编译原理,清华大学,第2版_第11章 代码优化
2013年最新清华大学编译原理编译原理(第2版)ppt课件合集
n 自底向上（自下而上）语法分析方法，也称移进-归 约分析法。它的实现思想是对输入符号串自左向右进 行扫描，并将输入符逐个移入一个后进先出栈中，边 移进边分析，一旦栈顶符号串形成可归约串，就用相 应非终结符代替可归约串，这称为一步归约，重复这 一过程，直到归约到栈中只剩文法的开始符号时，则 为分析成功，并确认输入串是文法的句子。本章介绍 LR分析法，分析过程中归约的是当前句型的句柄， 称为规范归约。重点讲解LR类（LR（0）、SLR（1 ）、LALR（1）、LR（1））文法的分析表的构造原 理。
4 各部分权重
– 书面练习抽查 – 课堂小测（两次） 10% – 实践20%或35% （必做: Project1占10%； 选做: Project2占
25%， Project3占10% ；任选：Project4待定） – 期末考试 70%或55%
教材及主要参考书
n 教材：《编译原理》（第2版），张素琴、 吕映芝、蒋维杜、戴桂兰，清华大学出版社 2004
《编译原理》课程信息
n 教学目的与要求： 编译程序是现代计算机系统的基本组成部 分之一。本课程重点讲述编译程序的设计 原理和常用实现技术。通过课程的学习和 实验的完成，应该清楚的理解一个编译程 序是如何工作的；如果在以后遇到了任何 一个程序设计语言，应该知道如何实现这 个语言的多数机制；应具有一定的使用编 译构造工具开发编译程序的经验；会将所 学的常用技术和算法应用于类似的软件的 设计和实现中。
9 代码优化和目标代码生成
编译原理(清华大学-第2版)课后习题答案
第三章N=>D=> {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9}N=>ND=>NDDL={a |a(0|1|3..|9)n且 n>=1}(0|1|3..|9)n且 n>=1{ab,}a nb n n>=1第6题.(1) <表达式> => <项> => <因子> => i(2) <表达式> => <项> => <因子> => (<表达式>) => (<项>)=> (<因子>)=>(i)(3) <表达式> => <项> => <项>*<因子> => <因子>*<因子> =i*i(4) <表达式> => <表达式> + <项> => <项>+<项> => <项>*<因子>+<项>=> <因子>*<因子>+<项> => <因子>*<因子>+<因子> = i*i+i (5) <表达式> => <表达式>+<项>=><项>+<项> => <因子>+<项>=i+<项> => i+<因子> => i+(<表达式>) => i+(<表达式>+<项>)=> i+(<因子>+<因子>)=> i+(i+i)(6) <表达式> => <表达式>+<项> => <项>+<项> => <因子>+<项> => i+<项> => i+<项>*<因子> => i+<因子>*<因子> = i+i*i第7题第9题语法树ss s* s s+aa a推导: S=>SS*=>SS+S*=>aa+a*11. 推导:E=>E+T=>E+T*F语法树:E+T*T F短语: T*F E+T*F直接短语: T*F句柄: T*F12．<E><E> <T> <POP><T> <F> <MOP>短语：<T><F><MOP> <E><T><F><MOP><POP>直接短语：<T><F><MOP>句柄： <T><F><MOP>13.(1)最左推导：S => ABS => aBS =>aSBBS => aBBS=> abBS => abbS => abbAa => abbaa 最右推导：S => ABS => ABAa => ABaa => ASBBaa=> ASBbaa => ASbbaa => Abbaa => a1b1b2a2a3 (2) 文法：S → ABSS → AaS →εA → aB → b(3) 短语：a1 , b1 , b2, a2 , , bb , aa , abbaa,直接短语： a1 , b1 , b2, a2 , ,句柄：a114 (1)S → ABA → aAb | εB → aBb | ε(2)S → 1S0S → AA → 0A1 |ε第四章1. 1. 构造下列正规式相应的DFA(1)1(0|1)*101NFA(2) 1(1010*|1(010)*1)*0NFA(3)NFA(4)NFA2.解：构造DFA 矩阵表示a,bb其中0 表示初态，*表示终态用0，1，2，3，4，5分别代替{X} {Z} {X,Z} {Y} {X,Y} {X,Y,Z} 得DFA状态图为：3．解：构造DFA矩阵表示构造DFA的矩阵表示其中表示初态，*表示终态替换后的矩阵4．（1）解构造状态转换矩阵：{2，3} {0，1}{2，3}a={0,3}{2},{3},{0,1}{0,1}a={1,1} {0,1}b={2,2}（2）解：首先把M的状态分为两组：终态组{0}，和非终态组{1，2，3，4,5} 此时G=( {0},{1,2,3,4,5} ) {1,2,3,4,5}a={1,3,0,5}{1,2,3,4,5}b={4,3,2,5}由于{4}a={0} {1,2,3,5}a={1,3,5}因此应将{1,2,3,4,5}划分为{4},{1,2,3,5}G=({0}{4}{1,2,3,5}){1,2,3,5}a={1,3,5}{1,2,3,5}b={4,3,2}因为{1,5}b={4} {23}b={2,3}所以应将{1,2,3,5}划分为{1,5}{2,3}G=({0}{1,5}{2,3}{4}){1,5}a={1,5} {1,5}b={4} 所以{1,5} 不用再划分{2,3}a={1,3} {2,3}b={3,2}因为 {2}a={1} {3}a={3} 所以{2,3}应划分为{2}{3}所以化简后为G＝（ {0},{2},{3},{4},{1,5}）7.去除多余产生式后，构造NFA如下确定化，构造DFA 矩阵G={(0,1,3,4,6),(2,5)} {0,1,3,4,6}a={1,3}{0,1,3,4,6}b={2,3,4,5,6}所以将{0,1,3,4,6}划分为 {0,4,6}{1,3} G={(0,4,6),(1,3),(2,5)}{0,4,6}b={3,6,4} 所以 划分为{0},{4,6} G={(0),(4,6),(1,3),(2,5)}不能再划分，分别用 0，4，1，2代表各状态，构造DFA 状态转换图如下；b8．代入得S = 0(1S|1)| 1(0S|0) = 01(S|ε) | 10(S|ε) = (01|10)(S|ε)= (01|10)S | (01|10)= (01|10)*(01|10)构造NFA由NFA可得正规式为(01|10)*(01|10)=(01|10)+9.