法分析器的作用2．自顶向下分析（预测分析器、非递归的预测分析器）3．自底向上分析（规范归约、移进-归约方法实现）4．LR分析器（模型及工作过程、SLR(1)分析器、LR(1)分析器、LALR(1)分析器）5．LR分析方法对二义文法的应用6*．软件工具YACC （规格说明、二义性处理）第四章语法制导翻译技术8学时1．语法制导定义与翻译方案2．S属性定义的自底向上翻译3．L属性的自顶向下翻译4．L属性的自底向上翻译第五章语义分析4学时1．语义分析的概念2．符号表的组织与管理3．类型检查（类型表达式、类型等价）4．简单类型检查器的说明（语言说明、确定标识符的类型、表达式及语句的类型检查）5*．类型检查有关的其他主题（函数和运算符的重载、类型转换、多态函数）第六章运行环境6学时1．程序运行时的存储组织2．存储分配策略（静态存储分配、栈式存储分配、堆式存储分配）3．访问非局部名字4．参数传递方式第七章中间代码生成6学时1．中间代码形式2．赋值语句的翻译3．布尔表达式的翻译4．控制语句的翻译5．过程调用语句的翻译1．代码生成概述2．基本块与流图3．一个简单的代码生成程序第九章代码优化2学时1．优化概述2．基本块的优化3．循环优化教学实践：实验1．设计并实现一个C语言程序的词法分析程序4学时实验2．设计并实现一个简单赋值语句的语法分析程序12学时六、教学重点、难点重点：语法分析、语法制导翻译技术、运行环境、中间代码生成难点：语法分析、语法制导翻译技术七、先修课程：计算机导论与程序设计、算法与数据结构、形式语言与自动机、计算机组成原理八、适用专业：计算机科学与技术、网络工程九、使用教材及参考书目《编译原理与技术》李文生编著清华大学出版社 2009.1执笔人: 李文生。
编译原理与技术--答案
《编译原理与技术》90分答案须用《西安电子科技大学网络与继续教育学院标准答题纸》手写完成，要求字迹工整、卷面干净。
一、单选题1、A2、C3、B4、B5、B二、填空题1、语法分析、语义分析、目标代码生成、语义分析2、自上而下3、移进，归约4、下推自动机5、a+120，编译，运行三、简答题1、答案：有了正规式和有限自动机的理论基础后，就可以构造出编译程序的词法分析模块。
构造词法分析器的一般步骤如下。
（1）用正规式描述语言中的单词构成规则。
（2）为每个正规式构造一个NFA，它识别正规式所表示的正规集。
（3）将构造出的NFA转换成等价的DFA。
（4）对DFA进行最小化处理，使其最简。
（5）从DFA构造词法分析器。
2、答案：常用的中间代码：三地址码，后缀式，DAG图。
中间代码的特点是与具体机器（指令系统）无关；采用中间代码可以明确区分前端与后端；便于优化和移植。
解释：编译器各阶段的完整输出，均可以被认为是源程序的某种中间表示。
本章讨论的是中间代码生成器输出的中间表示，称之为中间代码。
中间代码实际上应起一个编译器前端与后端分水岭的作用。
为此要求中间代码具有如下特性，以便于编译器的开发移植和代码的优化：（1）便于语法制导翻译；（2）既与机器指令的结构相近，又与具体机器无关。
3、答案：N = {S, A, B}T = {a, b, c, d}S → aAcB | Bd A → AaB | c B → bScA | b | ε四、综合题1、 (a)NFA如下图所示(b)s0 = {A}ε_闭包(s0) = s0 初态ε_闭包(smove(s0,1)) = {B} 记为s1ε_闭包(smove(s1,0)) = {B} = s1ε_闭包(smove(s1,1)) = {B,C} 记为s2，终态ε_闭包(smove(s2,0)) = {B} = s1ε_闭包(smove(s2,1)) = {B,C } = s2DFA如下图所示2、答案：(a) FIRST(B) = {b, ε} FIRST(A) = {a, b} FIRST(S) = {a, b}FOLLOW(S) = {#} FOLLOW(A) = {b} FOLLOW(B) = {c, #}(b) 可以推导出baabbb3、答案：(a) 识别该文法活前缀的DFA如下图所示(b) 句子id(id+id(id))分析树var_no = 2 arr_no = 2 exp_no = 3。
编译原理与技术
编译原理与技术编译原理与技术是计算机科学与技术中的一门重要课程，旨在教授学生如何设计、实现和优化编译器以及相关的编程工具和技术。
本文将介绍编译原理与技术的基本概念、主要任务以及在实际应用中的作用和挑战，并探讨编译原理与技术在不同编程语言和开发环境中的应用。
一、编译原理与技术的基本概念编译原理与技术研究的对象是编译器，而编译器是一种从一种语言（源语言）到另一种语言（目标语言）的程序转换工具。
编译器的主要任务是将源程序转换为等价的目标程序，以便计算机能够执行。
编译原理与技术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、代码优化和代码生成等。
1. 词法分析词法分析是编译器的第一个阶段，它将源程序的字符流转换为有意义的词法单元序列。
词法单元是编程语言中具有独立含义的最小单元，例如关键字、标识符、运算符和常量等。
