第一章编译概述
2.典型的编译程序可划分为几部分？各部分的主要功能是什么？每部分都是必不可少的吗？
答：编译程序主要由词法分析程序、语法分析程序、语义分析程序、中间代码生成程序、代码优化程序、目标代码生成程序、信息表管理程序、错误检查处理程序组成。
各部分的主要功能如下：
词法分析程序又称扫描器。进行词法分析时，依次读入源程序中的每个字符，依据语言的构词规则，识别出一个个具有独立意义的最小语法单元，即“单词”，并用某个单词符号来表示每个单词的词性是标识符、分界符还是数；
语法分析程序的功能是：对词法分析的结果，根据语言规则，将一个个单词符号组成语言的各种语法类；
语义分析的功能是确定源程序的语义是否正确；
中间代码生成程序的功能是将源程序生成一种更易于产生、易于翻译成目标程序的中间代码；
代码优化程序的功能是将中间代码中重复和冗余部分进行优化，提高目标程序的执行效率；
目标代码生成程序的功能是将中间代码生成特定机器上的机器语言代码；
符号表管理程序的功能是记录源程序中出现的标识符，并收集每个标识符的各种属性信息；
错误处理程序的功能是应对在编译各个阶段中出现的错误做适当的处理，从而使编译能够继续进行。
编译程序的每部分都是必不可少的。
3.解释方式和编译方式的区别是什么？
答：解释方式最终并不生成目标程序，这是编译方式与解释方式的根本区别。解释方式很适合于程序调试，易于查错，在程序执行中可以修改程序，但与编译方式相比，执行效率太低。
4.论述多遍扫描编译程序的优缺点？
答：优点：（1）可以减少内存容量的需求，分遍后，以遍为单位分别调用编译的各个子程序，各遍程序可以相互覆盖；（2）可使各遍的编译程序相互独立，结构清晰；（3）能够进行充分的优化，产生高质量的目标程序；（4）可将编译程序分为“前端”和“后端”，有利于编译程序的移植。
缺点是每遍都要读符号、送符号，增加了许多重复性工作，降低了编译效率。
第一章习题解答 2.编译程序有哪些主要构成成分？各自的主要功能是什么？ 编译程序的主要构成成分有：词法分析程序、语法分析程序、语义分析程序、中间代码生成程序、代码优化程序、目标代码生成程序、表格管理程序及出错处理程序。 （1）词法分析程序：从左到右扫描源程序，识别单词及其有关属性； （2）语法分析程序：分析源程序的结构, 判别它是否为相应程序设计语言中的一个合法程序； （3）语义分析程序：审查源程序有无语义错误，为代码生成阶段收集类型信息； （4）中间代码生成程序：将源程序变成一种内部表示形式； （5）代码优化程序：对前阶段产生的中间代码进行变换或进行改造，使生成的目标代码更为高效； （6）目标代码生成程序：把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）表格管理程序：保存编译过程中的各种信息； （8）出错处理程序：若编译过程中发现源程序存在错误，则报告错误的性质和错误发生的地点，有些还可以自动校正错误。 3.什么是解释程序？它与编译程序的主要不同是什么？ 解释程序接受某个语言的程序并立即运行这个源程序。它的工作模式是一个个的获取、分析并执行源程序语句，一旦第一个语句分析结束，源程序便开始运行并且生成结果，它特别适合程序员交互方式的工作情况。 而编译程序是一个语言处理程序，它把一个高级语言程序翻译成某个机器的汇编或二进制代码程序，这个二进制代码程序再机器上运行以生成结果。 它们的主要不同在于：解释程序是边解释边执行，解释程序运行结束即可得到该程序的运行结果，而编译程序只是把源程序翻译成汇编或者二进制程序，这个程序再执行才能得到程序的运行结果。（当然还有其他不同，比如存储组织方式不同）
第七章语义分析和中间代码产生 本章要点 1. 中间语言，各种常见中间语言形式； 2. 说明语句、赋值语句、布尔表达式、控制语句等的翻译； 3. 过程调用的处理； 4. 类型检查； 本章目标 掌握和理解中间语言，各种常见中间语言形式；各种语句到中间语言的翻译；以及类型检查等内容。 本章重点 1．中间代码的几种形式，它们之间的相互转换：四元式、三元式、逆波兰表示； 3．赋值语句、算术表达式、布尔表达式的翻译及其中间代码格式； 4．各种控制流语句的翻译及其中间代码格式； 5．过程调用的中间代码格式； 6．类型检查； 本章难点 1. 各种语句的翻译； 2. 类型系统和类型检查； 作业题 一、单项选择题： 1. 布尔表达式计算时可以采用某种优化措施，比如A and B用if-then-else可解释为_______。 a. if A then true else B； b. if A then B else false； c. if A then false else true； d. if A then true else false； 2. 为了便于优化处理，三地址代码可以表示成________。 a. 三元式 b. 四元式 c. 后缀式 d. 间接三元式 3. 使用三元式是为了________：