状态转换函数不是全函数,增加死状态8,G={(1,2,3,4,5,8),(6,7)}(1,2,3,4,5,8)a=(3,4,8) (3,4)应分出(1,2,3,4,5,8)b=(2,6,7,8)(1,2,3,4,5,8)c=(3,8)(1,2,3,4,5,8)d=(3,8)所以应将(1,2,3,4,5,8)分为(1,2,5,8), (3,4)G={(1,2,5,8),(3,4),(6,7)}(1,2,5,8)a=(3,4,8) 8应分出(1,2,5,8)b=(2,8)(1,2,5,8)c=(8)(1,2,5,8)d=(8)G={(1,2,5),(8),(3,4),(6,7)}(1,2,5)a=(3,4,8) 5应分出G={(1,2), (3,4),5, (6,7) ,(8) }去掉死状态8,最终结果为 (1,2) (3,4) 5,(6,7) 以1,3,5,6代替,最简DFA为b正规式:b*a(da|c)*bb*第五章1.S->a | ^ |( T )T -> T , S | S(a,(a,a))S => ( T ) => ( T , S ) => ( S , S ) => ( a , S) => ( a, ( T )) =>(a , ( T , S ) ) => (a , ( S , S )) => (a , ( a , a ) ) S=>(T) => (T,S) => (S,S) => ( ( T ) , S ) => ( ( T , S ) , S ) => ( ( T , S , S ) , S ) => ( ( S , S , S ) , S )=> ( ( ( T ) , S , S ) , S ) => ( ( ( T , S ) , S , S ) , S ) =>( ( ( S , S ) , S , S ) , S ) => ( ( ( a , S ) , S , S ) , S ) => ( ( ( a , a ) , S , S ) , S ) => ( ( ( a , a ) , ^ , S ) , S ) => ( ( ( a , a ) , ^ , ( T ) ) , S )=> ( ( ( a , a ) , ^ , ( S ) ) , S ) => ( ( ( a , a ) , ^ , ( a ) ) , S ) => ( ( ( a , a ) , ^ , ( a ) ) , a )S->a | ^ |( T )T -> T , ST -> S消除直接左递归：S->a | ^ |( T )T -> S T’T’ -> , S T’ | ξSELECT ( S->a) = {a}SELECT ( S->^) = {^}SELECT ( S->( T ) ) = { ( }SELECT ( T -> S T’) = { a , ^ , ( }SELECT ( T’ -> , S T’ ) = { , }SELECT ( T’ ->ξ) = FOLLOW ( T’ ) = FOLLOW ( T ) = { ）}构造预测分析表分析符号串（ a , a ）#分析栈剩余输入串所用产生式#S ( a , a) # S -> ( T )# ) T ( ( a , a) # ( 匹配# ) T a , a ) # T -> S T’# ) T’ S a , a ) # S -> a# ) T’ a a , a ) # a 匹配# ) T’，a) # T’ -> , S T’# ) T’ S , , a ) # , 匹配# ) T’ S a ) # S->a# ) T’ a a ) # a匹配# ) T’) # T’ ->ξ# ) ) # )匹配# # 接受2.E->TE’E’->+E E’->ξT->FT’T’->T T’->ξF->PF’F’->*F’F’->ξP->(E) P->a P->b P->∧SELECT（E－>TE’）=FIRST(TE’)=FIRST(T)= {（，a，b，^）SELECT（E’－>+E）={+}SELECT（E’－>ε）=FOLLOW(E’)= {#，)}SELECT（T－>FT’）=FIRST（F）= {（，a，b，^}SELECT（T’ —>T）=FIRST（T）= {（，a，b，^）SELECT(T’－>ε)=FOLLOW(T’)= {＋，#，)}SELECT(F －>P F’)=FIRST(F)= {（，a，b，^}SELECT(F’－>*F’)={*}SELECT(F’－>ε)=FOLLOW(F’)= {（，a，b，^，＋，#，）}3. S->MH S->a H->Lso H->ξK->dML K->ξL->eHf M->K M->bLM FIRST ( S ) =FIRST(MH)= FIRST ( M ) ∪FIRST ( H ) ∪{ξ} ∪{a}= {a, d , b , e ,ξ} FIRST( H ) = FIRST ( L ) ∪{ξ}= { e , ξ}FIRST( K ) = { d , ξ}FIRST( M ) = FIRST ( K ) ∪{ b } = { d , b ,ξ}FOLLOW ( S ) = { # , o }FOLLOW ( H ) = FOLLOW ( S ) ∪{ f } = { f , # , o }FOLLOW ( K ) = FOLLOW ( M ) = { e , # , o }FOLLOW ( L ) ={ FIRST ( S ) –{ξ} } ∪{o} ∪FOLLOW ( K )∪{ FIRST ( M ) –{ξ} } ∪FOLLOW ( M )= {a, d , b , e , # , o }FOLLOW ( M ) ={ FIRST ( H ) –{ξ} } ∪FOLLOW ( S )∪{ FIRST ( L ) –{ξ} } = { e , # , o }SELECT ( S-> M H) = ( FIRST ( M H) –{ξ} ) ∪FOLLOW ( S )= ( FIRST( M ) ∪FIRST ( H ) –{ξ} ) ∪FOLLOW ( S )= { d , b , e , # , o }SELECT ( S-> a ) = { a }SELECT ( H->L S o ) = FIRST(L S o) = { e }SELECT ( H ->ξ) = FOLLOW ( H ) = { f , # , o }SELECT ( K-> d M L ) = { d }SELECT ( K->ξ) = FOLLOW ( K ) = { e , # , o }SELECT ( L-> e H f ) = { e }SELECT ( M->K ) = ( FIRST( K ) –{ξ} ) ∪FOLLOW ( M ) = {d，e , # , o }SELECT ( M -> b L M )= { b }4 . 