词法分析器通常通过有限自动机或正则表达式来实现。
2. 语法分析语法分析是编译器的第二个阶段，它通过对词法单元序列的分析来构造语法树。
语法树反映了源程序的语法结构，其中每个节点代表一个语法单元，每个子节点代表一个子表达式。
语法分析器通常使用上下文无关文法和分析方法（如递归下降分析和LR分析）来实现。
3. 语义分析语义分析是编译器的第三个阶段，它对语法树进行静态检查以确定源程序是否符合语义规则。
语义分析器通常处理类型检查、作用域分析和语义动作等任务，以确保生成的中间代码具有准确的语义含义。
4. 中间代码生成中间代码生成是编译器的第四个阶段，它将语法树转换为一种中间表示形式，以便后续的优化和目标代码生成。
中间代码通常是一种抽象的、与机器无关的形式，例如三地址码、虚拟机代码或中间表示IR。
5. 代码优化代码优化是编译器的第五个阶段，它利用各种优化技术来改进中间代码的性能和效率。
常见的代码优化技术包括常量传播、公共子表达式消除、循环优化和内联展开等。
6. 代码生成代码生成是编译器的最后一个阶段，它将优化后的中间代码转换为目标代码。
北邮-编译原理-词法分析
实验报告编译原理与技术ytinrete程序设计1题目：词法分析程序的设计与实现。
实验内容：设计并实现C语言的词法分析程序，要求如下。
（1）、可以识别出用C语言编写的源程序中的每个单词符号，并以记号的形式输出每个单词符号。
（2）、可以识别并读取源程序中的注释。
（3）、可以统计源程序汇总的语句行数、单词个数和字符个数，其中标点和空格不计算为单词，并输出统计结果（4）、检查源程序中存在的错误，并可以报告错误所在的行列位置。
（5）、发现源程序中存在的错误后，进行适当的恢复，使词法分析可以继续进行，通过一次词法分析处理，可以检查并报告源程序中存在的所有错误。
|实验要求：方法1：采用C/C++作为实现语言，手工编写词法分析程序。
方法2：通过编写LEX源程序，利用LEX软件工具自动生成词法分析程序。
算法思路：首先通过遍历，统计行号和字符数，并记录所有的注释。
其次，再次读取，利用一个字符数组作为buffer保存一行的数据，在对其中的数据进行处理，完成之后再读下一行，跳过注释。
对于整行数据的处理，依靠空格将其分成单个单词再具体处理。
对于查错问题实在是一个难题，只能根据一些规则判定有错并记录。
&程序源代码：==*p || 'E'==*p || 'e'==*p)//小数和指数形式{(1,*p);p++;while(isdigit(*p)){(1,*p);p++;}}{sum_word++;(temp_word);cout<<endl<<"第"<<sum_word<<"个单词："<<" 无符号数：" <<temp_word<<endl;}}elseif('#'==*p)//预处理文件特殊处理{while('\0'!=*p){(1,*p);》p++;}//p指向换行，完成直接退出(temp_word);}elseif('"'==*p)//字符串{();p++;while('"'!=*p)<{(1,*p);p++;}p++;sum_word++;cout<<endl<<"第"<<sum_word<<"个单词："<<" 字符串：" <<temp_word<<endl;}elseif('+'==*p)//处理符号{。
编译原理及实现技术：7.语法分析__语法树、二义性文法
SSS|a 可以推导出SSS串，必有二义性 SS+S 可以推导出S+S+S，必有二义 性
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2.2 文法二义性的判定和利用
文法二义性的利用 对二义性文法进行修改，消除其二义性
会导致文法的复杂程度和符号数目迅速升 高。 可以利用二义性文法状态少，分析快的 特点，使用二义性文法，对具体问题加入 语义规则，约束其二义性即可。
16
若干历年考试题
设有一个文法G[S]: S->V V->T|ViT T->F|T+F F->V*|[
F+Fi[
句型F+Fi[的短语，简 单短语和句柄分别为： 首F,F+F, F+Fi[, [ 首F,[； 首F。
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14
若干历年考试题
构造一个文法G，使 L(G)={anbmck|m=n+k,n≥1,m>1,k≥1}
G[S]: SAB AaAb| ab BbBc| bc
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若干历年考试题
已知文法G[Z]: ZWV WaB | aW | a Bb | bB VbV | dD Dd | dD
判断文法G[Z]是否为二义性文法，如果是请举 例 句子abdd有两棵语法树。
语法树：设G是给定的语法，称满足下列条
件的树为G的一棵语法树： 1. 树的每个节点都标有G的一个语法符号，且根
节点标有初始符S。 2. 如果一个非叶节点A按从左到右顺序有n个儿子
节点B1、B2、…、Bn，则: AB1B2…Bn 一定是 G的一个产生式.
