编译原理-实验4. 中间代码优化实验报告
一、实验目的
理解中间代码优化的过程和基本方法，掌握0型四元式、1型四元式和2型四元式的基本块构造。
二、实验要求
编制程序，完成局部优化过程中的基本块划分。给定一段代码，判定程序的入口语句，划分基本块，删除无用产生式和冗余节点。
三、补充完整的源程序代码
编译原理的复习提纲 1.编译原理=形式语言+编译技术 2.汇编程序： 把汇编语言程序翻译成等价的机器语言程序 3.编译程序： 把高级语言程序翻译成等价的低级语言程序 4.解释执行方式： 解释程序，逐个语句地模拟执行 翻译执行方式： 翻译程序，把程序设计语言程序翻译成等价的目标程序 5.计算机程序的编译过程类似，一般分为五个阶段： 词法分析、语法分析、语义分析及中间代码生成、代码优化、目标代码生成 词法分析的任务： 扫描源程序的字符串，识别出的最小的语法单位（标识符或无正负号数等） 语法分析是： 在词法分析的基础上的，语法分析不考虑语义。语法分析读入词法分析程序识别出的符号，根据给定的语法规则，识别出各个语法结构。 语义分析的任务是检查程序语义的正确性，解释程序结构的含义，语义分析包括检查变量是否有定义，变量在使用前是否具有值，数值是否溢出等。
语法分析完成之后，编译程序通常就依据语言的语义规则，利用语法制导技术把源程序翻译成某种中间代码。所谓中间代码是一种定义明确、便于处理、独立于计算机硬件的记号系统，可以认为是一种抽象机的程序 代码优化的主要任务是对前一阶段产生的中间代码进行等价变换，以便产生速度快、空间小的目标代码 编译的最后一个阶段是目标代码生成，其主要任务是把中间代码翻译成特定的机器指令或汇编程序 编译程序结构包括五个基本功能模块和两个辅助模块 6.编译划分成前端和后端。 编译前端的工作包括词法分析、语法分析、语义分析。编译前端只依赖于源程序，独立于目标计算机。前端进行分析 编译后端的工作主要是目标代码的生成和优化后端进行综合。独立于源程序，完全依赖于目标机器和中间代码。 把编译程序分为前端和后端的优点是： 可以优化配置不同的编译程序组合，实现编译重用，保持语言与机器的独立性。 7.汇编器把汇编语言代码翻译成一个特定的机器指令序列 第二章 1.符号，字母表，符号串，符号串的长度计算P18，子符号串的含义，符号串的简单运算XY，Xn， 2.符号串集合的概念，符号串集合的乘积运算，方幂运算，闭包与正闭包的概念P19，P20A0 ={ε} 3.重写规则，简称规则。非xx（V
编译原理实验指导 实验安排： 上机实践按小组完成实验任务。每小组三人，分别完成TEST语言的词法分析、语法分析、语义分析和中间代码生成三个题目,语法分析部分可任意选择一种语法分析方法。先各自调试运行，然后每小组将程序连接在一起调试，构成一个相对完整的编译器。 实验报告： 上机结束后提交实验报告，报告内容： 1．小组成员； 2．个人完成的任务； 3．分析及设计的过程； 4．程序的连接； 5．设计中遇到的问题及解决方案； 6．总结。
实验一词法分析 一、实验目的 通过设计编制调试TEST语言的词法分析程序，加深对词法分析原理的理解。并掌握在对程序设计语言源程序进行扫描过程中将其分解为各类单词的词法分析方法。 编制一个读单词过程，从输入的源程序中，识别出各个具有独立意义的单词，即基本字、标识符、常数、运算符、分隔符五大类。并依次输出各个单词的内部编码及单词符号自身值。 二、实验预习提示 1．词法分析器的功能和输出格式 词法分析器的功能是输入源程序，输出单词符号。词法分析器的单词符号常常表示 成以下的二元式(单词种别码，单词符号的属性值)。 2．TEST语言的词法规则