文法含有左公因式，变为S->C $ { b, a }C-> b A { b }C-> a B { a }A -> b A A { b }A-> a A’ { a }A’-> ξ{ $ , a, b }A’-> C { a , b }B->a B B { a }B -> b B’ { b }B’->ξ{ $ , a , b }B’-> C { a, b }5. <程序> --- S <语句表>――A <语句>――B <无条件语句>――C <条件语句>――D <如果语句>――E<如果子句> --FS->begin A end S->begin A end { begin }A-> B A-> B A’ { a , if }A-> A ; B A’-> ; B A’ { ; }A’->ξ{ end }B-> C B-> C { a } B-> D B-> D { if }C-> a C-> a { a }D-> E D-> E D’ { if }D-> E else B D’-> else B { else }D’->ξ{; , end } E-> FC E-> FC { if }F-> if b then F-> if b then { if }非终结符是否为空S－否A－否A’－是B－否C－否D－否D’－是E－否F－否FIRST(S) = { begin }FIRST(A) = FIRST(B) ∪FIRST(A’) ∪{ξ} = {a , if , ; , ξ} FIRST(A’) ={ ; , ξ}FIRST(B) = FIRST(C) ∪FIRST(D) ={ a , if }FIRST(C) = {a}FIRST(D) = FIRST（E）= { if }FIRSR(D’) = {else , ξ}FIRST(E) = FIRST(F) = { if }FIRST(F) = { if }FOLLOW(S) = {# }FOLLOW(A) = {end}FOLLOW(A’) = { end }FOLLOW(B) = {; , end }FOLLOW (C) = {; , end , else }FOLLOW(D) = {; , end }FOLLOW( D’ ) = { ; , end }FOLLOW(E) = { else , ; end }FOLLOW(F) = { a }S A A’ B C D D’ E F if then else begin end a b ;6. 1.(1) S -> A | B(2) A -> aA|a(3)B -> bB |b提取（2），（3）左公因子(1) S -> A | B(2) A -> aA’(3) A’-> A|ξ(4) B -> bB’(5) B’-> B |ξ2.(1) S->AB(2) A->Ba|ξ(3) B->Db|D(4) D-> d|ξ提取（3）左公因子(1) S->AB(2) A->Ba|ξ(3) B->DB’(4) B’->b|ξ(5) D-> d|ξ3.(1) S->aAaB | bAbB(2) A-> S| db(3) B->bB|a4(1)S->i|(E)(2)E->E+S|E-S|S提取（2）左公因子(1)S->i|(E)(2)E->SE’(3)E’->+SE’|-SE’ |ξ5(1)S->SaA | bB(2)A->aB|c(3)B->Bb|d消除（1）(3)直接左递归(1)S->bBS’(2)S’->aAS’|ξ(3)A->aB | c(4) B -> dB’(5)B’->bB’|ξ6.(1) M->MaH | H(2) H->b(M) | (M) |b消除（1）直接左递归，提取（2）左公因子(1)M-> HM’(2)M’-> aHM’ |ξ(3)H->bH’ | ( M )(4)H’->(M) |ξ7. (1)1)A->baB2)A->ξ3)B->Abb4)B->a将1）、2)式代入3）式1)A->baB2)A->ξ3)B->baBbb4)B->bb5)B->a提取3）、4）式左公因子1)A->baB2)A->ξ3)B->bB’4)B’->aBbb | b5)B->a(3)1)S->Aa2)S->b3)A->SB4)B->ab将3）式代入1）式1)S->SBa2)S->b3)A->SB4)B->ab消除1）式直接左递归1)S->bS’2)S’->BaS’ |ξ3)S->b4)A->SB5)B->ab删除多余产生式4）1)S->bS’2)S’->BaS’ |ξ3)S->b4)B->ab（5）1)S->Ab2)S->Ba3)A->aA4)A->a提取3）4）左公因子1)S->Ab2)S->Ba3)A->aA’4)A’-> A |ξ5)B->a将3）代入1）5）代入21)S->aA’b2)S->aa3)A->aA’4)A’-> A |ξ5)B->a提取1）2）左公因子1)S-> aS’2)S’->A’b | a3)A->aA’4)A’-> A |ξ5)B->a删除多余产生式5）1)S-> aS’2)S’->A’b | a3)A->aA’4)A’-> A |ξA A’S’S将3）代入4）1)S-> aS’2)S’->A’b | a3)A->aA ’4)A’-> aA’ |ξ将4）代入2）1)S-> aS’2)S’->aA’b3)S’->a4)S’->b5)A->aA ’6)A’-> aA’ |ξ对2）3)提取左公因子1)S->aS’2)S’->aS’’3)S’’->A’b|ξ4)S’->b5)A->aA ’6)A’-> aA’ |ξ删除多余产生式5）1)S->aS’3)S’’->A’b|ξ4)S’->b5)A’-> aA’ |ξ第六章1S → a | ∧ | ( T )T → T , S | S解：(1) 增加辅助产生式 S’→＃S＃求 FIRSTVT集FIRSTVT（S’）＝ {#}FIRSTVT（S）＝ {a ∧ ( }＝ { a ∧ ( }FIRSTVT (T) ＝ {,} ∪ FIRSTVT( S ) = { , a ∧ ( }求 LASTVT集LASTVT（S’）＝ { # }LASTVT（S）＝ { a ∧ )}LASTVT (T) ＝ { , a ∧ )}(2)算符优先关系表因为任意两终结符之间至多只有一种优先关系成立，所以是算符优先文法(3)a ∧( ) , #F 1 1 1 1 1 1g 1 1 1 1 1 1f 2 2 1 3 2 1g 2 2 2 1 2 1f 3 3 1 3 3 1g 4 4 4 1 2 1f 3 3 1 3 3 1g 4 4 4 1 2 1(4)＃<·( a,a)# 移进＃( <· a ,a)# 移进# (a ·> , a)# 规约＃(T <·, a)# 移进＃(T，<· a )# 移进＃(T,a ·> ) # 规约＃(T,T ·> ) # 规约＃(T =·) # 移进＃(T) ·> ＃规约＃T =·＃接受4.扩展后的文法S’→#S# S→S;G S→G G→G(T) G→H H→a H→(S)T→T+S T→S（1）FIRSTVT(S)={;}∪FIRSTVT(G) = {; , a , ( }FIRSTVT(G)={ ( }∪FIRSTVT(H) = {a , ( }FIRSTCT(H)={a , ( }FIRSTVT(T) = {+} ∪FIRSTVT(S) = {+ , ; , a , ( }LASTVT(S) = {;} ∪LASTVT(G) = { ; , a , )}LASTVT(G) = { )} ∪LASTVT(H) = { a , )}LASTVT(H) = {a, )}LASTVT(T) = {+ } ∪LASTVT(S) = {+ , ; , a , ) }因为任意两终结符之间至多只有一种优先关系成立，所以是算符优先文法（2）句型a(T+S);H;(S)的短语有：a(T+S);H;(S) a(T+S);H a(T+S) a T+S (S) H直接短语有: a T+S H (S)句柄： a素短语：a T+S (S)最左素短语：a(3)分析a；（a＋a）不能用最右推导推导出上面的两个句子。