2
1.1 语法树的定义
例子：有文法
E
E E+T E T T T *F
916073-编译原理原理与技术-第3章 语法分析
id
id
E E+E E E +E id E + E id id + E id id + id E
E +E
E
*
E id
id
id
3.2 语言和文法
• 文法的优点
–文法为语言给出了精确的、易于理解的语法规范 –自动产生高效的分析器 –可以给语言定义出层次结构 –以文法为基础的语言的实现便于语言的修改
FIRST(E) = FIRST(T) = FIRST(F) = { ( , id } FIRST(E ) = {+, } FRIST(T ) = {, } FOLLOW(E) = FOLLOW(E ) = { ), $} FOLLOW(T) = FOLLOW (T ) = {+, ), $} FOLLOW(F) = {+, , ), $}
id
+ term
term * factor
factor
id
id id + id id 分析树
3.2 语言和文法
3.2.5 消除二义性 stmt if expr then stmt
| if expr then stmt else stmt | other • 句型：if expr then if expr then stmt else stmt • 两个最左推导： stmt if expr then stmt if expr then if expr then stmt else stmt stmt if expr then stmt else stmt if expr then if expr then stmt else stmt
3.3 自上而下分析
编译原理与技术1
编译原理与技术模拟试题一一、填空题（20分，每空2分）1.1编译程序的工作过程可划分为词法分析、语法分析、、中间代码生成、代码优化、等阶段，一般在阶段对表达式中运算对象的类型进行检查。
答案：语义分析、目标代码生成、语义分析解释：要求掌握编译器的工作原理和特点。
编译和解释方式是翻译高级程序设计语言的两种基本方式。
解释程序也称为解释器，它或者直接解释执行源程序，或者将源程序翻译成某种中间表示形式后再加以执行；而编译程序（编译器）则首先将源程序翻译成目标语言程序，然后在计算机上运行目标程序。
编译过程包含词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成、代码优化、目标代码生成，以及符号表管理和出错处理。
表达式的类型信息属于语义信息，所以在语义分析阶段进行类型检查。
1.2 和预测分析法是自上而下的语法分析方法。
答案：递归下降法解释：语法分析的任务是根据语言的语法规则，分析单词串是否构成短语和句子，即表达式、语句和程序等基本语言结构，同时检查和处理程序中的语法错误。
根据语法树（或分析树）的建立方式，语法分析可分为自上而下分析和自下而上分析两类，递归下降分析和预测分析属于自上而下的语法分析方法。
1.3常用的存储分配策略有存储分配和动态存储分配，其中，动态存储分配策略包括分配和分配。
答案：静态、栈、堆解释：编译器怎样对存储空间进行组织和采用什么样的存储分配策略，很大程度上取决于程序设计语言中所采用的机制。
编译器具体实现时，根据语言机制的特性，采用静态分配策略、栈分配策略和堆分配策略三种方式的其中若干种。
静态分配策略是指编译时安排所有数据对象的存储，即绑定是静态确定的；栈分配策略是指按栈的方式管理运行时的存储；堆分配策略是指在运行时根据要求从堆数据区动态地分配和释放存储。
1.4移进、归约是分析中的典型操作。
答案：自下而上或LR解释：自下而上分析的一般思路是从句子ω开始，从左到右扫描ω，反复用产生式的左部替换产生式的右部、谋求对ω的匹配，最终得到文法的开始符号，或者发现一个错误。
编译原理与技术 词法分析 (2)
某终态。
识别相同正规集的DFA和NFA： DFA的规模（在状态 数和状态转换上）一般比相应的NFA复杂（可以达到 指数级）
2024/8/6
《编译原理与技术》讲义
16
比较 DFA 和 NFA（3）
e.g.11 识别正规式（0|1）*01的DFA和NFA
0
NFA :
S0
0
S1
1
S2
DFA :
1
1
0
S0
e.g.9 下面DFA M识别的语言L(M)是什么？
S
1
1
S0
S1
1
00 0
00
1
S2
1
S3
2024/8/6
《编译原理与技术》讲义
含偶数个0和偶数个1的0,1串}
1 S0
1 00
1
S2
1
S1 00
S3
S0 偶数个“0”与偶数个“1”的 0,1串
(S1,1)= {S2}
(S2,0)= {S2}
(S2,1)= {S2}
(S3,0)= {S4}
(S3,1)= ∅
(S4,0)= {S4}
(S4,1)= {S4}
2024/8/6
《编译原理与技术》讲义
6
有限自动机的表示
e.g.7 中NFA的状态转换图如下：
0,1
0,1
0
0
S0
S3
S4
1
S1 1
S2 0,1
18
正规式与有限自动机
✓ R= R1 | R2
（1）
Si
fi
R1对应的 NFA,Si为初 态，fi为终态