[实验任务] 完成以下正则文法所描述的Pascal语言子集单词符号的词法分析程序。 <标识符>→字母︱<标识符>字母︱<标识符>数字 <无符号整数>→数字︱<无符号整数>数字 <单字符分界符> →+ ︱－︱* ︱; ︱(︱) <双字符分界符>→<大于>=︱<小于>=︱<小于>>︱<冒号>=︱<斜竖>* <小于>→< <等于>→= <大于>→> <冒号> →: <斜竖> →/ 该语言的保留字：begin end if then else for do while and or not 说明：1 该语言大小写不敏感。 2 字母为a-z A-Z，数字为0-9。 3可以对上述文法进行扩充和改造。 4 ‘/*……*/’为程序的注释部分。 [设计要求] 1、给出各单词符号的类别编码。 2、词法分析程序应能发现输入串中的错误。 3、词法分析作为单独一遍编写，词法分析结果为二元式序列组成的中间文件。 4、设计两个测试用例（尽可能完备），并给出测试结果。 demo.cpp #include
第十章代码优化 某些编译程序在中间代码或目标代码生成之后要对生成的代码进行优化。所谓优化，实质上是对代码进行等价变换，使得变换后的代码运行结果与变换前代码运行结果相同，而运行速度加大或占用存储空间少，或两者都有。优化可在编译的不同阶段进行，对同一阶段，涉及的程序范围也不同，在同一范围内，可进行多种优化。一般，优化工作阶段可在中间代码生成之后和（或）目标代码生成之后进行。中间代码的优化是对中间代码进行等价变换。目标代码的优化是在目标代码生成之后进行的，因为生成的目标代码对应于具体的计算机，因此，这一类优化在很大程度上依赖于具体的机器，我们不做详细讨论。另外依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三个不同的级别。局部优化指的是在只有一个入口、一个出口的基本程序块上进行的优化。循环优化对循环中的代码进行的优化。全局优化是在整个程序范围内进行的优化。 本章重点：局部优化基本块的DAG表示 第一节优化技术简介 为了说明问题，我们来看下面这个例子，源程序是： P :=0 For I :=1 to 20 do P :=P+A[I]*B[I]; 经过编译得到的中间代码如图10-1-1所示，这个程序段由B1和B2两个部分组成，B2是一个循环，假定机器按字节编址。那么，对于这个中间代码段，可进行如下这些优化。 1、删除多余运算（删除公共子表达式）优化的目的在于使目标代码执行速度较快。图10-1-1中间代码（3）和（6）中都有4＊I的运算，而从（3）到（6）没有对I赋值，显然，两次计算机的值是相等的。所以，（6）的运算是多余的。我们可以把（6）变换成：T4 :=T1。这种优化称为删除多余运算或称为删除公共子表达式。 2、代码外提减少循环中代码总数的一个重要办法是代码外提。这种变换把循环不变运算，即其结果独立于循环执行次数的表达式，提到循环的前面。使之只在循环外计算一次，上例中，我们可以把（4）和（7）提到循环外。经过删除多余运算和代码外提后，代码变成图10-1-2。
第一章 1．典型的编译程序在逻辑功能上由哪几部分组成？ 答：编译程序主要由以下几个部分组成：词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成、中间代码优化、目标代码生成、错误处理、表格管理。 2. 实现编译程序的主要方法有哪些？ 答：主要有：转换法、移植法、自展法、自动生成法。 3. 将用户使用高级语言编写的程序翻译为可直接执行的机器语言程序有哪几种主要的方式？ 答：编译法、解释法。 4. 编译方式和解释方式的根本区别是什么？ 答：编译方式：是将源程序经编译得到可执行文件后，就可脱离源程序和编译程序单独执行，所以编译方式的效率高，执行速度快； 解释方式：在执行时，必须源程序和解释程序同时参与才能运行，其不产生可执行程序文件，效率低，执行速度慢。