编译原理课后习题答案(清华大学_张素琴)复习例题
编译原理复习例题(有些内容没有覆盖，比如优化、SLR（1）、LR（1）、LALR（1）等。
但要求至少要按照作业题的范围复习。
)一选择题1．编译的各阶段工作都涉及。
[A]词法分析[B]表格管理 [C]语法分析 [D]语义分析2．型文法也称为正规文法。
[A] 0 [B] 1 [C] 2 [D] 33．文法不是LL(1)的。
[A]递归 [B]右递归 [C]2型 [D]含有公共左因子的4．文法E→E+E|E*E|i的句子i*i+i*i有棵不同的语法树。
[A] 1 [B] 3 [C] 5 [D] 75．文法 S→aaS|abc 定义的语言是。
[A]{a2k bc|k>0} [B]{a k bc|k>0}[C]{a2k-1bc|k>0} [D]{a k a k bc|k>0}6．若B为非终结符，则 A→α.Bβ为。
[A]移进项目 [B]归约项目 [C]接受项目 [D]待约项目7．同心集合并可能会产生新的冲突。
[A]二义 [B]移进/移进 [C]移进/归约 [D]归约/归约8．代码优化时所依据的是。
[A]语法规则 [B]词法规则[C]等价变换规则 [D]语义规则9．表达式a-(-b)*c的逆波兰表示（@为单目减）为。
[A]a-b@c* [B]ab@c*- [C]ab@- [D]ab@c-*10．过程的DISPLAY表是用于存取过程的。
[A]非局部变量[B]嵌套层次 [C]返回地址 [D]入口地址二填空题1．词法分析阶段的任务式从左到右扫描字符流，从而逐个识别一个个的单词。
2．对于文法G[E]：E→T|E+T T→F|T*F F→P^F|P P→(E)|i，句型T+T*F+i的句柄是。
3．最右推导的逆过程称为规范归约，也称为最左归约。
4．符号表的每一项是由名字栏和两个栏目组成。
在目标代码生成阶段，符号表是的依据。
三判断题（认为正确的填“T”，错的填“F”）【】1．同心集的合并有可能产生“归约/归约”冲突。
编译原理 课件第十一章
11.2 局部优化：基本块内的优化 局部优化：
基本块：是指程序中一顺序执行的语句序列， 基本块：是指程序中一顺序执行的语句序列，其中只有一个 入口语句和一个出口语句。 入口语句和一个出口语句。 入口语句： 入口语句： 1． 程序的第一个语句；或者， ． 程序的第一个语句；或者， 2． 条件转移语句或无条件转移语句的转移目标语句；或者 ． 条件转移语句或无条件转移语句的转移目标语句； 3． 紧跟在条件转移语句后面的语句。 ． 紧跟在条件转移语句后面的语句。
main() { int x, y, z; x = (1+20)*（ -x）; （ ） y = x*x+(x/y); y = z = (x/y)/(x*x); }
tmp1 = 1 + 20 ; tmp2 = -x ; x = tmp1 * tmp2 ; tmp3 = x * x ; tmp4 = x / y ; y = tmp3 + tmp4 ; tmp5 = x / y ; tmp6 = x * x ; z = tmp5 / tmp6 ; y = z ;
11．1 11．2 11．3 11．4
什么是代码优化 局部优化 控制流程分析和循环 数据流分析举例
11.1 优化技术简介
何谓代码优化： 宗旨： 获得较好性能的代码 宗旨： 等价 意图，结果， 意图，结果，权衡 目标代码优化 阶段： source front I.R code target code generator code 用户 中间代码优化
第十一章 代码优化
为了让编译程序能够生成效率高的目标代码， 为了让编译程序能够生成效率高的目标代码， 应对中间代码进行优化 注意：优化≠ 注意：优化≠最佳化 要求：相对合理性。 要求：相对合理性。应考虑空间和时间上的 取舍，及二者的平衡。 取舍，及二者的平衡。 本章将介绍基于结构信息的优化 基于结构信息的优化。 本章将介绍基于结构信息的优化。 假定 优化对象是四元式序列的中间代码
编译原理（清华大学-第2版）课后习题答案
编译原理（清华⼤学-第2版）课后习题答案第三章N=>D=> {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9}N=>ND=>NDDL={a |a(0|1|3..|9)n且 n>=1}(0|1|3..|9)n且 n>=1{ab,}a nb n n>=1第6题.(1) <表达式> => <项> => <因⼦> => i(2) <表达式> => <项> => <因⼦> => (<表达式>) => (<项>)=> (<因⼦>)=>(i)(3) <表达式> => <项> => <项>*<因⼦> => <因⼦>*<因⼦> =i*i(4) <表达式> => <表达式> + <项> => <项>+<项> => <项>*<因⼦>+<项>=> <因⼦>*<因⼦>+<项> => <因⼦>*<因⼦>+<因⼦> = i*i+i (5) <表达式> => <表达式>+<项>=><项>+<项> => <因⼦>+<项>=i+<项> => i+<因⼦> => i+(<表达式>) => i+(<表达式>+<项>)=> i+(<因⼦>+<因⼦>)=> i+(i+i)(6) <表达式> => <表达式>+<项> => <项>+<项> => <因⼦>+<项> => i+<项> => i+<项>*<因⼦> => i+<因⼦>*<因⼦> = i+i*i第7题第9题语法树ss s* s s+aa a推导: S=>SS*=>SS+S*=>aa+a*11. 推导:E=>E+T=>E+T*F语法树:E+T*短语: T*F E+T*F直接短语: T*F句柄: T*F12．短语：直接短语：句柄：13.(1)最左推导：S => ABS => aBS =>aSBBS => aBBS=> abBS => abbS => abbAa => abbaa 最右推导：S => ABS => ABAa => ABaa => ASBBaa => ASBbaa => ASbbaa => Abbaa => a1b1b2a2a3 (2) ⽂法：S → ABSS → AaS →εA → aB → b(3) 短语：a1 , b1 , b2, a2 , , bb , aa , abbaa,直接短语： a1 , b1 , b2, a2 , ,句柄：a114 (1)S → ABA → aAb | εB → aBb | ε(2)S → 1S0S → AA → 0A1 |ε第四章1. 