编译原理基础
编译原理的前置课程
编译原理的前置课程编译原理是计算机科学与技术专业中的基础课程之一，它对学生来说是一门相对较为重要且难度较高的课程。
为了能够更好地理解和掌握编译原理，学生在学习该课程之前需要具备一些前置课程。
下面将介绍编译原理的前置课程。
1.数据结构与算法：在学习编译原理之前，学生需要具备扎实的数据结构和算法基础。
编译器是一个复杂的软件系统，其中涉及到大量的数据结构和算法，如词法分析、语法分析、语义分析、优化和代码生成等。
学生需要熟悉各种常见的数据结构（如栈、队列、链表、树、图等）以及相关的算法（如、排序、图算法等），以便能够理解和应用于编译器的实现过程中。
2. 编程语言：学生需要具备一定的编程语言基础，特别是掌握至少一种面向对象的编程语言，如C++、Java等。
因为编译器的实现通常需要用到面向对象的思想和技术，掌握常见的面向对象编程语言对于学习编译原理是非常有帮助的。
此外，掌握一种脚本语言，如Python，也是有益的，因为脚本语言通常会用于编译器的快速原型设计和测试。
3.计算机组成原理：计算机组成原理是编译原理的重要基础。
学生需要掌握计算机的基本原理和体系结构，如CPU、存储器、输入输出设备等，理解计算机的工作原理对于编译器的实现至关重要。
4.离散数学：离散数学是研究离散结构和离散变量的数学分支，和计算机科学有着密切的关系。
编译原理中涉及到的很多概念和算法都与离散数学有关，如有限自动机、正则语言、上下文无关文法等。
学生需要熟悉离散数学中的逻辑、集合、代数、图论等基本概念和算法。
5.算法与复杂性理论：编译器的各个组成部分需要用到不同的算法，而算法与复杂性理论则是研究算法设计和分析的重要领域。
学生需要了解常见的算法设计技巧和分析方法，如贪心算法、动态规划、分治法等。
同时，学生还需要熟悉算法的时间复杂性和空间复杂性分析，理解算法的效率和可行性。
上述是编译原理的前置课程的一些基本要求。
虽然这些课程并非必选的，但掌握这些基础知识将会使学生在学习编译原理时事半功倍，能够更好地理解和应用其中的概念和算法。
计算机基础知识点编译原理代码生成
计算机基础知识点编译原理代码生成编译原理是计算机科学中非常重要的一门学科，它研究的是如何将高级语言编写的程序转化为机器可以执行的指令序列。
在编译过程中，代码生成是其中一个关键的步骤。
本文将介绍编译原理中的代码生成基础知识点。
一、代码生成概述代码生成是编译过程中的最后一个阶段，它的任务是将中间表示形式（如抽象语法树或中间代码）转化为目标机器代码，使得程序可以在计算机上运行。
代码生成的目标是产生高效且正确的机器指令序列，以最大程度地利用计算机的硬件资源。
代码生成的过程可以分为以下几个步骤：1. 寄存器分配：将变量和临时值分配到计算机的寄存器中，以便在指令中进行操作。
2. 指令选择：根据中间表示的特点和目标机器的指令集，选择适当的机器指令来实现所需的操作。
3. 指令调度：对指令进行重新排序，以减少指令相关性和提高执行效率。
4. 内存分配：将变量和临时值存储到内存中，以便在需要时可以进行访问。
5. 代码优化：对生成的机器指令进行优化，以减少执行时的开销和资源占用。
二、寄存器分配在代码生成的过程中，寄存器分配是一个非常重要的环节。
寄存器是计算机中的一种高速存储设备，可以用于存储和执行指令操作。
在生成的机器代码中，寄存器通常用于存储临时值和计算结果。
寄存器分配的目标是将变量和临时值存储到寄存器中，并进行相应的寄存器的分配和释放。
常见的寄存器分配算法有线性扫描分配算法、图着色分配算法等。
寄存器分配算法的选择通常取决于目标机器的寄存器数量和寄存器之间的互斥关系。
三、指令选择指令选择是代码生成的关键一环，它的任务是根据中间表示和目标机器的指令集，选择合适的机器指令来实现所需的操作。
指令选择的准则通常是从操作数和操作符的角度考虑，以及考虑目标代码的执行效率和可读性。
指令选择的过程中，需要考虑目标机器的指令格式、寻址方式、寄存器约束等因素。
对于一些特殊的操作，如函数调用、跳转指令等，还需要考虑目标代码的控制流程和程序执行的正确性。
编译原理基础
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）2、各种名字都是用标识符表示的，所以名字和标识没有本质的区别（错）3、数组元素的地址计算与数组的存储方式没有关系（错）4、语法是指程序的含义（错）5、因名字都是用标识符表示的，故名字与标识符没有区别（错）第三章词法分析主要内容：词法分析器的任务、词法分析器的设计、正规表达式与有限自动机、词法分析器的自动生成。