第二章 1.乔姆斯基文法体系中将文法分为哪几类？文法的分类同程序设计语言的设计与实现关 系如何？ 答：1）0型文法、1型文法、2型文法、3型文法。 2） 2. 写一个文法，使其语言是偶整数的集合，每个偶整数不以0为前导。 答： Z→SME | B S→1|2|3|4|5|6|7|8|9 M→ε | D | MD D→0|S B→2|4|6|8 E→0|B 3. 设文法G为： N→ D|ND D→ 0|1|2|3|4|5|6|7|8|9 请给出句子123、301和75431的最右推导和最左推导。 答：N?ND?N3?ND3?N23?D23?123 N?ND?NDD?DDD?1DD?12D?123 N?ND?N1?ND1?N01?D01?301 N?ND?NDD?DDD?3DD?30D?301 N?ND?N1?ND1?N31?ND31?N431?ND431?N5431?D5431?75431 N?ND?NDD?NDDD?NDDDD?DDDDD?7DDDD?75DDD?754DD?7543D?75431 4. 证明文法S→iSeS|iS| i是二义性文法。 答：对于句型iiSeS存在两个不同的最左推导： S?iSeS?iiSes S?iS?iiSeS 所以该文法是二义性文法。 5. 给出描述下面语言的上下文无关文法。 （1）L1={a n b n c i |n>=1,i>=0 } （2）L2={a i b j|j>=i>=1} （3）L3={a n b m c m d n |m,n>=0} 答： （1）S→AB A→aAb | ab B→cB | ε （2）S→ASb |ab
实验1-3 《编译原理》S语言词法分析程序设计方案 一、实验目的 了解词法分析程序的两种设计方法之一：根据状态转换图直接编程的方式； 二、实验内容 1．根据状态转换图直接编程 编写一个词法分析程序，它从左到右逐个字符的对源程序进行扫描，产生一个个的单词的二元式，形成二元式（记号）流文件输出。在此，词法分析程序作为单独的一遍，如下图所示。 具体任务有： （1）组织源程序的输入 （2）拼出单词并查找其类别编号，形成二元式输出，得到单词流文件 （3）删除注释、空格和无用符号 （4）发现并定位词法错误，需要输出错误的位置在源程序中的第几行。将错误信息输出到屏幕上。 （5）对于普通标识符和常量，分别建立标识符表和常量表（使用线性表存储），当遇到一个标识符或常量时，查找标识符表或常量表，若存在，则返回位置，否则返回0并且填写符号表或常量表。 标识符表结构：变量名，类型（整型、实型、字符型），分配的数据区地址 注：词法分析阶段只填写变量名，其它部分在语法分析、语义分析、代码生成等阶段逐步填入。 常量表结构：常量名，常量值 三、实验要求 1．能对任何S语言源程序进行分析 在运行词法分析程序时，应该用问答形式输入要被分析的S源语言程序的文件名，然后对该程序完成词法分析任务。 2．能检查并处理某些词法分析错误 词法分析程序能给出的错误信息包括：总的出错个数，每个错误所在的行号，错误的编号及错误信息。 本实验要求处理以下两种错误（编号分别为1，2）： 1：非法字符：单词表中不存在的字符处理为非法字符，处理方式是删除该字符，给出错误信息，“某某字符非法”。 2：源程序文件结束而注释未结束。注释格式为：/* …… */ 四、保留字和特殊符号表
编译原理上机实验试题 一、实验目的 通过本实验使学生进一步熟悉和掌握程序设计语言的词法分析程序的设计原理及相关的设计技术， 如何针对确定的有限状态自动机进行编程序；熟悉和 掌握程序设计语言的语法分析程序的设计原理、熟悉 和掌握算符优先分析方法。 二、实验要求 本实验要求：①要求能熟练使用程序设计语言编程；②在上机之前要有详细的设计报告（预习报告）； ③要编写出完成相应任务的程序并在计算机上准确 地运行；④实验结束后要写出上机实验报告。 三、实验题目 针对下面文法G(S)： S→v = E E→E+E│E-E│E*E│E/E│（E）│v │i 其中，v为标识符，i为整型或实型数。要求完成 ①使用自动机技术实现一个词法分析程序； ②使用算符优先分析方法实现其语法分析程序，在 语法分析过程中同时完成常量表达式的计算。