2024/8/6
Sj
理解编译原理和优化技术对代码执行的影响
理解编译原理和优化技术对代码执行的影响编译原理和优化技术是程序执行过程中非常重要的环节，它们可以对代码执行产生深远的影响。
编译原理主要负责将源代码转化为机器可以执行的指令，而优化技术则负责提高代码执行效率和性能。
本文将探讨编译原理和优化技术对代码执行的影响，并分析它们的作用和原理。
一、编译原理对代码执行的影响编译原理是计算机科学中的一个重要概念，它主要研究源代码如何转化为可执行代码的过程。
编译原理包括词法分析、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阶段，每个阶段都对代码执行有着直接的影响。
1.词法分析词法分析是源代码的第一步解析过程，它负责将源代码分解为词法单元，比如标识符、关键字、操作符等。
词法分析的结果直接决定了后续语法分析和语义分析的顺利进行，因此词法分析的质量直接影响了代码执行的效率和正确性。
2.语法分析语法分析是编译原理中非常重要的一个环节，它负责将词法单元组成的字符串解析为语法结构，并生成语法树或者语法图。
语法分析的质量决定了程序的结构是否合理，进而影响了后续的优化和生成代码的过程。
3.语义分析语义分析是编译原理中的关键环节，它负责检测源代码中的语法错误和语义错误，比如类型错误、作用域错误等。
语义分析的质量直接决定了程序的执行正确性和可靠性，因此它对代码执行有着直接的影响。
4.中间代码生成中间代码是指在源代码和目标代码之间的一种抽象表示，它可以是三地址码、四元式、抽象语法树等形式。
中间代码生成的质量直接影响了后续的代码优化和生成代码的效果，因此它对代码执行有着深远的影响。
5.代码优化代码优化是编译原理中非常重要的一个环节，它负责提高程序执行的效率和性能。
代码优化可以分为多个层次，比如局部优化、全局优化、线程级优化、并行优化等。
代码优化的质量决定了程序的执行效率和性能，对代码执行有着直接的影响。
6.目标代码生成目标代码生成是编译原理中的最后一个环节，它负责将中间代码转化为目标机器可以执行的指令。
《编译原理》教学大纲
《编译原理》教学大纲一、课程概述编译原理是计算机科学与技术专业的一门重要课程，也是软件工程领域的基础课程之一、本课程通过对编译器的原理和实现技术的学习，使学生掌握编译器的设计和实现方法，培养学生独立解决实际问题的能力。
二、教学目标1.理解编译器的基本原理和工作流程；2.掌握常见编译器的构建方法和技术；3.能够设计和实现简单的编译器；4.培养分析和解决实际问题的能力。
三、教学内容和教学进度1.第一章：引论1.1编译器的定义和分类1.2编译器的基本工作流程2.第二章：词法分析2.1编译器的基本结构2.2词法单元的定义和识别方法2.3正则表达式和有限自动机3.第三章：语法分析3.1语法分析的基本概念3.2语法规则的定义和表示方法3.3自顶向下的语法分析方法3.4自底向上的语法分析方法4.第四章：语义分析4.1语义分析的基本概念4.2属性文法和语法制导翻译4.3语义动作和符号表管理5.第五章：中间代码生成5.1中间代码的定义和表示方法5.2基本块和控制流图5.3三地址码的生成方法6.第六章：优化6.1优化的基本概念和原则6.2常见的优化技术和方法6.3编译器的优化策略7.第七章：目标代码生成7.1目标代码生成的基本原理7.2目标代码的表示方法和存储管理7.3基本块的划分和目标代码生成算法8.第八章：附加主题8.1解释器和编译器的比较8.2面向对象语言的编译8.3并行编译和动态编译四、教学方法1.理论教学与实践相结合，注重教学案例的分析和实践；2.引导学生主动探索，注重培养学生的自主学习能力；3.激发学生的兴趣，鼓励学生提问和讨论。
五、考核方式1.平时成绩：包括课堂测验、作业和实验报告等；2.期末考试：闭卷笔试，主要考查学生对编译原理的理论知识和实践能力的掌握程度。
六、参考教材1.《编译原理与技术》（第2版），龙书，机械工业出版社，2024年2.《现代编译原理-C语言描述》（第2版），谢路云，电子工业出版社，2024年七、参考资源1. 实验环境：Dev-C++、gcc、llvm等2.相关网站：编译原理教学网站、编译器开源项目等八、教学团队本课程由计算机科学与技术学院的相关教师负责教学，具体安排详见教务处发布的教学计划。
编译原理与技术 - 习题集(含答案)
编译原理与技术 - 习题集（含答案）《编译原理与技术》课程习题集西南科技大学成人、网络教育学院版权所有习题【说明】：本课程《编译原理与技术》（编号为03002）共有简答题,计算题1,计算题2,问答与作图题,计算题3,计算题4,计算题5等多种试题类型，其中，本习题集中有[简答题]等试题类型未进入。
一、计算题1 1. 已知NFA M1、将NFA M确定化为DFA M；2、求DFA M的正规式； 2. 已知正规式：a+b(b|ab)*1、求等价的NFA；2、求等价的DFA； 3. 已知正规式((ε｜a)b*)*1、求等价的NFA；2、将NFA确定化3、若所求DFA可最小化，则求其最小化DFA；若无，说明原因。