a. 便于代码优化处理 b. 避免把临时变量填入符号表 c. 节省存储代码的空间 d. 提高访问代码的速度 4. 表达式-a+b*(-c+d)的逆波兰式是________。 a. ab+-cd+-*； b. a-b+c-d+*； c. a-b+c-d+*； d. a-bc-d+*+； 5. 赋值语句x:=-(a+b)/(c-d)-(a+b*c)的逆波兰式表示是_______。 a. xab+cd-/-bc*a+-:=；a. xab+/cd-bc*a+--:=；a. xab+-cd-/abc*+-:=；a. xab+cd-/abc*+--:=； 6. 在一棵语法树中结点的继承属性和综合属性之间的相互依赖关系可以由________来描述。 a. 抽象语法树； b. 语法规则； c. 依赖图； d. 三地址代码； 7. 按照教材中的约定，三地址语句if x relop y then L表示成四元式为。 a. (relop，x，y，L)； b. (relop，L，x，y)； c. (relop，x，L，y)； d. (L，x，y，relop)； 8. 在编译程序中，不是常见的中间语言形式。 a.波兰式； b. 三元式； c. 四元式； d. 抽象语法树； 9. 在编译程序中安排中间代码生成的目的是________。 a. 便于提高编译效率； b. 便于提高分析的正确性； c. 便于代码优化和目标程序的移植； d.便于提高编译速度； 10. 按照教材中的约定，下面不是类型表达式： a. boolean； b. type-error； c. real； d. DAG； 11. 一个Pascal函数 function f ( a, b:char ) :↑integer; …… 其作用域类型是： a. char×integer； b. char×char； c. char×pointer(integer)； d. integer×integer； 12. 因为标识符可用于多种情况，比如常量标识符、变量标识符、过程标识符等等。因此，在符号表中为了给出各个符号的标志，常给标识符引入一个属性kind，然后在相应产生式的语义动作中添加给kind属性赋值的语句。比如，在在产生式D id:T的语义动作中添加赋值语句id.kind=。 a. V AR； b. CONSTANT； c. PROC； d. FUNC； 13. 下面情况下，编译器需要创建一张新的符号表。 a. 过程调用语句； b. 标号说明语句； c. 数组说明语句； d.记录说明语句； 14. 函数function f(a,b:char):↑integer;… 所以f函数的类型表达式为： a. char×char→pointer(integer)； b. char×char→pointer； c. char×char→integer； d. char×char→integer (pointer) 15. 如果一个语言的编译器能保证编译通过的程序，在运行时不会出现类型错误，则称该语言是。 a. 静态的； b. 强类型的； c. 动态的； d. 良类型的； 一．答案：1. b；2. d；3. b；4. d；5. c；6. c.；7. a；8. a；9. c；10. d；11. b；12. a；13. d； 14. a；15. b；
第二章 词法分析 2.1 完成下列选择题： (1) 词法分析器的输出结果是 。 a. 单词的种别编码 b. 单词在符号表中的位置 c. 单词的种别编码和自身值 d. 单词自身值 (2) 正规式M1和M2等价是指 。 a. M1和M2的状态数相等 b. M1和M2的有向边条数相等 c. M1和M2所识别的语言集相等 d. M1和M2状态数和有向边条数相等 (3) DFA M(见图2-1)接受的字集为 。 a. 以0开头的二进制数组成的集合 b. 以0结尾的二进制数组成的集合 c. 含奇数个0的二进制数组成的集合 d. 含偶数个0的二进制数组成的集合 【解答】 (1) c (2) c (3) d 图2-1 习题2.1的DFA M 2.2 什么是扫描器？扫描器的功能是什么？ 【解答】 扫描器就是词法分析器，它接受输入的源程序，对源程序进行词法分析并识别出一个个单词符号，其输出结果是单词符号，供语法分析器使用。通常是把词法分析器作为一个子程序，每当词法分析器需要一个单词符号时就调用这个子程序。每次调用时，词法分析器就从输入串中识别出一个单词符号交给语法分析器。 2.3 设M=({x,y}, {a,b}, f, x, {y})为一非确定的有限自动机，其中f 定义如下： f(x,a)={x,y} f{x,b}={y} f(y,a)=Φ f{y,b}={x,y} 试构造相应的确定有限自动机M ′。 【解答】 对照自动机的定义M=(S,Σ,f,So,Z)，由f 的定义可知f(x,a)、f(y,b)均为多值函数，因此M 是一非确定有限自动机。 先画出NFA M 相应的状态图，如图2-2所示。 图2-2 习题2.3的NFA M 用子集法构造状态转换矩阵，如表 表2-1 状态转换矩阵 1b a
第2章习题 2-1 设有字母表A1 ={a,b,c,…,z}，A2 ={0,1,…,9}，试回答下列问题： (1) 字母表A1上长度为2的符号串有多少个？ (2) 集合A1A2含有多少个元素？ (3) 列出集合A1(A1∪A2)*中的全部长度不大于3的符号串。 2-2 试分别构造产生下列语言的文法： （1）{a n b n|n≥0}； （2）{a n b m c p|n,m,p≥0}； （3）{a n#b n|n≥0}∪{c n#d n|n≥0}； （4）{w#w r# | w∈{0,1}*,w r是w的逆序排列 }； （5）任何不是以0打头的所有奇整数所组成的集合； （6）所有由偶数个0和偶数个1所组成的符号串的集合。 2-3 试描述由下列文法所产生的语言的特点： （1）S→10S0S→aA A→bA A→a （2）S→SS S→1A0A→1A0A→ε （3）S→1A S→B0A→1A A→C B→B0B→C C→1C0C→ε （4）S→aSS S→a 2-4 试证明文法 S→AB|DC A→aA|a B→bBc|bc C→cC|c D→aDb|ab 为二义性文法。 2-5 对于下列的文法 S→AB|c A→bA|a B→aSb|c 试给出句子bbaacb的最右推导，并指出各步直接推导所得句型的句柄；指出句子的全部短语。