1、题目（见“编译原理---实验题目.doc，“实验题目”中的第一项） 2、目的与要求（见“编译原理---实验题目.doc”） 3、设计原理： (1)单词分类：标识符，保留字，常数，运算符，分隔符等等 (2)单词类型编码 (3)自动机 4、程序流程框图 5、函数原型（参数，返回值） 6、关键代码（可打印，只打印关键代码） 7、调试： （1）调试过程中遇到的错误，如何改进的； （2）需要准备测试用例（至少3个，包含输入和输出）——（可打印） 8、思考： (1)你编写的程序有哪些要求是没有完成的，你觉得该采用什么方法去完成； (2)或者是你觉得程序有哪些地方可以进一步完善，简述你的完善方案。
1、题目（见“编译原理---实验题目.doc，“实验题目”中的第二项） 2、目的与要求（见“编译原理---实验题目.doc”） 3、设计原理：构造出算法优先关系表 4、程序流程框图 5、函数原型（参数，返回值） 6、关键代码（可打印，只打印关键代码） 7、调试： （1）调试过程中遇到的错误，如何改进的； （2）需要准备测试用例（至少3个，包含输入和输出）——（可打印） 8、思考： (1)你编写的程序有哪些要求是没有完成的，你觉得该采用什么方法去完成； (2)或者是你觉得程序有哪些地方可以进一步完善，简述你的完善方案。
5. 目标代码生成 本章实验为实验四，是最后一次实验，其任务是在词法分析、语法分析、语义分析和中间代码生成程序的基础上，将C 源代码翻译为MIPS32指令序列（可以包含伪指令），并在SPIM Simulator上运行。当你完成实验四之后，你就拥有了一个自己独立编写、可以实际运行的编译器。 选择MIPS作为目标体系结构是因为它属于RISC范畴，与x86等体系结构相比形式简单便于我们处理。如果你对于MIPS体系结构或汇编语言不熟悉并不要紧，我们会提供详细的参考资料。 需要注意的是，由于本次实验的代码会与之前实验中你已经写好的代码进行对接，因此保持一个良好的代码风格、系统地设计代码结构和各模块之间的接口对于整个实验来讲相当重要。 5.1 实验内容 5.1.1 实验要求 为了完成实验四，我们建议你首先下载并安装SPIM Simulator用于对生成的目标代码进行检查和调试，SPIM Simulator的官方下载地址为：https://www.doczj.com/doc/1c13945709.html,/~larus/spim.html。这是由原Wisconsin-Madison的Jame Larus教授（现在在微软）领导编写的一个功能强大的MIPS32汇编语言的汇编器和模拟器，其最新的图形界面版本QtSPIM由于使用了Qt组件因而可以在各大操作系统平台如Windows、Linux、Mac等上运行，推荐安装。我们会在后面介绍有关SPIM Simulator的使用方法。 你需要做的就是将实验三中得到的中间代码经过与具体体系结构相关的指令选择、寄存器选择以及栈管理之后，转换为MIPS32汇编代码。我们要求你的程序能输出正确的汇编代码。“正确”是指该汇编代码在SPIM Simulator（命令行或Qt版本均可）上运行结果正确。因此，以下几个方面不属于检查范围： 1)寄存器的使用与指派可以不必遵循MIPS32的约定。只要不影响在SPIM Simulator中的 正常运行，你可以随意分配MIPS体系结构中的32个通用寄存器，而不必在意哪些寄存器应该存放参数、哪些存放返回值、哪些由调用者负责保存、哪些由被调用者负责保存，等等。 2)栈的管理（包括栈帧中的内容及存放顺序）也不必遵循MIPS32的约定。你甚至可以使 用栈以外的方式对过程调用间各种数据的传递进行管理，前提是你输出的目标代码（即MIPS32汇编代码）能运行正确。
《编译原理》模拟题（补） 一．单项选择题 1.（）是两类程序语言处理程序。 A. 高级语言程序和低级语言程序 B. 解释程序和编译程序 C. 编译程序和操作系统 D. 系统程序和应用程序 2. 编译程序前三个阶段完成的工作是（）。 A. 词法分析、语法分析和代码优化 B. 代码生成、代码优化和词法分析 C. 词法分析、语法分析、语义分析和中间代码生成 D. 词法分析、语法分析和代码优化 3. 一个上下文无关文法G包括四个组成部分：一组终结符，一组非终结符，一个开始符号，以及一组（）。 A. 字符串 B. 产生式 C. 