4. 写出字母表? = {a, b}上语言L = {w | w中a的个数是偶数}的正规式，并画出接受该语言的最简DFA。
5. 有文法 G[S] ：第 1 页共 26 页S → aC | aA A → aC C → bC |b1、求等价的NFA；2、求等价的DFA；二、计算题2 6. 将文法G[S]：S→aA A→AS|Bc B→Bi|i1、消除左递归；2、证明该文法消除左递归后是LL（1）文法？3、给出相应的LL(1)分析表。
7. 已知文法G（S）：E→aTb|iE|i T→TE|E1、提公因子和消除左递归；2、计算每个非终结符的FIRST和FOLLOW；3、证明该文法是否为LL（1）文法？8. 已知文法G（S）为：E → E or T | T T → T andF | FF → not F | ( E ) | true | false 1、对文法消除左递归；第 2 页共 26 页2、计算消除左递归后的文法的每个非终结符的FIRST和FOLLOW；3、判断消除左递归后的文法是否是LL(1) 文法。
9. 已知文法G（D）为：D→int L| real L L→L,id | id1、提公因子和消除左递归；2、计算每个非终结符的FIRST和FOLLOW；3、证明该文法是否为LL（1）文法？10. 已给文法 G[S]：S → SaP | Sf | P P → qbP | q1、对文法提公因子和消除左递归，得到其LL(１)文法；2、对LL(１)文法计算每个非终结符的FIRST和FOLLOW； 3、给出LL(１)文法的 LL(１)分析表。
编译原理及实践
编译原理及实践编译原理是计算机科学中的重要领域，它研究的是如何将高级语言程序转换为机器语言程序的方法和技术。
编译器是实现这一转换过程的工具，它扮演着将程序员编写的高级语言程序转换为计算机可以执行的机器语言程序的角色。
在现代计算机科学中，编译原理的研究和应用已经成为了不可或缺的一部分。
本文将就编译原理及其实践进行一些探讨和分析。
首先，编译原理涉及到的内容非常广泛，它包括了词法分析、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多个方面。
在编译原理的学习和实践过程中，我们需要深入了解每个方面的原理和实现方法，才能够更好地理解和应用编译原理的知识。
其次，编译原理的实践是非常重要的。
通过实际的编译器开发项目，我们可以更深入地理解编译原理的知识，并且可以提高我们的编程能力和软件工程能力。
在实践过程中，我们需要学会使用各种编译器开发工具，掌握各种编程语言和数据结构，以及了解各种编译器设计和实现的技术和方法。
另外，编译原理的研究和应用也是非常广泛的。
在计算机科学的各个领域，编译原理都有着重要的作用。
比如，在程序语言设计和实现、软件工程和开发、操作系统和编程语言的实现、嵌入式系统和网络编程等方面，编译原理都发挥着重要的作用。
最后，编译原理的学习和实践是一个不断探索和提高的过程。
我们需要不断地学习和研究最新的编译原理技术和方法，不断地实践和探索新的编译器开发项目，以及不断地应用和推广编译原理的知识和技术。
只有这样，我们才能够更好地掌握和应用编译原理的知识，提高我们的编程能力和软件工程能力。
总之，编译原理是计算机科学中的重要领域，它研究的是如何将高级语言程序转换为机器语言程序的方法和技术。
通过对编译原理的学习和实践，我们可以更深入地理解和应用编译原理的知识，提高我们的编程能力和软件工程能力，以及推动计算机科学的发展和进步。
希望本文能够对编译原理的学习和实践有所帮助，也希望大家能够对编译原理有更深入的了解和研究。
编译原理书籍
编译原理书籍
编译原理是计算机科学领域的重要课题之一。
它研究的是如何将高级程序语言代码转换为可执行的机器语言代码的过程。
编译原理的研究对于优化程序性能、提高程序可靠性以及实现新的语言特性都具有重要意义。
在编译原理的学习过程中，一本好的教材是必不可少的辅助工具。
以下是一些值得推荐的编译原理教材：
1. "编译原理与技术"，作者：王生原
2. "编译原理"，作者：周伯华
3. "现代编译原理"，作者：Andrew W. Appel
4. "编译原理与实践"，作者：龙书
5. "高级编译器设计与实现"，作者：Steven Muchnick
这些教材涵盖了编译原理的基本概念、各个阶段的具体实现、相应的算法和数据结构等内容。
通过系统地学习这些教材，读者可以掌握编译原理的核心知识，并且能够应用于实际的编译工作中。
除了教材之外，还可以参考相关的学术论文、技术博客和开源项目，以获取更深入的理解和实战经验。
编译原理是一个广阔而有挑战性的领域，需要不断学习和实践才能掌握其中的精髓。
愿你在学习编译原理的过程中能够获得丰富的知识和宝贵的经验！。
编译原理与技术
编译原理与技术
编译原理与技术是一门关于编译器设计和实现的学科，它涉及到计算机科学的许多领域，包括计算机语言、算法、数据结构和计算机硬件等。
编译器是一种将高级语言代码转换为机器代码的自动化程序。
编译原理与技术的目的是让计算机能够理解人类语言，并将其转换为计算机可执行的指令，以实现现代计算机的各种应用。
编译原理与技术包括两个主要阶段：前端和后端。
