编译原理与技术基础
编译原理与技术基础是计算机科学与技术领域中的一门重要课程,它主要涉及编译器的设计原理和相关技术。编译器作为一种将高级语言代码转化为机器语言代码的重要工具,对于计算机程序的运行和执行起着至关重要的作用。本文将介绍编译原理与技术基础的相关知识和应用。
一、编译器的基本概念和作用
编译器是一种将高级语言代码(如C语言、Java等)转换为低级语言代码(如汇编语言或机器语言)的程序。它是一种将源程序翻译成目标程序的工具,使得计算机可以直接执行目标程序,从而实现高级语言的编译和执行。
编译器的主要作用有:
1. 词法分析:将源程序分解成一个个单词或词法单元,如关键字、标识符、运算符等。
2. 语法分析:根据源程序的语法规则,将词法单元组合成语法分析树,以便生成目标代码。
3. 语义分析:对语法分析树进行语义检查,确定源程序是否符合语义规则。
4. 优化和中间代码生成:对源程序进行各种优化操作,并生成中间代码。
5. 目标代码生成:将中间代码转换为目标代码(汇编语言或机器语言)。
6. 目标代码优化:对目标代码进行优化操作,使得程序的执行更加高效。
7. 符号表管理:管理程序中使用的所有标识符,如变量名、函数名等。
二、编译原理与技术基础的重要原理和方法
1. 自动机理论:自动机理论是编译原理的基础。它主要研究如何根据一个给定的输入序列,从初始状态开始通过有限次状态转移,最终到达某个终止状态。
2. 词法分析:词法分析是编译过程的第一步,它将源程序分解成一个个词法单元。常用的词法分析方法有有限自动机和正则表达式。
3. 语法分析:语法分析是编译过程的第二步,它将词法单元组合成语法分析树。常用的语法分析方法有递归下降法和LR法。
4. 语义分析:语义分析是编译过程的第三步,它对语法分析树进行语义检查,并生成中间代码。常用的语义分析方法有语法制导翻译和属性文法。
5. 代码生成与优化:代码生成是编译过程的最后一步,它将中间代码转换为目标代码。目标代码优化是在代码生成过程中对目标代码进行优化,以提高程序的执行效率。
6. 符号表管理:符号表管理是编译过程中的重要环节,它用于管理
程序中使用的所有标识符信息,如变量名、函数名等。
三、编译原理与技术基础的应用
编译原理与技术基础在计算机科学与技术领域有着广泛的应用,如
下所示:
1. 编程语言设计与实现:编译原理与技术基础是设计和实现编程语
言的基础。通过学习编译器原理和相关技术,可以更好地理解和掌握
编程语言的设计和实现方法。
2. 编译器的开发与优化:编译器的开发和优化是编译原理与技术基
础的重要应用领域。通过学习编译原理和相关技术,可以设计和开发
高效、优化的编译器。
3. 代码反汇编与逆向工程:编译原理与技术基础也可以应用于代码
反汇编和逆向工程领域。通过学习编译原理和技术,可以更好地理解
和分析目标代码。
4. 静态分析和程序验证:编译原理与技术基础在静态分析和程序验
证领域也有着重要的应用。通过学习编译原理和相关技术,可以实现
对程序的静态分析和验证,从而提高程序的可靠性和安全性。
总结:
编译原理与技术基础是计算机科学与技术领域中一门重要的课程,
它主要涉及编译器的设计原理和技术。通过学习编译原理和相关技术,可以更好地理解和掌握编译器的工作原理和相关技术,从而提高程序
的效率和可靠性。同时,编译原理与技术基础也有着广泛的应用,如
编程语言设计与实现、编译器的开发与优化、代码反汇编与逆向工程、静态分析和程序验证等领域。希望通过本文的介绍,读者可以对编译
原理与技术基础有更深入的了解,并在实际的应用中能够运用自如。
编译原理与技术 编译原理与技术是计算机科学领域的一门重要课程,它研究的是如 何将高级程序语言转化为目标机器能够执行的机器语言的过程。本文 将介绍编译原理与技术的基本概念、主要原理和常见技术,并探讨其 在计算机科学领域的应用。 一、编译原理与技术的基本概念 编译原理与技术是计算机科学中研究如何将高级语言程序转换为机 器语言程序的一门学科。它的主要任务是设计并实现一个编译器,将 高级语言程序转化为目标机器能够执行的机器语言程序。编译器是由 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 码生成等阶段组成。 1. 词法分析 词法分析是编译器中的第一步,它将源程序中的字符序列转化为一 个个的单词符号。单词符号是代码的最小单位,包括保留字、标识符、常量、运算符等。 2. 语法分析 语法分析是将词法分析得到的单词符号序列按照语法规则进行分析 和处理,生成语法树。语法树表示了程序的结构和语义,便于后续的 语义分析和中间代码生成。 3. 语义分析