2-6 化简下列各个文法 (1) S→aABS|bCACd A→bAB|cSA|cCC B→bAB|cSB C→cS|c (2) S→aAB|E A→dDA|e B→bE|f C→c AB|dSD|a D→eA E→fA|g (3) S→ac|bA A→c BC B→SA C→bC|d 2-7 消除下列文法中的ε-产生式 (1) S→aAS|b A→cS|ε (2) S→aAA A→bAc|dAe|ε 2-8 消除下列文法中的无用产生式和单产生式 (1) S→aB|BC A→aA|c|aDb B→DB|C C→b D→B (2) S→SA|SB|A A→B|(S)|( ) B→[S]|[ ] (3) E→E+T|T T→T*F|F F→P↑F|P P→(E)|i 第2章习题答案 2-1 答： (1) 26*26=676 (2) 26*10=260 (3) {a,b,c,...,z, a0,a1,...,a9, aa,...,az,...,zz, a00,a01,...,zzz},共有26+26*36+26*36*36=34658个 2-2 解： (1) 对应文法为G(S)=({S},{a,b},{ S→ε| aSb },S) (2) 对应文法为G(S)=({S,X,Y},{a,b,c},{S→aS|X,X→bX|Y,Y→cY|ε },S) (3)对应文法为G(S)=({S,X,Y},{a,b,c,d,#}, {S→X,S→Y,X→aXb|#, Y→cYd|# },S)
第一章编译概述 2.典型的编译程序可划分为几部分？各部分的主要功能是什么？每部分都是必不可少的吗？ 答：编译程序主要由词法分析程序、语法分析程序、语义分析程序、中间代码生成程序、代码优化程序、目标代码生成程序、信息表管理程序、错误检查处理程序组成。 各部分的主要功能如下： 词法分析程序又称扫描器。进行词法分析时，依次读入源程序中的每个字符，依据语言的构词规则，识别出一个个具有独立意义的最小语法单元，即“单词”，并用某个单词符号来表示每个单词的词性是标识符、分界符还是数； 语法分析程序的功能是：对词法分析的结果，根据语言规则，将一个个单词符号组成语言的各种语法类； 语义分析的功能是确定源程序的语义是否正确； 中间代码生成程序的功能是将源程序生成一种更易于产生、易于翻译成目标程序的中间代码； 代码优化程序的功能是将中间代码中重复和冗余部分进行优化，提高目标程序的执行效率； 目标代码生成程序的功能是将中间代码生成特定机器上的机器语言代码； 符号表管理程序的功能是记录源程序中出现的标识符，并收集每个标识符的各种属性信息； 错误处理程序的功能是应对在编译各个阶段中出现的错误做适当的处理，从而使编译能够继续进行。 编译程序的每部分都是必不可少的。 3.解释方式和编译方式的区别是什么？ 答：解释方式最终并不生成目标程序，这是编译方式与解释方式的根本区别。解释方式很适合于程序调试，易于查错，在程序执行中可以修改程序，但与编译方式相比，执行效率太低。 4.论述多遍扫描编译程序的优缺点？ 答：优点：（1）可以减少内存容量的需求，分遍后，以遍为单位分别调用编译的各个子程序，各遍程序可以相互覆盖；（2）可使各遍的编译程序相互独立，结构清晰；（3）能够进行充分的优化，产生高质量的目标程序；（4）可将编译程序分为“前端”和“后端”，有利于编译程序的移植。 缺点是每遍都要读符号、送符号，增加了许多重复性工作，降低了编译效率。
第一章习题解答 2．编译程序有哪些主要构成成分？各自的主要功能是什么？ 编译程序的主要构成成分有：词法分析程序、语法分析程序、语义分析程序、中间代码生成程序、代码优化程序、目标代码生成程序、表格管理程序及出错处理程序。 （1）词法分析程序：从左到右扫描源程序，识别单词及其有关属性； （2）语法分析程序：分析源程序的结构, 判别它是否为相应程序设计语言中的一个合法程序； （3）语义分析程序：审查源程序有无语义错误，为代码生成阶段收集类型信息； （4）中间代码生成程序：将源程序变成一种内部表示形式； （5）代码优化程序：对前阶段产生的中间代码进行变换或进行改造，使生成的目标代码更为高效； （6）目标代码生成程序：把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）表格管理程序：保存编译过程中的各种信息； （8）出错处理程序：若编译过程中发现源程序存在错误，则报告错误的性质和错误发生的地点，有些还可以自动校正错误。 3．什么是解释程序？它与编译程序的主要不同是什么？ 解释程序接受某个语言的程序并立即运行这个源程序。它的工作模式是一个个的获取、分析并执行源程序语句，一旦第一个语句分析结束，源程序便开始运行并且生成结果，它特别适合程序员交互方式的工作情况。 而编译程序是一个语言处理程序，它把一个高级语言程序翻译成某个机器的汇编或二进制代码程序，这个二进制代码程序再机器上运行以生成结果。 它们的主要不同在于：解释程序是边解释边执行，解释程序运行结束即可得到该程序的运行结果，而编译程序只是把源程序翻译成汇编或者二进制程序，这个程序再执行才能得到程序的运行结果。（当然还有其他不同，比如存储组织方式不同）