前端是指将源代码转换为中间代码的过程，它包括词法分析、语法分析、语义分析和中间代码生成等步骤。
后端是指将中间代码转换为可执行代码的过程，它包括优化、代码生成和目标代码生成等步骤。
编译器的设计和实现需要使用多种数据结构和算法，例如有限自动机、语法树、中间代码、汇编代码等。
此外，编译原理与技术还涉及到计算机硬件方面的知识，例如指令集架构和计算机内存管理等。
编译原理与技术的应用非常广泛，例如编译器、解释器、代码优化器、虚拟机等。
它对于计算机科学的研究和发展具有重要的意义，可以帮助人们更好地理解计算机语言和编程的本质，提高计算机程序的性能和可维护性。
编译原理与技术第4版张强主编课后答案
编译原理与技术第4版张强主编课后答案这份文档旨在提供《编译原理与技术第4版》张强主编书中的课后答案。
以下是一些问题的详细解答：1. 什么是编译器？编译器的主要功能是什么？- 编译器是一种将源代码转化为目标代码的软件工具。
它的主要功能是将高级语言代码转换成机器语言或可执行代码。
2. 编译器的主要组成部分有哪些？- 编译器主要由以下几个组成部分构成：- 词法分析器（Lexical Analyzer）：将源代码分解成词素或标记。
- 语法分析器（Syntax Analyzer）：对词法分析得到的标记进行语法分析，构建语法树。
- 语义分析器（Semantic Analyzer）：对语法树进行语义分析，检查类型错误等。
- 优化器（Optimizer）：对中间代码进行优化，提高程序的性能。
- 代码生成器（Code Generator）：将优化后的中间代码转换成目标机器代码。
3. 解释一下编译过程中的词法分析和语法分析。
- 词法分析（Lexical Analysis）是将源代码分解成词素或标记的过程。
它通过识别关键字、标识符、操作符等将代码分解成最小的可被理解的单元。
- 语法分析（Syntax Analysis）是对词法分析得到的标记进行语法分析，构建语法树的过程。
语法分析器通过检查标记之间的关系和顺序来确定源代码是否符合语法规则。
4. 请简要描述编译器的优化过程。
- 编译器的优化过程是对中间代码进行优化，以提高程序的性能。
优化器通过重新组织代码、减少不必要的计算、利用硬件特性等方式来减少程序的执行时间和内存占用。
以上是对《编译原理与技术第4版》张强主编书中的课后答案的简要解答。
详细的答案请参考该教材。
《编译原理和技术》部分课后试题解答
《编译原理和技术》部分课后试题解答2.1 考虑⽂法G[S],其产⽣式如下:S→(L)|a L→L，S|S(1)试指出此⽂法的终结符号、⾮终结符号。
终结符号为：{(,),a,,,}⾮终结符号为：{S,L}开始符号为：S(2)给出下列各句⼦的分析树：① (a,a)②(a,(a,a))③ (a,((a,a),(a,a)))(3)构造下列各句⼦的⼀个最左推导：① (a,a)S (L) (L,S) (S,S) (a,S) (a,a)② (a,(a,a))S (L) (L,S) (S,S) (a,S) (a,(L) (a,(L,S)) (a,(S,S)) (a,(a,S)) (a,(a,a))③ (a,((a,a),(a,a)))S (L) (L,S) (S,S) (a,S) (a,(L)) (a,(L,S)) (a,(S,S)) (a,((L),S)) (a,((L,S),S)) (a,((S,S),S))(a,((a,S),S)) (a,((a,a),S)) (a,((a,a),(L)))(a,((a,a),(L,S))) (a,((a,a),(S,S))) (a,((a,a),(a,S)))(a,((a,a),(a,a)))(4)构造下列各句⼦的⼀个最右推导：①(a,a)S (L) (L,S) (L,a) (S,a) (a,a)②(a,(a，a))S (L) (L,S) (L,(L)) (L,(L,S)) (L,(L,a)) (L,(S,a)) (L,(a,a)) (S,(a,a)) (a,(a,a)③(a，((a，a)，(a，a))S (L) (L,S) (L,(L)) (L,(L,S)) (L,(L,(L))) (L,(L,(L,S))) (L,(L,(L,a))) (L,(L,(S,a)))(L,(L,(a,a))) (L,(S,(a,a))) (L,((L),(a,a)))(L,((L,S),(a,a))) (L,((L,a),(a,a))) (L,((S,a),(a,a)))(L,((a,a),(a,a))) (S,((a,a),(a,a))) (a,((a,a),(a,a)))(5)这个⽂法⽣成的语⾔是什么？L(G[S]) = (α1,α2,...,αn)或a其中αi(1≤i≤n)，即L(G[S])是⼀个以a为原⼦的纯表，但不包括空表。
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表示转移到的目标语句在有关布尔表达式翻译时尚未确定。
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《编译原理与技术》讲义