语义分析是在语法树的基础上进行类型检查和语义检查,确保程序在语义上是正确的。它还包括符号表的管理和语义信息的传递。 4. 中间代码生成 中间代码生成是将源程序转化为一种中间表示形式的过程。中间代码是一种抽象的低级语言,与源语言和目标语言无关,便于后续的代码优化。 5. 代码优化 代码优化是对中间代码进行优化和改进,使得执行效率更高、消耗更少的资源。常见的优化技术包括常量传播、死代码消除、循环展开等。 6. 目标代码生成 目标代码生成是将优化后的中间代码转化为目标平台的机器代码。目标代码依赖于目标平台的体系结构和指令集。 二、编译原理与技术的主要原理 编译原理与技术的主要原理包括自顶向下分析、自底向上分析和语法制导翻译。 1. 自顶向下分析 自顶向下分析是一种自上而下的语法分析方法,从开始符号开始展开,不断向下扩展,直到匹配输入符号串。常见的自顶向下分析方法有LL(1)文法和递归下降分析。
《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
编译原理中的语法分析与中间代码生成 编译原理是计算机科学中一门非常重要的学科,主要研究将高级语言翻译成机器语言的方法和技术。其中,语法分析和中间代码生成是编译器实现的两个重要步骤。 一、语法分析 语法分析是编译器将源代码转换成抽象语法树的过程。在这个阶段,编译器会检查源代码的语法是否符合语言规范,并将代码转化为一系列的语法结构。一个好的语法分析器能够快速准确地识别代码中的语言结构,同时能够在出现语法错误的时候给出有意义的错误报告。 常见的语法分析方法包括LL(1)分析、LR分析等。LL(1)分析器通过构造预测分析表来实现分析,而LR分析器则采用自底向上的分析方法,通过状态迁移来实现分析。 在语法分析的过程中,编译器还需要处理语法的优先级,如算术运算符的优先级,逻辑运算符的优先级等。对于不同的语言规范,将有不同的算法来处理语法。例如,C语言中的运算符优先级和结合性与其他语言不同,因此需要特殊的处理方式。 二、中间代码生成 中间代码生成是语法分析后的下一步,它的作用是将抽象语法树转化为中间表示,通常是三地址码或四地址码。中间代码可以
看作是目标代码的前一步,它是一种更加抽象的代码形式,方便 后续的优化和翻译。 中间代码的生成方法有很多种,最常用的是遍历抽象语法树并 根据语法结构生成中间代码。不同的语言规范会对中间代码的生 成方式有不同的要求。例如,Java语言规范对着重于类型检查和 异常处理的中间代码生成,而C语言的中间代码生成则着重于指 针和数组的处理等。 在生成中间代码的过程中,编译器还需要考虑优化问题。编译 器能够在生成中间代码的时候进行一些基本的优化,例如删除冗 余代码、常量合并等等,这样可以减少目标代码的大小和程序的 运行时间。 总之,语法分析和中间代码生成是编译器实现的两个关键步骤。它们需要一个好的算法和优秀的实现方式,以便在编译过程中产 生高效、可靠的目标代码。
计算机编译原理基础知识概述计算机编译原理是计算机科学的重要分支,它研究的是将高级编程 语言转化为机器语言的方法和技术。编译器是计算机软件中的核心组件,它负责将程序员编写的高级语言代码转换为计算机能够执行的二 进制指令。本文将对计算机编译原理的基础知识进行概述。 一、编译原理的定义及作用 计算机编译原理是研究如何将高级编程语言转化为机器语言的学科,它的主要目标是设计和实现高效可靠的编译器。编译器是一种将源代 码翻译成目标代码的软件工具,它可以将程序员编写的高级语言程序 转换为机器语言指令,以便计算机能够执行。 编译原理的作用主要有以下几个方面: 1. 提高程序执行效率:编译器可以进行优化,使得程序的执行更加 高效,节省计算资源,提升计算机系统的性能。 2. 简化程序编写:使用高级编程语言可以使程序编写更加方便快捷,减少程序员的工作量。 3. 跨平台开发:通过编译器将高级语言代码转换为机器语言,可以 使程序在不同的计算机平台上运行。 二、编译原理的基本过程 编译器通常包含以下几个基本过程:
1. 词法分析:将源代码分解为一个一个的单词或符号,形成词法单 元序列。这个过程中会去掉程序中的注释和多余的空格,将代码转换 为一个标记流。 2. 语法分析:根据语法规则对词法单元序列进行语法分析,构建抽 象语法树。这一过程对代码的结构进行分析,确定是否符合语法规范。 3. 语义分析:对抽象语法树进行语义分析,确定变量声明、类型检 查等信息,并进行错误检查和修复。 4. 中间代码生成:将抽象语法树转化为中间代码表示,通常是一种 独立于机器的中间表示形式。 5. 代码优化:对中间代码进行优化,提高程序的执行效率,减少代 码的长度和执行时间。 6. 目标代码生成:将优化后的中间代码转化为目标机器代码,生成 可执行文件。 7. 符号表管理:维护和管理程序中的变量、函数等符号信息,用于 在编译过程中进行引用和检查。 三、编译器的基本结构 编译器通常包含以下几个组成部分: 1. 前端:负责词法分析、语法分析、语义分析等处理程序的结构和 语义。前端生成中间代码。
1.编译程序的工作一般分为词法分析、语法分析、语义分析与中间代码生成、优化和目 标代码生成五个阶段。 2.和各阶段都有关的是:表格管理和出错处理。 3. 遍:编译程序具体实现时,往往将编译程序组织成若干遍。 1.程序语言是由语法和语义两方面定义的。 2.上下文无关文法的定义:四个组成部分:一组终结符号、一组非终结符号、一个开始 符号、一组产生式。 2.文法G产生的句子的全体是该文法描述的语言。 3.什么是句型?什么是句子?什么是语言? 假定G是一个文法,S是它的开始符号。如果S α,则称α是一个句型。 仅含终结符的句型是一个句子。 文法G所产生的句子的全体是一个语言。 6.乔姆斯基把文法分成4种类型,即0型文法、1型文法、2型文法和3型文法。 0型文法也称为短语文法。1型文法也称为上下文有关文法。 2型文法也称为上下文无关文法。3型文法也称为正规文法。 与程序语言语法有关的文法是上下文无关文法 1.词法分析器的任务是什么? 词法分析的任务是输入源程序,对构成源程序的字符串进行扫描和分解,识别出一个个的单词 2.使用状态转换图是设计词法分析程序的一种好途径,在状态转换图中,结点代表状态, 用圆圈表示。 状态转换图是识别(或接受)一定的字符串。 3.确定的有限自动机(DFA)、非确定有限自动机(NFA)。五元式:有限状态集合、有 穷字母表、转换函数、唯一的初始状态、终止状态集合。 4.设有确定的有限自动机DFA M = ({0,1,2,3},{a,b},δ,0,{3}), 其中δ为: δ(0,a)=1 δ(0,b)=2 δ(1,a)=3 δ(1,b)=2 δ(2,a)=1 δ(2,b)=3 δ(3,a)=3 δ(3,b)=3 请画出状态转换矩阵和状态转化图。 5.设计一个DFA,要求能够识别∑={0,1}上能被5整除的二进制数 1.语法分析器的功能 2.自上而下语法分析方法会遇到的主要问题是回溯和左递归。 3.把一个文法改造成任何非终结符的所有候选式首符集两两不相交的方法是提取公共左 因子。 4. LL(1)分析法中,第一个L表示从左到右扫描输入串,第二个L表示最左推导。1 表示分析时每步只需向前看一个符号。 5.LL(1)文法的条件是什么? 答:(1)文法不含左递归(2)FIRST(α)∩FIRST(β) = φ(3)对文法中的每个非终结符A,若它存在某个候选首符集包含ε,则FIRST(A)∩FOLLOW(A)=Φ 6.对于下面的文法,计算每个非终结符的FIRST集合和FOLLOW集合。 E→TE’ E’→+TE’|ε