1. 构造下列正规式相应的DFA (1)1(0|1)*101NFA(2) 1(1010*|1(010)*1)*0NFA(3)NFA(4)NFA2.解：构造DFA 矩阵表⽰b其中0 表⽰初态，*表⽰终态⽤0，1，2，3，4，5分别代替{X} {Z} {X,Z} {Y} {X,Y} {X,Y,Z} 得DFA状态图为：3．解：构造DFA矩阵表⽰构造DFA的矩阵表⽰其中表⽰初态，*表⽰终态替换后的矩阵4．（1）解构造状态转换矩阵：{2，3} {0，1}{2，3}a={0,3}{2},{3},{0,1}{0,1}a={1,1} {0,1}b={2,2}（2）解：⾸先把M的状态分为两组：终态组{0}，和⾮终态组{1，2，3，4,5} 此时G=( {0},{1,2,3,4,5} ) {1,2,3,4,5}a={1,3,0,5} {1,2,3,4,5}b={4,3,2,5}由于{4}a={0} {1,2,3,5}a={1,3,5}因此应将{1,2,3,4,5}划分为{4},{1,2,3,5}G=({0}{4}{1,2,3,5}){1,2,3,5}a={1,3,5}{1,2,3,5}b={4,3,2}因为{1,5}b={4} {23}b={2,3}所以应将{1,2,3,5}划分为{1,5}{2,3}G=({0}{1,5}{2,3}{4}){1,5}a={1,5} {1,5}b={4} 所以{1,5} 不⽤再划分{2,3}a={1,3} {2,3}b={3,2}因为 {2}a={1} {3}a={3} 所以{2,3}应划分为{2}{3}所以化简后为G＝（ {0},{2},{3},{4},{1,5}）7.去除多余产⽣式后，构造NFA如下G={(0,1,3,4,6),(2,5)} {0,1,3,4,6}a={1,3}{0,1,3,4,6}b={2,3,4,5,6}所以将{0,1,3,4,6}划分为 {0,4,6}{1,3} G={(0,4,6),(1,3),(2,5)}{0,4,6}b={3,6,4} 所以划分为{0},{4,6} G={(0),(4,6),(1,3),(2,5)}不能再划分，分别⽤ 0，4，1，2代表各状态，构造DFA 状态转换图如下；b8．代⼊得S = 0(1S|1)| 1(0S|0) = 01(S|ε) | 10(S|ε) = (01|10)(S|ε)= (01|10)S | (01|10)= (01|10)*(01|10)构造NFA由NFA可得正规式为(01|10)*(01|10)=(01|10)+9.状态转换函数不是全函数,增加死状态8,G={(1,2,3,4,5,8),(6,7)}(1,2,3,4,5,8)a=(3,4,8) (3,4)应分出(1,2,3,4,5,8)b=(2,6,7,8)(1,2,3,4,5,8)c=(3,8)(1,2,3,4,5,8)d=(3,8)所以应将(1,2,3,4,5,8)分为(1,2,5,8), (3,4)G={(1,2,5,8),(3,4),(6,7)}(1,2,5,8)a=(3,4,8) 8应分出(1,2,5,8)b=(2,8)(1,2,5,8)c=(8)(1,2,5,8)d=(8)G={(1,2,5),(8),(3,4),(6,7)}(1,2,5)a=(3,4,8) 5应分出G={(1,2), (3,4),5, (6,7) ,(8) }去掉死状态8,最终结果为 (1,2) (3,4) 5,(6,7) 以1,3,5,6代替,最简DFA为b正规式:b*a(da|c)*bb*第五章1.S->a | ^ |( T )(a,(a,a))S => ( T ) => ( T , S ) => ( S , S ) => ( a , S) => ( a, ( T )) =>(a , ( T , S ) ) => (a , ( S , S )) => (a , ( a , a ) ) S=>(T) => (T,S) => (S,S) => ( ( T ) , S ) => ( ( T , S ) , S ) => ( ( T , S , S ) , S ) => ( ( S , S , S ) , S )=> ( ( ( T ) , S , S ) , S ) => ( ( ( T , S ) , S , S ) , S ) =>( ( ( S , S ) , S , S ) , S ) => ( ( ( a , S ) , S , S ) , S ) => ( ( ( a , a ) , S , S ) , S ) => ( ( ( a , a ) , ^ , S ) , S ) => ( ( ( a , a ) , ^ , ( T ) ) , S )=> ( ( ( a , a ) , ^ , ( S ) ) , S ) => ( ( ( a , a ) , ^ , ( a ) ) , S ) => ( ( ( a , a ) , ^ , ( a ) ) , a )S->a | ^ |( T )T -> T , ST -> S消除直接左递归：S->a | ^ |( T )T -> S T’T’ -> , S T’ | ξSELECT ( S->a) = {a}SELECT ( S->^) = {^}SELECT ( S->( T ) ) = { ( }SELECT ( T -> S T’) = { a , ^ , ( }SELECT ( T’ -> , S T’ ) = { , }SELECT ( T’ ->ξ) = FOLLOW ( T’ ) = FOLLOW ( T ) = { ）}构造预测分析表分析符号串（ a , a ）#分析栈剩余输⼊串所⽤产⽣式#S ( a , a) # S -> ( T )# ) T ( ( a , a) # ( 匹配# ) T a , a ) # T -> S T’# ) T’ S a , a ) # S -> a# ) T’ a a , a ) # a 匹配# ) T’，a) # T’ -> , S T’# ) T’ S , , a ) # , 匹配# ) T’ S a ) # S->a# ) T’ a a ) # a匹配# ) T’) # T’ ->ξ# ) ) # )匹配# # 接受2.E->TE’E’->+E E’->ξT->FT’T’->T T’->ξF->PF’F’->*F’F’->ξP->(E) P->a P->b P->∧SELECT（E－>TE’）=FIRST(TE’)=FIRST(T)= {（，a，b，^）SELECT（E’－>+E）={+}SELECT（E’－>ε）=FOLLOW(E’)= {#，)}SELECT（T－>FT’）=FIRST（F）= {（，a，b，^}SELECT（T’ —>T）=FIRST（T）= {（，a，b，^）SELECT(T’－>ε)=FOLLOW(T’)= {＋，#，)}SELECT(F －>P F’)=FIRST(F)= {（，a，b，^}SELECT(F’－>*F’)={*}SELECT(F’－>ε)=FOLLOW(F’)= {（，a，b，^，＋，#，）}3. S->MH