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布尔表达式的翻译
短路计算 e.g.17 a<b or c=d and not e>f的短路计算三 地址码：
if a<b goto L_true
goto L1 L1: if c=d goto L2
goto L_false
true and false or ( 2 > 1 )的计算为
false or ( 2>1 )false or truetrue
－ 短路计算法（不完全计算或解释法）
A or B if A then true else B
A and B if A then B else false
not A
nextcode : emit产生三地址语句的编号;产生后， nextcode++
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id1 relop id2 （关系表达式）
i:
if id1 relop id2 goto i+3
false
true
i+1:
t := 0
i+2:
goto i+4
i+3:
t := 1
emit( t “:=” E1.place “or” E2.place); E.place := t }
（2）EE1 and E2 （3）Enot E1 （4）E( E1 )
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布尔表达式的翻译
数值表示法
（5）E id1 relop id2 { t:= newtemp; emit( “if” id1.place relop.op id2 .place goto nextcode+3 ); emit( t “:=” 0 ); emit( “goto” nextcode＋2); emit( t “:=” 1 ); E.place := t; }
(108)
if e>f goto 111
(109) (110)
t3 := 0 goto 112
(111)
t3 := 1
//以上为e>f的翻译
(112)
t4 := not t3
//以上为 not e>f 的翻译
(113)
t5 := t2 and t4
//以上为 c=d and not e>f 的翻译
(115)
（8） E id3 { t := newtemp; emit( if id.place “goto” nexcode+3); emit( t “:=” 0 ); emit( “goto” nextcode+2); emit( t “:=” 1); E.place := t }
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编译原理与技术
中间代码生成
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中间代码生成
－布尔表达式翻译 －控制流语句翻译
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布尔表达式的翻译
布尔表达式文法G4 EE1 or E2 | E1 and E2 | not E1 | ( E1 ) | id1 relop id2 | true | false | id3
回填技术 －相关符号属性及语义函数：
E.truelist ：布尔表达式代码中所有转向真出口的代码语句链； E.falselist ：所有转向假出口的代码语句链；
backpatch( code-list, target-code ) //将目标地址target-code填回code-list中每条语句
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短路计算及回填的翻译方案
(1) EE1 or M E2 { backpatch( E1.falselist, M.code); E.truelist := merge( E1.truelist,E2.truelist); E.falselist := E2.falselist; }
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更精简的短路代码生成
习题7.8（第三版）E E1 < E2被翻译为两 条指令： if E1.place < E2.place goto … //真出口链 goto … //假出口链
它们可以用一条指令来取代： if E1.place ≥ E2.place goto … //假出口链 // 真出口链为空
E.truelist := E2.truelist; }
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更精简短路计算及回填翻译方案
(3) Enot E1 { E.truelist := E1.falselist; E.falselist := E1.truelist; }