编译原理基础知识 编译原理是计算机科学中一门重要的学科,它研究的是将程序源代 码转化为可执行代码的过程。掌握编译原理的基础知识对于理解计算 机编程语言的运行原理以及进行高效编程至关重要。本文将介绍编译 原理的基本概念、过程和常用算法。 一、编译原理概述 编译器是实现编译原理的工具,它将高级语言代码转化为机器语言 代码。编译器的工作过程可以分为三个主要阶段:词法分析、语法分 析和语义分析。词法分析器主要负责将源代码分解为词法单元,语法 分析器则负责将词法单元组织成语法树,而语义分析器则检查语法树 的语义错误并进行修正。 二、词法分析 词法分析是编译器的第一个阶段,它将源代码分解为词法单元(Token)。词法单元是程序中的最小可识别单位,如标识符、关键字、运算符等。词法分析器通常使用有限自动机、正则表达式等方法进行 词法单元的识别和分类。 三、语法分析 语法分析是编译器的第二个阶段,它将词法单元组织成语法树(Parse Tree)。语法树是由语法分析器根据源代码的语法规则生成的 一棵树状结构。语法分析器使用上下文无关文法(CFG)来描述语法 规则,并通过递归下降、LR分析等算法进行语法单元的解析和组织。
四、语义分析 语义分析是编译器的第三个阶段,它主要负责检查语法树的语义错误并进行修正。语义分析器会检查变量的声明和使用是否一致、类型是否匹配等问题,并生成中间代码或目标代码。常见的语义分析算法包括类型检查、符号表管理等。 五、代码生成 代码生成是编译器的最后一个阶段,它将语义分析阶段生成的中间代码或目标代码转化为可执行代码。代码生成器会优化代码的执行效率,包括寄存器分配、指令选择、代码重排等。常用的代码生成算法有静态单赋值(SSA)形式转换、线性扫描代码生成等。 六、总结 编译原理是计算机科学中的一门重要学科,它涉及到将源代码转化为可执行代码的过程。掌握编译原理的基础知识可以帮助我们理解计算机编程语言的运行原理,提高编程效率。本文介绍了编译原理的概述,包括词法分析、语法分析、语义分析和代码生成等基本概念和过程。希望通过本文的介绍,读者能够对编译原理有一个初步的了解,并能够进一步深入学习和应用。
编译原理与优化技术 编译原理与优化技术是计算机科学领域的重要理论和实践课程。它涉及到程序设计语言、编译器的设计与实现、代码优化等多个方面,对于提高程序执行效率和性能具有重要作用。本文将从编译原理的基本概念、编译过程、优化技术等方面展开论述,以期对读者更好地理解和应用编译原理与优化技术。 一、编译原理基本概念 编译原理是指将高级语言程序转化为机器语言代码的一门技术,它是实现程序设计语言翻译的基础。编译过程可以分为词法分析、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阶段。在编译过程中,编译器会执行一系列的分析和转换操作,以完成程序从源代码到目标代码的转化。 二、编译过程 编译器的主要工作就是将源代码转化为目标代码。编译过程包括以下几个重要步骤: 1. 词法分析:将源代码分割成一个个词法单元,比如标识符、关键字、常量等。 2. 语法分析:分析词法单元之间的关系,生成抽象语法树。 3. 语义分析:检查源代码是否满足语法规则,进行类型检查和语义检查。
4. 中间代码生成:将抽象语法树转化为中间代码,例如三地址代码 或虚拟机代码。 5. 代码优化:对中间代码进行优化,以提高程序的执行效率和性能。 6. 目标代码生成:将优化后的中间代码转化为目标机器代码。 三、优化技术 编译器的优化技术是提高程序执行效率和性能的关键。下面介绍几 种常见的优化技术: 1. 常量折叠:将程序中的常量表达式计算出结果,以减少运行时的 计算开销。 2. 消除冗余代码:通过分析程序流程,删除无用的代码,减少程序 的大小。 3. 表达式优化:对程序中的表达式进行优化,如使用代数恒等式进 行简化、提取公共子表达式等。 4. 循环优化:对循环进行优化,比如循环展开、循环不变代码外提、循环结构改造等。 5. 数据流分析与优化:通过对程序中的数据流进行分析,找到可优 化的地方,并提出相应的优化措施。 6. 并行优化:通过并行执行程序的多个部分,以提高程序的并行性 和执行效率。
