第11章 功课及习题参考答案

编译原理作业参考答案- 1 -

第11章

（8分）将下面程序划分为基本块，并画出其基本块程序流图。

(1) if a

(2) halt

(3) if c

(4) goto (8)

(5) t1:=y+z

(6) x :=t1

(7) goto (1)

(8) t2:=y-z

(9) x :=t2

(10) goto (1)

11.1答：所谓代码优化即对代码进行等价变换，使得变换后的代码与变换前代码运行结果

相同，而运行速度加快或占用存储空间少，或两者兼有。

进行优化的基础是中间或目标代码生成，以及基本块的识别、控制流分析和数据

流分析。

2答：根据不同的阶段，分为中间代码优化和目标代码的优化。

根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。

3答：最常用的代码优化技术有：

（1）删除多余运算（2）代码外提

（3）强度削弱（4）变换循环控制条件

（5）合并已知量和复写传播（6）删除无用赋值

4 图11.23是图11.22的C代码的部分四元式代码序列

(1) 请将图11.23的四元式代码序列划分为基本块并做出其流图?

(2) 将每个基本块的公共子表达式删除?

(3) 找出流图中的循环,将循环不变量计算移出循环外?

- 2 - ：编译原理作业参考答案

(4) 找出每个循环中的归纳变量，并且在可能的地方删除它们

图11.22

void quicksort(m,n)

int m,n;

{ int i,j;

int v,x; if (n<=m) return;

/* fragment begins here */

i = m-1;

j = n;

v = a[n];

while(1) {

do i = i+1;while (a[i]

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;

/* fragment ends here */

quicksort (m,j);

quicksort(i+1,n);

}

图11.23

(1) i:=m-1

(2) j:=n

(3) t1:=4*n

(4) v:=a[t1]

(5) i:=i+1

(6) t2:=4*i

(7) t3:=a[t2]

(8) if t3< v goto (5)

(9) j:=j-1

(10)　t4:=4*j

(11)　t5:=a[t4](16) t7:=4*i

(17) t8:=4*j

(18) t9:=a[t8]

(19) a[t7]:=t9

(20) t10:=4*j

(21) a[t10]:=x

(22) goto (5)

(23) t11:=4*i

(24) x:=a[t11]

(25) t12:=4*i

(26) t13:=4*n

编译原理作业参考答案- 3 -

(12)　if t5> v goto (9)

(13)　if i >= j goto (23)

(14)　t6:=4*i

(15)　x:=a[t6](27) t14:=a[t13]

(28) a[t12]:=t14

(29) t15:=4*n

(30) a[t15]:=x

答：

（1）1-4为第1块，5-8为第2块，9-12为第3块，13句为第4块，14-22为第5块，23-30句为第6块。流图如下：

(2) (14)和(16)都有4*i的运算，将(16)换成t7=t6

(17)和(20)都有4*j的运算，将(20)换成t10=t8

(23)和(25)都有4*i的运算，将(25)换成t12=t11

(3)、(26)和(29)都有4*n的运算，将(26)换成t13=t1,(29)换成t15=t1

(3) 有(5)-(8)、(9)-(12)、(5)-(22)三个循环。三个循环中没有循环不变量。

(4) 在循环(5)-(8)中，有基本归纳变量i和归纳变量t2；

在循环(9)-(12)中，有基本归纳变量j和归纳变量t4；

在循环(5)-(22)中，有基本归纳变量i和归纳变量t7、基本归纳变量j和归纳变量

t8、t10。

注意到B6：(23)-(30)不在循环内，且B6中依然对i存在引用，所以i不能删除；但j可以删除

(1) i:=m-1

(2) j:=n

(3) t1:=4*n

(4) v:=a[t1]

(p) t4 := 4 * n

(p+1) t8 := t4

(p+2) t10 := t4

(5) i:=i+1

- 4 - ：编译原理作业参考答案

(6) t2:=4*i

(7) t3:=a[t2]

(8) if t3< v goto (5)

(9) j:=j-1 //删除

(10)　t4:=t4 + 4

(11)　t5:=a[t4]

(12)　if t5> v goto (9)

(13)　if t2 >= t4 goto (23)

(14)　t6:=4*i

(15)　x:=a[t6]

(16) t7:=4*i

(17) t8:=t8 + 4

(18) t9:=a[t8]

(19) a[t7]:=t9

(20) t10:=t10 + 4

(21) a[t10]:=x

(22) goto (5)

(23) t11:=4*i

(24) x:=a[t11]

(25) t12:=4*i

(26) t13:=4*n

(27) t14:=a[t13]

(28) a[t12]:=t14

(29) t15:=4*n

(30) a[t15]:=x

至于程序段中存在的大量4 * i公共子表达式，在代码优化时，不会在“删除归纳变量”步骤中删除。

5．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