第七章目标代码生成 7.1 对下列四元式序列生成目标代码： T=A-B S=C+D W=E-F U=W/T V=U*S 其中，V是基本块出口的活跃变量，R0和R1是可用寄存器。 【解答】简单代码生成算法依次对四元式进行翻译。我们以四元式T=a+b为例来说明其翻译过程。 汇编语言的加法指令代码形式为 ADD R, X 其中，ADD为加法指令；R为第一操作数，第一操作数必须为寄存器类型；X为第二操作数，它可以是寄存器类型，也可以是内存型的变量。ADD R,X指令的含意是：将第一操作数R与第二操作数相加后，再将累加结果存放到第一操作数所在的寄存器中。要完整地翻译出四元式T=a+b，则可能需要下面三条汇编指令： MOV R, a ADD R, b MOV T, R 第一条指令是将第一操作数a由内存取到寄存器R中；第二条指令完成加法运算；第三条指令将累加后的结果送回内存中的变量T。是否在翻译成目标代码时都必须生成这三条汇编指令呢？从目标代码生成的优化角度考虑，即为了使生成的目标代码更短以及充分利用寄存器，上面的三条指令中，第一条和第三条指令在某些情况下是不必要的。这是因为，如果下一个四元式紧接着需要引用操作数T，则第三条指令就不急于生成，可以推迟到以后适当的时机再生成。 此外，如果必须使用第一条指令，即第一操作数不在寄存器而是在内存中，且此时所有可用寄存器都已分配完毕，这时就要根据寄存器中所有变量的待用信息(也即引用点)来决定淘汰哪一个寄存器留给当前的四元式使用。寄存器的淘汰策略如下： (1) 如果某寄存器中的变量已无后续引用点且该变量是非活跃的，则可直接将该寄存器作为空闲寄存器使用。 (2) 如果所有寄存器中的变量在基本块内仍有引用点且都是活跃的，则将引用点最远的变量所占用寄存器中的值存放到内存与该变量对应的单元中，然后再将此寄存器分配给当前的指令使用。 因此，本题所给四元式序列生成的目标代码如下： MOV R0, A SUB R0, C /*R0=T*/ MOV R1, C ADD R1, D /*R1=S*/ MOV S, R1 /*S引用点较T引用点远，故将R1的值送内存单元S*/ MOV R1, E SUB R1, F /*R1=W*/ SUB R1, R0 /*R1=U*/ MUL R1, S /*R1=V*/ 7.2 假设可用的寄存器为R0和R1，且所有临时单元都是非活跃的，试将以下四元式基本
第二章 3.何谓“标志符”，何谓“名字”，两者的区别是什么？ 答：标志符是一个没有意义的字符序列，而名字却有明确的意义和属性。 4.令+、*和↑代表加、乘和乘幂，按如下的非标准优先级和结合性质的约定，计算1+1*2↑2*1↑2的值。 （1）优先顺序（从高到低）为+、*和↑，同级优先采用左结合。 （2）优先顺序为↑、+、*，同级优先采用右结合。 答：（1）1+1*2↑2*1↑2=2*2↑2*1↑2=4↑2*1↑2=4↑2↑2=16↑2=256 （2）1+1*2↑2*1↑2=1+1*2↑2*1=1+1*4*1=2*4*1=2*4=8 6.令文法G6为 N-〉D|ND D-〉0|1|2|3|4|5|6|7|8|9 （1）G6的语言L（G6）是什么？ （2）给出句子0127、34、568的最左推导和最右推导。 （1）由0到9的数字所组成的长度至少为1的字符串。即：L（G6）={d n|n≧1,d∈{0,1,…,9}} 答： （2）0127的最左推导：N=>ND=>NDD=>NDDD=>DDDD=>0DDD=>01DD=>012D=>0127 0127的最右推导：N=>ND=>N7=>ND7=>N27=>ND27=>N127=>D127=>0127 （其他略） 7.写一个文法，使其语言是奇数集，且每个奇数不以0开头。 答：G（S）：S->+N|-N N->ABC|C C->1|3|5|7|9 A->C|2|4|6|8 B->BB|0|A|ε ［注］：可以有其他答案。 ［常见的错误］：N->2N+1 原因在于没有理解形式语言的表示法，而使用了数学表达式。 8.令文法为 E->T|E+T|E-T T->F|T*F|T/F F->(E)|i (1)给出i+i*i、i*(i+i)的最左推导和最右推导。 (2)给出i+i+i、i+i*i和i-i-i的语法树，并给出短语，简单短语和句柄。 答：(1) i*(i+i)的最左推导： E=>T=>T*F=>F*F=>i*F=>i*(E)=>i*(E+T)=>i*(T+T)=>i*(F+T)=>i*(i+T)=>i*(i+F)=> i*(i+i) i*(i+i)的最右推导： E=>T=>T*F=>T*(E) =>T*(E+T)=>T*(E+F)=>T*(E+i)=>T*(T+i)=>T*(F+i)=> T*(i+i)=> F*(i+i) => i*(i+i) （其他略） ［注］：要牢记每一步都是对最左（右）的一个非终结符号进行一步推导。 (2) i+i+i的语法树：
第 1 章引论 第1 题 解释下列术语： （1）编译程序 （2）源程序 （3）目标程序 （4）编译程序的前端 （5）后端 （6）遍 答案： （1）编译程序：如果源语言为高级语言，目标语言为某台计算机上的汇编语言或机器语言，则此翻译程序称为编译程序。 （2）源程序：源语言编写的程序称为源程序。 （3）目标程序：目标语言书写的程序称为目标程序。 （4）编译程序的前端：它由这样一些阶段组成：这些阶段的工作主要依赖于源语言而与目标机无关。通常前端包括词法分析、语法分析、语义分析和中间代码生成这些阶 段，某些优化工作也可在前端做，也包括与前端每个阶段相关的出错处理工作和符 号表管理等工作。 （5）后端：指那些依赖于目标机而一般不依赖源语言，只与中间代码有关的那些阶段，即目标代码生成，以及相关出错处理和符号表操作。 （6）遍：是对源程序或其等价的中间语言程序从头到尾扫视并完成规定任务的过程。 