编译原理基础知识入门 编译原理是计算机科学与技术领域的一门重要课程,它研究的是将 高级语言程序翻译成计算机能够执行的机器语言程序的原理和方法。 理解编译原理的基础知识对于学习和掌握计算机科学与技术领域具有 重要意义。本文将介绍编译原理的入门知识,帮助读者了解其中的基 本概念和流程。 一、编译原理概述 编译原理是研究如何将高级语言程序翻译成低级语言程序的原理和 方法。它主要包括两个核心任务:词法分析和语法分析。词法分析是 将程序源代码划分成一个个的词法单元,如标识符、关键字、运算符等。语法分析是根据语言的文法规则确定词法单元之间的组织关系, 构建语法树。 二、编译过程 编译过程一般包括以下几个阶段: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。其中词法分析和语法分析 是编译过程的前两个阶段,也是编译原理中最基础的部分。 1. 词法分析 词法分析的任务是将程序源代码分割成一个个的词法单元,并为每 个词法单元赋予一个唯一的记号。词法分析器根据事先定义好的词法 规则,逐个字符地扫描源代码,识别出各个词法单元。
2. 语法分析 语法分析的任务是根据语言文法规则确定词法单元之间的组织关系,构建语法树。语法分析器根据事先定义好的语法规则,对由词法分析 器输出的词法单元进行语法检查,判断其是否满足语言文法规则。 3. 语义分析 语义分析的任务是对程序源代码进行语义检查,判断其是否合法, 同时对程序进行类型推断和语义约束的处理。语义分析器利用语法树 进行语义检查和处理,生成中间代码。 4. 中间代码生成 中间代码生成的任务是将源代码转换成类似于汇编语言的中间代码,其表达形式与源代码相对应,但进行了简化和抽象。中间代码既方便 进行代码优化,又方便进行目标代码生成。 5. 代码优化 代码优化的任务是对中间代码进行优化,以提高程序的执行效率和 空间利用率。代码优化器根据一系列的代码转换和重组手段,对中间 代码进行优化处理,使得生成的目标代码更加高效。 6. 目标代码生成 目标代码生成的任务是将中间代码转换为特定的目标机器代码,使 得程序可以在目标机器上被正确执行。目标代码生成器根据目标计算
计算机科学中的编译原理和编程语言编译原理和编程语言是计算机科学领域的重要组成部分,它们在软 件开发和计算机系统设计中发挥着重要的作用。编译原理是指将高级 程序语言转换成机器语言的过程,而编程语言则是对计算机系统进行 指令传达的一种形式。本文将详细介绍编译原理和编程语言的相关概念、原理和应用。 一、编译原理概述 编译原理是计算机科学中的一门重要学科,它主要研究如何将高级 程序语言转换为可执行的机器语言。编译器是执行这一转换过程的工具,它可以将程序员使用的高级语言代码翻译为机器可以理解的指令。编译器包括词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成、目标代 码生成等多个阶段,每个阶段都有不同的功能和作用。 二、编译原理的基本原理 编译原理基于一系列基本原理,包括词法分析、语法分析、语义分 析和代码生成等。词法分析阶段将源代码分解为词法单元(token), 语法分析阶段将词法单元组织成语法树,并分析语法的正确性。语义 分析阶段检查语法树的语义合法性,并进行类型检查和语义约束等工作。最后,代码生成阶段将语法树转换为中间代码或目标代码。 三、编译原理的应用 编译原理在软件开发和计算机系统设计中有着广泛的应用。首先, 它为程序员提供了高级语言编写程序的便利,使得程序开发更加高效
和灵活。其次,编译原理为软件开发工具如集成开发环境(IDE)和调试器提供了技术基础。再次,编译原理也为计算机系统设计提供了重要参考,例如操作系统和编程语言的设计等。 四、编程语言的分类和特点 编程语言是对计算机进行指令传达的一种形式,根据其发展历史和特性,编程语言可以分为低级语言和高级语言。低级语言如机器语言和汇编语言,直接面向硬件,控制力强,但编写和理解难度较高。高级语言如C、Java、Python等,更加抽象和易于理解,提供了丰富的库和工具。 五、编程语言的选择和应用 在选择编程语言时,需要根据项目需求、开发团队成员的经验和喜好、性能要求等因素进行综合考虑。不同的编程语言适用于不同的场景,例如C语言适合底层系统开发,Java适合大规模应用程序开发,Python适合快速原型开发和数据科学领域。 六、编译原理和编程语言的未来趋势 随着计算机科学的不断发展,编译原理和编程语言也在不断演进和创新。未来的趋势包括更加高效的编译器和解释器,新的编程语言设计和发展,以及人工智能在编程语言方面的应用等。 总结: 编译原理和编程语言是计算机科学中非常重要的研究领域,它们为软件开发和计算机系统设计提供了理论和技术支持。编译原理主要研