(4) E( E1 ) { E.truelist := E1.truelist; E.falselist := E1.falselist; }
if A then false else true
借助控制流语句的思路，部分（不完全地－用 转移语句）“计算”布尔表达式的值以确定整个表 达式的真、假。
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布尔表达式的翻译
数值表示法
用1表示true，0代表false。 （1）EE1 or E2 { t := newtemp;
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id（布尔变量）
i:
if id goto i+3
false
true
i+1:
t := 0
i+2:
goto i+4
i+3:
t := 1
i+4:
Байду номын сангаас
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e.g.16 a<b or c=d and not e>f 的三地址码：
(100)
if a<b goto 103
(101) (102)
t1 := 0 goto 104
(103)
t1 := 1
//以上为a<b的翻译
(104)
if c=d goto 107
(105) (106)
t2 := 0 goto 108
(107)
t2 := 1
//以上为c=d的翻译
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e.g.16 a<b or c=d and not e>f 的三地址码：
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更精简的短路代码生成
辅助函数reverseCOND(lastCodeIdx, list)
{if(code[lastCodeIdx].target = lastCodeIdx+1)
if(code[lastCodeIdx].op = GOTO)
code[lastCodeIdx].op := NOP //空操作相当于删除原有的goto指令
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短路计算
回填技术 －布尔表达式短路计算翻译中，产生了转移 目标不明确的条件或无条件代码； －当有关目标地址确定后，可将这些目标地 址填回到有关代码中。 －将有相同转移目标的转移代码的编号串起 来形成链；可以方便回填目标地址。
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true
真出口
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false
真出口 假出口 真出口 假出口
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短路计算
true
真出口
true 真出口
id1 relop id2
false
假出口
true goto －
if id1 relop id2 goto － goto －
false
false 假出口
goto －
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布尔运算符 or 、and 和 not（优先级、结合性） 关系运算符 relop：＜、≤、＝、≠、＞和≥ 布尔常量：true和false 布尔变量：id3
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布尔表达式的翻译
两种翻译方法
－ 数值表示法（完全计算）
类似算术表达式的翻译，如布尔表达式
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(3) Enot E1 { E.truelist := E1.falselist; E.falselist := E1.truelist; }
(4) E( E1 ) { E.truelist := E1.truelist; E.falselist := E1.falselist; }
(5) E id1 relop id2 { E.truelist:=makelist(nextcode); emit( “if” id1.place relop.op id2.place “goto” －）; E.falselist := makelist( nextcode ); emit( “goto” －); }
(2) EE1 and M E2 { backpatch( E1.truelist, M.code); E.falselist := merge( E1.falselist,E2.falselist); E.truelist := E2.truelist; }
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