第2 题 一个典型的编译程序通常由哪些部分组成？各部分的主要功能是什么？并画出编译程序的总体结构图。 答案： 一个典型的编译程序通常包含8个组成部分，它们是词法分析程序、语法分析程序、语义分析程序、中间代码生成程序、中间代码优化程序、目标代码生成程序、表格管理程序和错误处理程序。其各部分的主要功能简述如下。 词法分析程序：输人源程序，拼单词、检查单词和分析单词，输出单词的机内表达形式。 语法分析程序：检查源程序中存在的形式语法错误，输出错误处理信息。 语义分析程序：进行语义检查和分析语义信息，并把分析的结果保存到各类语义信息表中。 中间代码生成程序：按照语义规则，将语法分析程序分析出的语法单位转换成一定形式的中间语言代码，如三元式或四元式。 中间代码优化程序：为了产生高质量的目标代码，对中间代码进行等价变换处理。目标代码生成程序：将优化后的中间代码程序转换成目标代码程序。
第7 章 LR 分析 第1 题 已知文法 A→aAd|aAb|ε 判断该文法是否是SLR(1)文法，若是构造相应分析表，并对输入串ab#给出分析过程。答案： 文法： A→aAd|aAb|ε 拓广文法为G′，增加产生式S′→A 若产生式排序为： 0 S' →A 1 A →aAd 2 A →aAb 3 A →ε 由产生式知： First (S' ) = {ε,a} First (A ) = {ε,a} Follow(S' ) = {#} Follow(A ) = {d,b,#} G′的LR(0)项目集族及识别活前缀的DFA 如下图所示：
所以在I、I中的移进-归约冲突可以由Follow 集解决，所以G 是SLR(1)文法。2 0构造的SLR(1)分析表如下： 分析表SLR(1)的1 题目 是文法的句子。ab 分析成功，说明输入串 第2 题 若有定义二进制数的文法如下： S→L·L|L L→LB|B B→0|1 (1) 试为该文法构造LR 分析表，并说明属哪类LR 分析表。 (2) 给出输入串101.110 的分析过程。 答案： 文法： S→L.L|L L→LB|B
B→0|1 拓广文法为G′，增加产生式S′→S 若产生式排序为： 0 S' →S 1 S →L.L 2 S →L 3 L →LB 4 L →B 5 B →0 1 →6 B 由产生式知： First (S' ) = {0,1} First (S ) = {0,1} First (L ) = {0,1} First (B ) = {0,1} Follow(S' ) = {#} Follow(S ) = {#} Follow(L ) = {.,0,1,#} Follow(B ) = {.,0,1,#} G′的LR(0)项目集族及识别活前缀的DFA 如下图所示：
第2章习题解答 1.文法G[S]为： S->Ac|aB A->ab B->bc 写出L(G[S])的全部元素。 [答案] S=>Ac=>abc 或S=>aB=>abc 所以L(G[S])={abc} ============================================== 2. 文法G[N]为： N->D|ND D->0|1|2|3|4|5|6|7|8|9 G[N]的语言是什么？ [答案] G[N]的语言是V+。V={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9} N=>ND=>NDD.... =>NDDDD...D=>D......D =============================================== 3.已知文法G[S]： S→dAB A→aA|a B→ε|bB 问：相应的正规式是什么？G[S]能否改写成为等价的正规文法？[答案] 正规式是daa*b*；
相应的正规文法为(由自动机化简来)： G[S]:S→dA A→a|aB B→aB|a|b|bC C→bC|b 也可为(观察得来):G[S]:S→dA A→a|aA|aB B→bB|ε ===================================================================== ========== 4.已知文法G[Z]： Z->aZb|ab 写出L(G[Z])的全部元素。 [答案] Z=>aZb=>aaZbb=>aaa..Z...bbb=> aaa..ab...bbb L(G[Z])={a n b n|n>=1} ===================================================================== ========= 5.给出语言{a n b n c m|n>=1,m>=0}的上下文无关文法。 [分析] 本题难度不大，主要是考上下文无关文法的基本概念。上下文无关文法的基本定义是：A->β,A∈Vn，β∈（Vn∪Vt）*，注意关键问题是保证a n b n的成立，即“a与b的个数要相等”，为此，可以用一条形如A->aAb|ab的产生式即可解决。 [答案] 构造上下文无关文法如下： S->AB|A A->aAb|ab B->Bc|c [扩展]