编译原理学习与实践指导 学习编译原理以及实施编译课程最重要的是要建立良好的学习兴趣, 增强学习动力。以下是学习编译原理学习与实践指导: 一、了解编译原理的概念 1.明确编译原理思想:编译原理是计算机科学中涉及程序语言、编译器和解释器的学科,主要关注如何将源程序转换为机器可执行代码。 2.明确编译原理的分期:编译原理分为三个阶段:词法分析阶段、语法分析阶段和目标代码生成阶段。 3.明确编译原理的原理:编译原理的原理是识别源程序的各个组成部分,然后将其转换为机器可执行的指令,这样就可以实现从高级程序语言 到低级程序语言的翻译过程。 二、熟练运用基础知识 1.掌握编译原理的基础概念:了解编译原理中模式识别、词法分析、语法分析和目标代码生成等概念,同时熟悉编译原理中的各种算法,如 词法分析的DFA算法和语法分析的LL(1)算法。
2.掌握编译原理的基本技术:掌握编译原理的属性文法、移进规约解析和子程序模型解析等技术,并掌握单词分类、单词翻译表达式、翻译 程序及SLR(1)分析法等基本知识内容。 三、学习编译原理课程 1.从编译原理课程中学习相应的知识:在学习编译原理课程时,要努力融会贯通,综合运用基础知识,学习如何实现“词法分析”、“语法分析”、“语义分析”、“代码生成”及其基本技术。 2.参加实验落实学习内容:根据学习的编译原理理论知识及实验的要求,参加实验,重点学习分析编译器的典型结构,设计编译器,并实现编 译语言程序的功能。 四、结合示例仔细分析 1.针对示例内容仔细分析:根据具体的示例,仔细分析其中的实现原理,如果是一些复杂的编译程序,应该分析其编译模型的结构,理清其设 计思想。 2.参考优秀的示例:参考优秀的示例进行实验,复现前人的分析和研究,可以加深对编译原理的理解,熟悉其中的算法实现。 五、注意学习编译原理的细节
《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、A 2、C 3、B 4、B 5、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s1 ε_闭包(smove(s1,0)) = {B} = s1 ε_闭包(smove(s1,1)) = {B,C} 记为s2,终态 ε_闭包(smove(s2,0)) = {B} = s1 ε_闭包(smove(s2,1)) = {B,C } = s2 DFA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baabbb 3、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
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 M 1、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 |b 1、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|i 1、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|E 1、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 and F | F F → 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 | id 1、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 | q 1、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。 三、问答与作图题 11. 已知文法G(S)为: S?S+D��D*S��D D?D,H��H H?a��(S) 1、给出句型“(D,H+a)”最左推导和最右推导; 2、给出句型“D*D+D”的语法树; 3、给出句型“(D,H+a)”的短语和素短语; 12. 已知文法G(S)为: E→T��E+T T→F��T * F