精品文档-编译原理基础(第二版)(刘坚)-第6章
第6章 代 码 生 成
【例6.3】 图6.1(b)中有三个循环： (1) B3自身是一个循环。 (2) B6自身是一个循环。 (3) { B2，B3，B4}是一个循环。 前两个循环仅有一个节点和一条指向自身的边。例如 B3构成一个以B3为入口节点的循环。根据定义6.3的第(2) 条性质，循环中必须有一条非空的指向入口节点的路径， 此处是从B3到B3。因为，单一节点B2没有一条从B2到B2的 边，所以它不是循环，因为在{B2}中没有从B2到其自身的 非空路径。
பைடு நூலகம்
第6章 代 码 生 成
为每个基本块构造一个节点，并且若B是C的前驱(或 者说C是B的后继)，则从B到C有一条边，最终得到流图如 图6.1(b)所示。
入口指向基本块B1，因为B1包含程序的第一条指令。 B1的唯一后继是B2，因为B1不以无条件跳转结束且B2的头 指令紧随B1的结束之后。
第6章 代 码 生 成
定义6.1 一段顺序执行的语句序列被称为一个基本块， 其中，第一条语句被称为基本块的入口，最后一条语句被称为基本 块的出口。
由于基本块中的语句是被顺序执行的，因此基本块的控制 流总是从入口进入，从出口退出。任何一个复杂的程序控制流，均 可以划分为若干个基本块；极端情况下，一条语句构成一个基本块。 因此可以将一段完整的程序表示为一个程序流图。
候被使用。如果一个变量的值当前在寄存器中并且以后再也 不被使用，则该寄存器就可以分配给其他变量。
第6章 代 码 生 成
定义6.4 在形如(i) x := y op z的三地址码中，出现在 “:=”左边和右边的变量分别被称为对变量的定值和引用，i 被称为变量的定值点或引用点。若变量的值在i之后的代码序 列中被引用，则称变量在i点是活跃的。若变量x在i点被定值， 在j点被引用，且从i到j没有x的其他定值，则称j是i中变量x 的下次引用信息，所有这样的下次引用信息jk(k = 1, 2, …) 构成一个下次引用链。
《编译原理》第2章 编译基础-形式语言与有穷自动机
句型、推导
G[E]： E→E+T|T T→T*F|F F→(E)|a
对于句子a+a*a 有不同 的推导
EE+T T+T F+T a+T a+T*F a+F*F a+a*F a+a*a
EE+T E+T*F E+T*a E+F*a E+a*a T+a*a F+a*a a+a*a
整理课件
例：奇偶测试器
0
0
1
q0
q1
∈
1
自动机：Ｍ＝（Q，∑ ，δ ，q0，Z）
Q＝｛ q0, q1}
∑ ={0,1}
q0=q0 Z={q1}
整理课件
映射函数：
δ（ q０,０)= q０ 0
0
δ（ q０,１)= q１
1
δ（ q1,０)= q１ q0
q1
δ（ q1,１)= q０
1
例：０００１１０００１
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第四节 正规文法与有穷自动机 1、正规文法 产生的语言的推导 例：文法 G=（VN，VT，P，S） 其中： VN={A，B，C}
VT={a,b,c} S=A P:A →aB A →aA
B →bB B →bC C →cC C →c
整理课件
A=>aA=>aaA=>…..=>aa…aB =>aa…abB=>aa…abb…bC =>aa…abb…bcC=> aa…abb…bccC => aa…abb…bcc…c
D→ε
Aa→bD
自然语言属于上下文有关文法
整理课件
文法的类型
大工21春《编译原理基础》在线作业3满分答案
大工21春《编译原理基础》在线作业3满分答案1.编译器是一种翻译器,它的特点是目标语言比源语言低级。
T.对F.错该题正确选项是: T2.语法树的子结点代表该运算的运算对象。
T.对F.错该题正确选项是: T3.语义分析的一个重要部分是类型检查,编译器检查每个算符的运算对象,看它们的类型是否适当。
T.对F.错该题正确选项是: T4.语言定义不允许运算对象的类型作隐式转换。
T.对F.错该题正确选项是: F5.代码生成是指取源程序的一种中间表示作为输入并把它映射到一种目标语言。
A.对B.错该题正确选项是: A6.符号表是为每个变量名字保存一个记录的数据结构,记录的域是该名字的属性。
T.对F.错该题正确选项是: T7.解释器可以通过翻译来生成目标程序。
T.对F.错该题正确选项是: F8.解释执行的效率比编译器生成的机器代码的执行效率高。
T.对F.错该题正确选项是: F9.类型检查是一种捕捉程序中不一致性的成熟并且有效的技术。