S->a H->Lso H->ξK->dML K->ξL->eHf M->K M->bLM FIRST ( S ) =FIRST(MH)= FIRST ( M ) ∪FIRST ( H ) ∪{ξ}∪{a}= {a, d , b , e ,ξ} FIRST( H ) = FIRST ( L ) ∪{ξ}= { e , ξ}FIRST( K ) = { d , ξ}FIRST( M ) = FIRST ( K ) ∪{ b } = { d , b ,ξ}FOLLOW ( S ) = { # , o }FOLLOW ( H ) = FOLLOW ( S ) ∪{ f } = { f , # , o }FOLLOW ( K ) = FOLLOW ( M ) = { e , # , o }FOLLOW ( L ) ={ FIRST ( S ) –{ξ} } ∪{o} ∪FOLLOW ( K )∪{ FIRST ( M ) –{ξ} } ∪FOLLOW ( M )= {a, d , b , e , # , o }FOLLOW ( M ) ={ FIRST ( H ) –{ξ} } ∪FOLLOW ( S )∪{ FIRST ( L ) –{ξ} } = { e , # , o }SELECT ( S-> M H) = ( FIRST ( M H) –{ξ} ) ∪FOLLOW ( S )= ( FIRST( M ) ∪FIRST ( H ) –{ξ} ) ∪FOLLOW ( S )= { d , b , e , # , o }SELECT ( S-> a ) = { a }SELECT ( H->L S o ) = FIRST(L S o) = { e }SELECT ( H ->ξ) = FOLLOW ( H ) = { f , # , o }SELECT ( K->ξ) = FOLLOW ( K ) = { e , # , o }SELECT ( L-> e H f ) = { e }SELECT ( M->K ) = ( FIRST( K ) –{ξ} ) ∪FOLLOW ( M ) = {d，e , # , o }SELECT ( M -> b L M )= { b }4 . ⽂法含有左公因式，变为S->C $ { b, a }C-> b A { b }C-> a B { a }A -> b A A { b }A-> a A’ { a }A’-> ξ{ $ , a, b }A’-> C { a , b }B->a B B { a }B -> b B’ { b }B’->ξ{ $ , a , b }B’-> C { a, b }5. <程序> --- S <语句表>――A <语句>――B <⽆条件语句>――C <条件语句>――D <如果语句>――E <如果⼦句> --FS->begin A end S->begin A end { begin }A-> B A-> B A’ { a , if }A-> A ; B A’-> ; B A’ { ; }A’->ξ{ end }B-> C B-> C { a } B-> D B-> D { if }C-> a C-> a { a }D-> E D-> E D’ { if }D-> E else B D’-> else B { else }D’->ξ{; , end } E-> FC E-> FC { if }F-> if b then F-> if b then { if }⾮终结符是否为空S－否A－否A’－是B－否C－否D－否D’－是E－否F－否FIRST(S) = { begin }FIRST(A) = FIRST(B) ∪FIRST(A’) ∪{ξ} = {a , if , ; , ξ} FIRST(A’) ={ ; , ξ}FIRST(B) = FIRST(C) ∪FIRST(D) ={ a , if }FIRST(C) = {a}FIRST(D) = FIRST（E）= { if }FIRSR(D’) = {else , ξ}FIRST(E) = FIRST(F) = { if }FIRST(F) = { if }FOLLOW(S) = {# }FOLLOW(A) = {end}FOLLOW(A’) = { end }FOLLOW(B) = {; , end }FOLLOW (C) = {; , end , else }FOLLOW(D) = {; , end }FOLLOW( D’ ) = { ; , end }FOLLOW(E) = { else , ; end }FOLLOW(F) = { a }S A A’ B C D D’ E F if then else begin end a b ;6. 1.(1) S -> A | B(2) A -> aA|a(3)B -> bB |b提取（2），（3）左公因⼦(1) S -> A | B(2) A -> aA’(3) A’-> A|ξ(4) B -> bB’(5) B’-> B |ξ2.(1) S->AB(2) A->Ba|ξ(3) B->Db|D(4) D-> d|ξ提取（3）左公因⼦(1) S->AB(2) A->Ba|ξ(3) B->DB’(4) B’->b|ξ(5) D-> d|ξ3.(1) S->aAaB | bAbB(2) A-> S| db(3) B->bB|a4(1)S->i|(E)(2)E->E+S|E-S|S提取（2）左公因⼦(1)S->i|(E)(2)E->SE’(3)E’->+SE’|-SE’ |ξ5(1)S->SaA | bB(2)A->aB|c(3)B->Bb|d消除（1）(3)直接左递归(1)S->bBS’(2)S’->aAS’|ξ(3)A->aB | c(4) B -> dB’(5)B’->bB’|ξ6.(1) M->MaH | H(2) H->b(M) | (M) |b消除（1）直接左递归，提取（2）左公因⼦(1)M-> HM’(2)M’-> aHM’ |ξ(3)H->bH’ | ( M )(4)H’->(M) |ξ7. (1)1)A->baB4)B->a将1）、2)式代⼊3）式1)A->baB2)A->ξ3)B->baBbb4)B->bb5)B->a提取3）、4）式左公因⼦1)A->baB2)A->ξ3)B->bB’4)B’->aBbb | b5)B->a(3)1)S->Aa2)S->b3)A->SB4)B->ab将3）式代⼊1）式1)S->SBa2)S->b3)A->SB4)B->ab消除1）式直接左递归1)S->bS’2)S’->BaS’ |ξ3)S->b4)A->SB5)B->ab删除多余产⽣式4）1)S->bS’（5）1)S->Ab2)S->Ba3)A->aA4)A->a5)B->a提取3）4）左公因⼦1)S->Ab4)A’-> A |ξ5)B->a将3）代⼊1）5）代⼊21)S->aA’b2)S->aa3)A->aA’4)A’-> A |ξ5)B->a提取1）2）左公因⼦1)S-> aS’2)S’->A’b | a3)A->aA’4)A’-> A |ξ5)B->a删除多余产⽣式5）1)S-> aS’2)S’->A’b | a3)A->aA’4)A’-> A |ξA A’S’S将3）代⼊4）1)S-> aS’2)S’->A’b | a3)A->aA ’4)A’-> aA’ |ξ3)S’->a4)S’->b5)A->aA ’6)A’-> aA’ |ξ对2）3)提取左公因⼦1)S->aS’2)S’->aS’’3)S’’->A’b|ξ4)S’->b5)A->aA ’6)A’-> aA’ |ξ删除多余产⽣式5）1)S->aS’2)S’->aS’’3)S’’->A’b|ξ4)S’->b第六章1S → a | ∧ | ( T )T → T , S | S解：(1) 增加辅助产⽣式 S’→＃S＃求 FIRSTVT集FIRSTVT（S’）＝ {#}FIRSTVT（S）＝ {a ∧ ( }＝ { a ∧ ( } FIRSTVT (T) ＝ {,} ∪ FIRSTVT( S ) = { , a ∧ ( }求 LASTVT集LASTVT（S’）＝ { # }LASTVT（S）＝ { a ∧ )}LASTVT (T) ＝ { , a ∧ )}(2)因为任意两终结符之间⾄多只有⼀种优先关系成⽴，所以是算符优先⽂法(3)a ∧( ) , #F 1 1 1 1 1 1g 1 1 1 1 1 1f 2 2 1 3 2 1g 2 2 2 1 2 1f 3 3 1 3 3 1g 4 4 4 1 2 1f 3 3 1 3 3 1g 4 4 4 1 2 1(4)栈优先关系当前符号剩余输⼊串移进或规约＃<·( a,a)# 移进＃( <· a ,a)# 移进＃(T <·, a)# 移进＃(T，<· a )# 移进＃(T,a ·> ) # 规约＃(T,T ·> ) # 规约＃(T =·) # 移进＃(T) ·> ＃规约＃T =·＃接受4.扩展后的⽂法S’→#S# S→S;G S→G G→G(T) G→H H→a H→(S)T→T+S T→S（1）FIRSTVT(S)={;}∪FIRSTVT(G) = {; , a , ( }FIRSTVT(G)={ ( }∪FIRSTVT(H) = {a , ( }FIRSTCT(H)={a , ( }FIRSTVT(T) = {+} ∪FIRSTVT(S) = {+ , ; , a , ( }LASTVT(S) = {;} ∪LASTVT(G) = { ; , a , )}LASTVT(G) = { )} ∪LASTVT(H) = { a , )}LASTVT(H) = {a, )}LASTVT(T) = {+ } ∪LASTVT(S) = {+ , ; , a , ) }构造算符优先关系表因为任意两终结符之间⾄多只有⼀种优先关系成⽴，所以是算符优先⽂法（2）句型a(T+S);H;(S)的短语有：a(T+S);H;(S) a(T+S);H a(T+S) a T+S (S) H直接短语有: a T+S H (S)句柄： a素短语：a T+S (S)最左素短语：a(3)（4）不能⽤最右推导推导出上⾯的两个句⼦。
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
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《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。
北京航空航天大学《编译原理》第11章 代码优化(2)
global_c s_c
运行栈
子程序/函数运行时所需的基本空间 进入子程序/函数时分配，地址空间向下生长 （从高地址到低地址） 从子程序/函数返回时，当前运行栈将被废弃 递归调用的同一个子程序/函数，每次调用都 将获得独立的运行栈空间
运行栈
一个典型的运行栈包括
函数的返回地址 全局寄存器的保存区 临时变量的保存区 未分配到全局寄存器的局部变量的保存区 其他辅助信息的保存区
主要内容
中间代码（补充） 代码生成 代码优化 现代编译技术综述
代码生成
代码生成器的总体设计 目标程序 运行时的存储管理 指令选择 寄存器的分配和管理
代码生成器在编译系统中的位置
中间代码 源程序 前端 优化器
中间代码
代码生成 器
目标程序
符号表
教学编译器架构
代码生成器的输入
源程序的中间表示
线性表示（波兰式） 三地址码（四元式） 栈式中间代码（P-CODE/Java Bytecode） 图形表示
丰富的运行库支持
J2ME：CLDC1.1, MIDP2.0, etc. J2SE：SWING, AWT, etc.
Java字节码举例: z = x + 1
iload x iconst_1 iadd
mov eax, esi add eax, 1
x 1 x x+1
esi 1 esi eax
istore z
(下载到本地)
Class loader
(Bytecode verification)
Java class libraries
Java Just-in-time Interpreter compiler
Run-time System Java 字节码 (*.class)
编译原理 清华大学出版社
Hale Waihona Puke 3、语义分析（1）语义
定义语言的单词符号和语法单位的意义.一个语言的 语义是指这样的一组规则，使用它可以定义一个程序的 意义.这些规则称为语义规则.
离开语义，语言只不过是一堆符号的集合.
语义分析阶段的主要任务
审查源程序有无语义错误，为代码生成阶段收集类型信 息.
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3、语义分析（2）
例如： 类型审查、数组下标检查、强制类型转换等
2. 任何常数（整常数、实常数）是表达式。
3. 若表达式1和表达式2都是表达式，那么 ·表达式1+表达式2 ·表达式1*表达式2 ·（表达式1）
都是表达式。
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程序结构（2）
语句的表示： 1. 标识符:=表达式 是语句。 2. while (表达式) do 语句 和
if (表达式) then 语句 else 语句 都是语句。
整数：10 界符：。
逗号：， 冒号：：
分号：； 赋值号：:= 加号：+ 乘号：*
机内码为：id1:=id2+id3*10
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2、语法分析
❖ 任务：单词符号串 → 各类语法单位 在词法分析的基础上将单词序列分解成各类语法短语.通常 用语法树表示这种语法短语.
❖ 依据：语言的语法规则 ❖ 描述语法规则的工具：上下文无关文法、确定的下推自动机
任课教师：湛 燕 Email: zhanyan@
数学与计算机学院
1
教材与参考书
编译原理（第二版）. 张素琴，吕映芝，蒋维杜，戴桂兰编 著，清华大学出版社，2005.2.