第一章引论 主要内容:编译原理的基本概念、定义、编译原理的应用发展和现状。 重点:编译程序工作的基本构成及各阶段的基本任务, 具体要求:理解什么是编译程序,了解各编译程序的基本构成及各阶段的基本任务,编译程序总框,了解编译程序生成过程和构造工具。 一、名词解释 1、编译程序:能够把用各种高级语言书写的源程序翻译成某种等价的目标程序的翻译程序。 2、遍:指编译程序对源程序或中间代码程序从头到尾扫描一次。 3、静态分配:在编译时就能够安排好目标程序运行时的全部数据空间。 二、问答题 1、简述编译程序的结构? 答:编译程序包括词法分析、语法分析、中间代码生成、优化,目标代码产生五个阶段,上述各阶段中还要进行表格处理和出错处理的工作。 2、编译程序可分成哪几个阶段?它们之间的关系如何? 答:编译程序可分为五个阶段:词法分析、语法分析、中间代码生成、优化、目标代码生成。 上述五个阶段之间每个阶段输出为作下一阶段的输入,第一阶段的输入是源程序,最后阶段的输出是目标代码程序。 注意:编译过程中,阶段的划分和遍的划分不一定相同 第二章高级程序语言概述 主要内容:程序语言定义、初等数据类型、数据结构、表达式、语句、高级语言的一般特征及程序语言的语法描述。 重点:程序语言定义 具体要求:理解程序语言的词法、语法和语义等概念;熟悉高级程序语言的一般结构和主要共同特征。 一、填空题 1、程序语言是由(语法)和(语义)两方面定义的。 2、一个名字的属性包括(类型)和(作用域) 3、目标代码一般有三种形式:能够立即执行的机器语言代码,(待装配的机器语言模块)和(汇编语言代码) 4、语义:定义一个程序的意义的(一组规则) 5、2型文法又称为(上下文无关文法),3型文法又为(正规文法) 二、是非题 1、虽然名字都是用标识符表示的,但名字和标识符有着本质的区别(对)
2023年春《编译原理基础》 一、单项选择题 1、以010结尾的二进制串的正规式为()。 A.(1|0)*01 B.0*01* C.(1|0)*010 D.0(1|0)*01 2、与(s|t)* (s|t)等价的正规式是()。 A.s*| t* B.(st)*(s|t) C.(s|t)(s|t)* D.(s|t)* 3、对正规式(a*|b*)*所描述的语言,下列说法准确的是()。 A.连续个a再加连续个b所组成的串的集合 B.a和b个数相等的串的集合 C.a和b组成的所有串(不含空串)的集合 D.a和b组成的所有串(包含空串)的集合 4、对于DFA模型,说法错误的是()。 A.DFA从任何状态出发,对于任何输入符号,可有多个转换 B.任何状态都没有ε转换 C.DFA有唯一的开始状态 D.DFA可以有多个接受状态 5、以下说法错误的是()。 A. NFA的状态集合是无限的 B. NFA的输入符号可能有多个 C. DFA的状态集合是有限的 D. DFA的输入符号可能有多个 6、符号串ab1b2是文法G[A]:A→aB B→bB|b的句子,该句子的句柄是()。A.b1B.b2 C.a D.b1b2 7、移进-归约分析为输入串构造分析树是从()开始的。 A.根结点B.叶结点 C.中间结点D.任一结点 8、下列叙述正确的是()。
A.任何LL(1)文法都是LR(1)文法 B.任何LL(1)文法都是SLR(1)文法 C.任何SLR(1)文法肯定是LR(1)文法 D.任何LR(1)文法肯定是LALR(1)文法 9、下列叙述正确的是()。 A.S属性定义属于L属性定义 B.变量类型声明的语法制导定义不是一个L属性定义C.L属性定义只包含综合属性 D.L属性定义只包含继承属性 10、中间代码生成时所依据的为()。 A.词法规则B.语法规则C.语义规则D.等价变换规则11、()不是编译程序的组成部分。 A.词法分析程序 B.代码生成程序 C.设备管理程序 D.语法分析程序 12、编译的各阶段工作都涉及()。 A.符号表管理 B.词法分析 C.语法分析 D.语义分析 13、下面对编译程序分为“遍”描述正确的是()。A.使编译程序结构清晰 B.提高程序的执行效率 C.提高机器的执行效率 D.增加对内存容量的要求 14、词法分析器的输出是()。 A.源程序 B.词法记号流