T.对F.错该题正确选项是: T10.类型检查技术不能用于捕捉多种安全漏洞。
T.对F.错该题正确选项是: F11.词法分析器的任务是把构成源程序的字符流翻译成词法记号流。
T.对F.错该题正确选项是: T12.词法分析难以发现源程序的错误,因为词法分析器对源程序采取非常局部的观点。
T.对F.错该题正确选项是: T13.字母表上的串是该字母表符号的有穷序列。
T.对F.错该题正确选项是: T14.术语语言透露表现字母表上的一个串集,属于该语言的串称为该语言的句子或字。
T.对F.错该题正确选项是: T15.对于连接运算而言,空串是一个恒等元素。
T.对F.错该题正确选项是: T。
编译原理基本概念
编译原理基本概念1．编译程序编译程序是⼀种翻译程序，它将⾼级语⾔所写的源程序翻译成等价的机器语⾔或汇编语⾔的⽬标程序。
2．词法分析（Lexical analysis或Scanning）和词法分析程序（Lexical analyzer 或Scanner）词法分析阶段是编译过程的第⼀个阶段。
这个阶段的任务是从左到右⼀个字符⼀个字符地读⼊源程序，即对构成源程序的字符流进⾏扫描然后根据构词规则识别单词(也称单词符号或符号)。
词法分析程序实现这个任务。
词法分析程序可以使⽤lex等⼯具⾃动⽣成。
3．语法分析（Syntax analysis或Parsing）和语法分析程序（Parser）语法分析是编译过程的⼀个逻辑阶段。
语法分析的任务是在词法分析的基础上将单词序列组合成各类语法短语，如“程序”，“语句”，“表达式”等等.语法分析程序判断源程序在结构上是否正确.源程序的结构由上下⽂⽆关⽂法描述.4．语义分析（Syntax analysis）及中间代码⽣成语义分析是编译过程的⼀个逻辑阶段. 语义分析的任务是对结构上正确的源程序进⾏上下⽂有关性质的审查, 进⾏类型审查.例如⼀个C程序⽚断:int arr[2],b;b = arr * 10;源程序的结构是正确的.语义分析将审查类型并报告错误:不能在表达式中使⽤⼀个数组变量,赋值语句的右端和左端的类型不匹配.语义分析时，根据语句的含义，可对它进⾏翻译，⽤另⼀种语⾔形式（⽐源语⾔更接近于⽬标语⾔的⼀种中间代码或直接⽤⽬标语⾔）来描述这种语义。
5．代码优化代码优化的任务是对前阶段产⽣的中间代码进⾏等价变换或改造，以期获得更为⾼效的，即省时间和空间的代码。
6．⽬标代码⽣成⽬标代码的⽣成的任务是将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．遍8．前端（Front－end）和后端（Back end）有时，常常把编译的过程分为前端(front end)和后端(back end)，前端由那样⼀些阶段组成：这些阶段的⼯作主要依赖于源语⾔⽽与⽬标机⽆关。
编译原理知识点参考
第三章3.1 对于词法分析器的要求1．词法词法分析的任务：从左至右逐个字符地对源程序进行扫描，产生一个个单词符号。
词法分析器(Lexical Analyzer) 又称扫描器(Scanner)：执行词法分析的程序。
2．程序语言的单词符号：关键字、标识符、常数、运算符、界符。
3．输出的单词符号的表示形式:(单词种别，单词自身的值)Eg：while (i>=j) i--;输出单词符号：< while, - >< (, - >< id, 指向i的符号表项的指针><>=, - >< id, 指向j的符号表项的指针>< ), - >< id, 指向i的符号表项的指针>< --, - >< ;, - >4．词法分析器作为一个独立子程序：结构简洁、清晰和条理化，有利于集中考虑词法分析一些枝节问题。
5．词法分析器3.2 词法分析器的设计1．词法分析器2．输入、预处理：输入串放在输入缓冲区中。
预处理子程序：剔除无用的空白、跳格、回车和换行等编辑性字符;区分标号区、捻接续行和给出句末符等扫描缓冲区（指向开始位置，向前搜索确定终点）3．单词符号的识别、超前搜索：(1)基本字识别Eg：DO99K=1，10 DO 99 K = 1，10IF(5.EQ.M)GOTO55 IF (5.EQ.M) GOTO 55DO99K=1.10IF(5)=55需要超前搜索才能确定哪些是基本字(2)标识符(3)常数(4)算符和界符4．状态转换图(有限方向图)<1>结点代表状态<2>状态之间用箭弧连结，箭弧上的标记(字符)代表射出结状态下可能出现的输入字符或字符类。
<3>一个状态转换图可用于识别(或接受)一定的字符串。
5．语法分析的状态转换图6．状态转换图的实现思想：每个状态结对应一小段程序。