1．写出下列表达式的三地址形式的中间表示。 （1）5+6 ? (a + b); （2）?A∨( B ∧ (C ∨ D)); （3）for j:=1 to 10 do a[j + j]:=0; （4）if x > y then x:=10 else x:= x + y; 答：⑴100: t1:=a+b 101: t2:=6*t1 102: t3:=5+t2 ⑵100: if A goto 102 101: goto T 102: if B goto 104 103: goto F 104: if C goto T 105: goto 106 106: if D goto T 107: goto F ⑶100: j:=1 101: if j>10 goto NEXT 102: i:=j+j 103: a[i]:=0 104: goto 101 ⑷100: if x>y goto 102 101: goto 104 102: x:=10 103: goto 105 104: x:=x+y 105: 2．将语句if A V B>0 then while C>0 do C:=C+D翻译成四元式。答：
100 (jnz，A，-，104) 101 (j，-，-，102) 102 (j>，B，0，104) 103 (j，-，-，109) 104 (j>，C，0，106) 105 (j，-，-，109) 106 (+，C，D，T1) 107 (:=，T1，-，C) 108 (j，-，-，104) 109 3．试将下述程序段翻译成三地址形式的中间代码表示。 while ( a+b 第一章 1、将编译程序分成若干个“遍”是为了。 b．使程序的结构更加清晰 2、构造编译程序应掌握。 a．源程序b．目标语言 c．编译方法 3、变量应当。 c．既持有左值又持有右值 4、编译程序绝大多数时间花在上。 d．管理表格 5、不可能是目标代码。 d．中间代码 6、使用可以定义一个程序的意义。 a．语义规则 7、词法分析器的输入是。 b．源程序 8、中间代码生成时所遵循的是- 。 c．语义规则 9、编译程序是对。 d．高级语言的翻译 10、语法分析应遵循。 c．构词规则 二、多项选择题 1、编译程序各阶段的工作都涉及到。 b．表格管理c．出错处理 2、编译程序工作时，通常有阶段。 a．词法分析b．语法分析c．中间代码生成e．目标代码生成 三、填空题 1、解释程序和编译程序的区别在于是否生成目标程序。 2、编译过程通常可分为5个阶段，分别是词法分析、语法分析中间代码生成、代码优化和目标代码生成。 3、编译程序工作过程中，第一段输入是源程序，最后阶段的输出为标代码生成程序。 4、编译程序是指将源程序程序翻译成目标语言程序的程序。 一、单项选择题 1、文法G：S→xSx|y所识别的语言是。 a. xyx b. (xyx)* c. x n yx n(n≥0) d. x*yx* 2、文法G描述的语言L(G)是指。 a. L(G)={α|S+?α , α∈V T*} b. L(G)={α|S*?α, α∈V T*} c. L(G)={α|S*?α,α∈(V T∪V N*)} d. L(G)={α|S+?α, α∈(V T∪V N*)} 3、有限状态自动机能识别。 a. 上下文无关文法 b. 上下文有关文法 c.正规文法 d. 短语文法 4、设G为算符优先文法，G的任意终结符对a、b有以下关系成立。 a. 若f(a)>g(b)，则a>b b.若f(a) 《编译原理》课后习题答案第一章 第 1 章引论 第 1 题 解释下列术语： （1）编译程序 （2）源程序 （3）目标程序 （4）编译程序的前端 （5）后端 （6）遍 答案： （1）编译程序：如果源语言为高级语言，目标语言为某台计算机上的汇编语言或机器语言，则此翻译程序称为编译程序。 （2）源程序：源语言编写的程序称为源程序。 （3）目标程序：目标语言书写的程序称为目标程序。 （4）编译程序的前端：它由这样一些阶段组成：这些阶段的工作主要依赖于源语言而与目标机无关。通常前端包括词法分析、语法分析、语义分析和中间代码生成这些阶 段，某些优化工作也可在前端做，也包括与前端每个阶段相关的出错处理工作和符 号表管理等工作。 （5）后端：指那些依赖于目标机而一般不依赖源语言，只与中间代码有关的那些阶段，即目标代码生成，以及相关出错处理和符号表操作。 （6）遍：是对源程序或其等价的中间语言程序从头到尾扫视并完成规定任务的过程。 第 2 题 一个典型的编译程序通常由哪些部分组成？各部分的主要功能是什么？并画出编译程 序的总体结构图。 答案： 一个典型的编译程序通常包含 8 个组成部分，它们是词法分析程序、语法分析程序、语义分析程序、中间代码生成程序、中间代码优化程序、目标代码生成程序、表格管理程序和错误处理程序。其各部分的主要功能简述如下。 词法分析程序：输人源程序，拼单词、检查单词和分析单词，输出单词的机表达形式。 语法分析程序：检查源程序中存在的形式语法错误，输出错误处理信息。 语义分析程序：进行语义检查和分析语义信息，并把分析的结果保存到各类语义信息表中。 中间代码生成程序：按照语义规则，将语法分析程序分析出的语法单位转换成一定形式 的中间语言代码，如三元式或四元式。 中间代码优化程序：为了产生高质量的目标代码，对中间代码进行等价变换处理。 目标代码生成程序：将优化后的中间代码程序转换成目标代码程序。 表格管理程序：负责建立、填写和查找等一系列表格工作。表格的作用是记录源程序的 各类信息和编译各阶段的进展情况，编译的每个阶段所需信息多数都从表格中读取，产生的中间结果都记录在相应的表格中。可以说整个编译过程就是造表、查表的工作过程。需要指出的是，这里的“表格管理程序”并不意味着它就是一个独立的表格管理模块，而是指编译程序具有的表格管理功能。 错误处理程序：处理和校正源程序中存在的词法、语法和语义错误。当编译程序发现源 第7节习题 一、单项选择题 1、中间代码生成所依据的是。 a.语法规则 b.词法规则 c.语义规则 d.