名称 编译原理 编译原理 编译原理
作者 何炎祥 陈火旺等 蒋立源
出版社 华中理工大学 国防工业出版社 西北工业大学
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(1)P:=0 (2)I:=1 (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 (3’)T1:=T1+4 (12)if T1 <=80 goto(5)
第十一章
代码优化
• 11.1 优化技术简介 • 11.2 局部优化 • 11.3 控制流分析和循环优化
11.1 优化技术简介
一、优化的原则 1、等价原则 优化后不改变原程序运行的功能。 2、有效原则
优化后产生的目标代码运行时间较短，占 用空间较小。
二、优化阶段
源代码 中间代码 目标代码
中间代码优化 目标代码优化
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(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)、或到一转移语 句(包括该转移语句) 、或一停语句(包括 该停语句)之间的语句序列组成的。
入口语句n … … 入口语句m
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入口语句n … … 转移语句m
入口语句n … … 停语句m
5、合并已知量与复写传播
• 编码时的已知量—常数，可在编译时 计算出它的值，这种变换称为合并已 知量或常数合并。 • 通过复制后没有再改变的值可以互相 替换，不会改变程序的结果，这种变 换称为复写传播。
复写传播
tmp2 = tmp1 ; tmp3 = tmp2 * tmp1; tmp4 = tmp3 ; tmp5 = tmp3 * tmp2 ; c = tmp5 + tmp4 ; tmp3 = tmp1 * tmp1 ; tmp5 = tmp3 * tmp1 ; c = tmp5 + tmp3 ;
1.求出四元式程序中各个基本块的入口语 句: 1) 程序第一个语句，或 2) 能由条件转移语句或无条件转移语 句转移到的语句，或 3) 紧跟在条件转移语句后面的语句。
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• 例：划分基本块 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9)
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read X read Y R:=X mod Y if R=0 goto (8) X:=Y Y:=R goto (3) write Y halt
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(3)删除不会被执行的语句 凡是没有纳入到任何一个基本块中的语 句，都是程序控制流程所无法到达的语句 ，即不会被执行到的语句，可将其删除。
• 例：划分基本块 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9)
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read X read Y R:=X mod Y if R=0 goto (8) X:=Y Y:=R goto (3) write Y halt
入口语句n … … 入口语句m
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(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)、或到一转移 语句(包括该转移语句) 之间的语句序列组 成的。
入口语句n … … 入口语句m
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入口语句n … … 转移语句m
1.求出四元式程序中各个基本块的入口语 句: 1) 程序第一个语句，或 2) 能由条件转移语句或无条件转移语 句转移到的语句，或 3) 紧跟在条件转移语句后面的语句。
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• 例：划分基本块 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9)
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read X read Y R:=X mod Y if R=0 goto (8) X:=Y Y:=R goto (3) write Y halt
(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[T1] (9)T7:=T3*T6 (10)P:=P+T7 (3’)T1:=T1+4 (12)if T1<=80 goto(5)
1.求出四元式程序中各个基本块的入口语 句: 1) 程序第一个语句，或 2) 能由条件转移语句或无条件转移语 句转移到的语句，或 3) 紧跟在条件转移语句后面的语句。
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• 例：划分基本块 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9)
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read X read Y R:=X mod Y if R=0 goto (8) X:=Y Y:=R goto (3) write Y halt
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)、或 到一转移语句(包 括该转移语句)、 或一停语句(包括 该停语句)之间的 语句序列组成的。
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(1) read (C) (2) A:= 0 (3) B:= 1 (4) L1: A:=A + B (5) if B>= C goto L2 (6) B:=B+1 (7) goto L1 (8) L2: write (A) (9) halt
3.强度削弱
•基本思想：把强度大的运算换算成强度 小的。例如：
a) i*2 = 2*i = i+i b) 0-1 = -1 c) f/2.0 = f*0.5
(1)P:=0 (2)I:=0 (4)T2:=addr(A) (7)T5:=addr(B)
(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 goto(5)
•与机器无关的优化---中间代码优化。 •依赖于机器的优化---目标代码优化。
三、优化分类
(1)局部优化:对基本块内的代码进行优化
(2)循环优化:对循环中的代码进行优化 (3)全局优化:在整个程序范围内的优化
四、常用优化技术简介
1.删除多余运算 2.循环不变代码外提 3.强度削弱 4.变换循环控制条件 5.合并已知量与复写传播 6.删除无用赋值
6.删除无用赋值
(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[T1] (9)T7:=T3*T6 (10)P:=P+T7 (3’)T1:=T1+4 (12)if T1<=80 goto(5) (1)P:=0 (4)T2:=addr(A) (7)T5:=addr(B) (3)T1:=0
1.删除多余运算（删除公共子表达式）： 目的：提高目标代码速度。
例如：（假设数组元素占用空间为4个字 节） P:=0 for I:=1 to 20 do P:=P+A[I]*B[I]
(1)P:=0 (2)I:=0
(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<=20 goto(3)
(5)T3:=T2[T1] (8)T6:=T5[T1] (9)T7:=T3*T6 (10)P:=P+T7 (3’)T1:=T1+4 (12)if T1<=80 goto(5)
11.2局部优化
一、基本块 1、定义 程序中一个只有一个入口和一个出口的一 段顺序执行的语句序列，称为程序的一个基 本块。 注：1)一个给定的程序，可以划分为一系列 的基本块。优化在各基本块中分别进行(局部 优化)。 2)在运行基本块时，只能从其入口进入 ，从出口退出。
1.求出四元式程序中各个基本块的入口语 句: 1) 程序第一个语句，或 2) 能由条件转移语句或无条件转移语 句转移到的语句，或 3) 紧跟在条件转移语句后面的语句。
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• 例：划分基本块 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9)
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read X read Y R:=X mod Y if R=0 goto (8) X:=Y Y:=R goto (3) write Y halt
(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 (12)if I<=20 goto(3)
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。
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划分为四个基本块
（1） （2） （3） （4） （5）
（6） （7） （8） （9）
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3、块内优化
主要是进行已知量合并、删除公共子表达式、 删除无用赋值。
注：无用赋值有以下情形：
(a)对某变量A赋值后，在程序中没有引用； (b)对某变量A赋值后，在引用前又重新赋值； (c)对某变量A进行自增赋值，且它仅仅被用在自 增运算中。