等价变换规则 2、四元式之间的联系是通过实现的。 a.指示器 b.临时变量 c.符号表 d.程序变量 3、后缀式ab+cd+/可用表达式来表示。 a.a+b/c+d b.(a+b)/(c+d) c.a+b/(c+d) d.a+b+c/d 4、表达式（┓A∨B）∧（C∨D）的逆波兰表示为。 a. ┓AB∨∧CD∨ b. A┓B∨CD∨∧ c. AB∨┓CD∨∧ d. A┓B∨∧CD∨ 5 所对应的表达式为。 a.A+B+C+D b.A+(B+C)+D c.(A+B)+C+D d.(A+B)+(C+D) 6、四元式表示法的优点为。 a.不便于优化处理，但便于表的更动 b.不便于优化处理，但节省存储空间 c.便于优化处理，也便于表的更动 d.便于表的更动，也节省存储空间 7、终结符具有属性。 a.传递 b.继承 c.抽象 d.综合 解答 1、选c。 2、四元式之间的联系是通过临时变量实现的，故选b。 3、选b。 4、选b。 5、选d。 6、四元式表示法的优点与间接三元式相同，故选c。 7、选d。 二、多顶选择题 1、中间代码主要有。 a．四元式b．二元式c．三元式d．后缀式e．间接 三元式 2、下面中间代码形式中，能正确表示算术表达式a+b+c 的有 。 a ．ab+c+ b ．abc++ e ．a+b+c 3、在下面的 语法制导翻译中，采用拉链-回填技术。 a ．赋值语句 b ．goto 语句 c ．条件语句 d ．循环语句 4、下列 中间代码形式有益于优化处理。 a ．三元式 b ．四元式 c ．间接三元式 d ．逆波兰表示法 e ．树形表示 法 5、在编译程序中安排中间代码生成的目的是 。 a ．便于进行存储空间的组织 b ．利于目标代码的优化 c ．利于编译程序的移植 d ．利于目标代码的移植 e ．利于提高目标代码的质量 6、下面的中间代码形式中， 能正确表示算术表达式 a ．ab+c* b ．abc*+ c ．a+b*c 7、三地址代码语句具体实现通常有 表示方法。 a ．逆波兰表示 b ．三元式 c ．间接三元式 d ．树形表示 e ．四元式 解答 1、选a 、c 、d 、e 。 2、b 、d 的中间代码不能正确表示a+b+c ，而e 不是中间代码：故选a 、c 。 3、凡涉及到跳转的语句都需要采用拉链——回填技术，故选 b 、c 、d 。 4、选b 、c 。 5、选b 、d 。 6、选b 、e 。 7、选b 、c 、e 。 第1章引言 1、解释下列各词 源语言:编写源程序的语言（基本符号，关键字），各种程序设计语言都可以作为源语言。 源程序: 用接近自然语言（数学语言）的源语言（基本符号，关键字）编写的程序，它是翻译程序处理的对象。 目标程序: 目标程序是源程序经过翻译程序加工最后得到的程序。目标程序 （结果程序）一般可由计算机直接执行。 低级语言：机器语言和汇编语言。 高级语言：是人们根据描述实际问题的需要而设计的一个记号系统。如同自然语言（接近数学语言和工程语言）一样，语言的基本单位是语句，由符号组和一组用来组织它们成为有确定意义的组合规则。 翻译程序: 能够把某一种语言程序（源语言程序）改变成另一种语言程序（目标语言程序），后者与前者在逻辑上是等价的。其中包括：编译程序，解释程序，汇编程序。 编译程序: 把输入的源程序翻译成等价的目标程序（汇编语言或机器语言）， 然后再执行目标程序（先编译后执行），执行翻译工作的程序称为编译程序。 解释程序: 以该语言写的源程序作为输入，但不产生目标程序。按源程序中语句动态顺序逐句的边解释边执行的过程，完成翻译工作的程序称为解释程序。 2、什么叫“遍”？ 指对源程序或源程序的中间形式（如单词，中间代码）从头到尾扫描一次，并作相应的加工处理，称为一遍。 3、简述编译程序的基本过程的任务。 编译程序的工作是指从输入源程序开始到输出目标程序为止的整个过程，整个过程可以划分5个阶段。 词法分析：输入源程序，进行词法分析，输出单词符号。 语法分析：在词法分析的基础上，根据语言的语法规则把单词符号串分解成各类语法单位，并判断输入串是否构成语确的“程序”。 中间代码生成：按照语义规则把语法分析器归约（或推导）出的语法单位翻译成一定形式的中间代码。 优化：对中间代码进行优化处理。 目标代码生成：把中间代码翻译成目标语言程序。 4、编译程序与解释程序的区别？ 编译程序生成目标程序后，再执行目标程序；然而解释程序不生成目标程序，边解释边执行。 5、有人认为编译程序的五个组成部分缺一不可，这种看确吗？ 编译程序的5个阶段中，词法分析，语法分析，语义分析和代码生成生成是必须完成的。而中间代码生成和代码优化并不是必不可少的。优化的目的是为了提高目标程序的质量，没有这一部分工作，仍然能够得到目标代码。 6、编译程序的分类 目前基本分为：诊断编译程序，优化编译程序，交叉编译程序，可变目标编译程序。 例1设有文法G[S]: S →a|（T ）| T →T,S|S （1） 试给出句子(a,a,a)的最左推导。 （2） 试给出句子(a,a,a)的分析树 （3） 试给出句子(a,a,a)的最右推导和最右推导的逆过程(即最左规约)的每一步的句柄。 【解】(1) (a,a,a)的最左推导 S=>(T) =>(T,S) =>( T,S,S) =>( S,S,S) =>(a,S,S) =>(a,a,S) =>(a,a,a) （2）(a,a,a)的分析树 S ( T ) T ， S S a T ， S a (3) (a,a,a)最右推导 最左规约每一步的句柄 S=>(T) 句柄为：(T) =>(T,S) 句柄为：T,S =>(T,a) 句柄为：a =>(T,S,a) 句柄为：T,S =>(T,a,a) 句柄为：第一个a =>(S,a,a) 句柄为：S =>(a,a,a) 句柄为：第一个a 例2已知文法G[Z]: Z →0U|1V U →1Z|1 V →0Z|0 （1） 请写出此文法描述的只含有４个符号的全部句子。 （2） G [Z]产生的语言是什么？ （3） 该文法在Chomsky 文法分类中属于几型文法？ 【解】（1）0101，0110，1010， 1001 （2）分析G[Z]所推导出的句子的特点：由Z 开始的推导不外乎图1所示的四种情形。 图 1文法G[Z]可能的几种推导 Z 1 U Z U Z 1 Z 1 V Z 1 V 由Z 推导出10或01后就终止或进入递归，而Z 的每次递归将推导出相同的符号串：10或 01。所以 G[Z]产生的语言L(G[Z])={x|x∈(10|01)+ } (3)该文法属于3型文法。 例3 已知文法G=({A,B,C}，{a,b,c}，P，A), P由以下产生式组成: A→abc A→aBbc Bb→bB Bc→Cbcc bC→Cb aC→aaB aC→aa 此文法所表示的语言是什么？ 【解】 分析文法的规则： 每使用一次Bc→Cbcc，b、c的个数各增加一个； 每使用一次aC→aaB或aC→aa, a的个数就增加一个； 产生式Bb→bB、 bC→Cb起连接转换作用。 由于A是开始符号，由产生式A→abc推导得到终结符号串abc；由产生式A→aBbc推导得到B后，每当使用产生式Bb→bB、Bc→Cbcc、bC→Cb、aC→aaB就会递归调用B一次，所产生的a、b、c的个数分别增加一个，因此推导所得的终结符号串为abc、aabbcc、aaabbbccc、…所以文法描述的语言为{ a n b n c n|n>0}. 例4 构造描述语言L(G[S])={（n）n|n≥0} 的文法。 【解】(1)找出语言的一些典型句子: n=0 ε n=1 ( ) n=2 (()) … 所以, L(G[S])={ ε、( ) (())、((()))、…} (2)分析句子的特点: 只含有(和),(和)的个数相同且对称, 句子中所含的符号数可无限, 句子的个数可无限。 (3)凑规则:由 S→ε|() 得到ε|()，由 A→ (S) 得到 (())，(()) 是在（）的两边再加上一对（）得到，((()))是在(())的两边再加上一对（）得到，…所以将上述产生式合并为S→(S) |ε。 (4)得到文法 G[S]: S→(S) |ε (5)检验:语言所有的句子均可由文法G[S]推导出来, 文法G[S]推导出来的所有终结符号串均为语言的句子. 例5 构造描述语言L(G[S])={a m b n |n>m>0} 的文法。 【解】找出语言的一些典型句子:abb、abbb、…、aabbb、aabbbb、…,语言的句子的特点是仅含有a、b, a在b的左边，b的个数大于a的个数，a的个数至少是1。 单独生成c k, k>1 可用产生式 C→c |Cc 句子中要求b的个数大于a的个数，所以得到文法： 第二章 1 3.何谓“标志符”，何谓“名字”，两者的区别是什么？ 2 答：标志符是一个没有意义的字符序列，而名字却有明确的意义和属性。3 4.令+、*和↑代表加、乘和乘幂，按如下的非标准优先级和结合性质的约4 定，计算1+1*2↑2*1↑2的值。 5 （1）优先顺序（从高到低）为+、*和↑，同级优先采用左结合。 6 （2）优先顺序为↑、+、*，同级优先采用右结合。 7 答：（1）1+1*2↑2*1↑2=2*2↑2*1↑2=4↑2*1↑2=4↑2↑2=16↑2=256 8 （2）1+1*2↑2*1↑2=1+1*2↑2*1=1+1*4*1=2*4*1=2*4=8 9 6.令文法G 6为 10 N-〉D|ND 11 D-〉0|1|2|3|4|5|6|7|8|9 12 （1）G 6的语言L（G 6 ）是什么？ 13 （2）给出句子0127、34、568的最左推导和最右推导。 14 答：（1）由0到9的数字所组成的长度至少为1的字符串。即：L（G 6）={d n|n 15 ≧1,d∈{0,1,…,9}} 16 （2）0127的最左推导：17 N=>ND=>NDD=>NDDD=>DDDD=>0DDD=>01DD=>012D=>0127 18 0127的最右推导：N=>ND=>N7=>ND7=>N27=>ND27=>N127=>D127=>0127 19 20 （其他略） 21 7.写一个文法，使其语言是奇数集，且每个奇数不以0开头。 22 答：G（S）：S->+N|-N 23 N->ABC|C 24 C->1|3|5|7|9 25 A->C|2|4|6|8 26 B->BB|0|A|ε 27 ［注］：可以有其他答案。 28 ［常见的错误］：N->2N+1 29 原因在于没有理解形式语言的表示法，而使用了数学表达式。 8.令文法为 30 31 E->T|E+T|E-T 32 T->F|T*F|T/F F->(E)|i 33 34 (1)给出i+i*i、i*(i+i)的最左推导和最右推导。 35 (2)给出i+i+i、i+i*i和i-i-i的语法树，并给出短语，简单短语和句柄。 36 答：(1) i*(i+i)的最左推导： 37 E=>T=>T*F=>F*F=>i*F=>i*(E)=>i*(E+T)=>i*(T+T)=>i*(F+T)=>i*(i+T)=> 38 i*(i+F)=> i*(i+i)编译原理习题及答案(整理后)
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