非开始符号 D. 文法 4. 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 5. 一个句型中称为句柄的是该句型的最左（）。 A. 非终结符号 B. 短语 C. 句子 D. 直接短语 6. 高级语言编译程序常用的语法分析方法中，递归下降分析法属于（）分析方法。 A. 自左向右 B. 自顶向下 C. 自底向上 D. 自右向左 7. 在通常的语法分析方法中，（）特别适用于表达式的分析。 A. 算符优先分析法 B. LR分析法 C. 递归下降分析法 D. LL（1）分析法 8. 优化可生成_____的目标代码。 A. 运行时间较短 B. 占用存储空间较小 C. 运行时间短但占用内存空间大 D. 运行时间短且占用存储空间小 9.（）是两类程序语言处理程序。 A. 系统程序和应用程序 B.编译程序和操作系统 C. 解释程序和编译程序 D.高级语言程序和低级语言程序 10. 经过编译所得到的目标程序是（）。 A. 四元式序列 B. 间接三元式序列
实验四中间代码生成 一．实验目的： 掌握中间代码的四种形式（逆波兰式、语法树、三元式、四元式）。 二．实验内容： 1、逆波兰式定义:将运算对象写在前面，而把运算符号写在后面。用这种表示法表示的表 达式也称做后缀式。 2、抽象（语法）树：运算对象作为叶子结点，运算符作为内部结点。 3、三元式：形式序号：（op,arg1,arg2） 4、四元式：形式（op,arg1,arg2,result） 三、以逆波兰式为例的实验设计思想及算法 (1)首先构造一个运算符栈，此运算符在栈内遵循越往栈顶优先级越高的原则。 (2)读入一个用中缀表示的简单算术表达式，为方便起见,设该简单算术表达式的右端多加上了优先级最低的特殊符号“#”。 (3)从左至右扫描该算术表达式，从第一个字符开始判断，如果该字符是数字，则分析到该数字串的结束并将该数字串直接输出。 (4)如果不是数字，该字符则是运算符，此时需比较优先关系。 做法如下：将该字符与运算符栈顶的运算符的优先关系相比较。如果，该字符优先关系高于此运算符栈顶的运算符，则将该运算符入栈。倘若不是的话，则将此运算符栈顶的运算符从栈中弹出，将该字符入栈。 (5)重复上述操作(1)-(2)直至扫描完整个简单算术表达式，确定所有字符都得到正确处理，我们便可以将中缀式表示的简单算术表达式转化为逆波兰表示的简单算术表达式。 四、程序代码： //这是一个由中缀式生成后缀式的程序 #include<> #include<> #include<> #include<> #define maxbuffer 64 void main() { char display_out(char out_ch[maxbuffer], char ch[32]); //int caculate_array(char out_ch[32]); static int i=0; static int j=0; char ch[maxbuffer],s[maxbuffer],out[maxbuffer]; cout<<"请输入中缀表达式: ";
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。
编译原理实验报告 ******************************************************************************* ******************************************************************************* PL0语言功能简单、结构清晰、可读性强，而又具备了一般高级程序设计语言的必须部分，因而PL0语言的编译程序能充分体现一个高级语言编译程序实现的基本方法和技术。PL/0语言文法的EBNF表示如下： <程序>::=<分程序>. <分程序> ::=[<常量说明>][<变量说明>][<过程说明>]<语句> <常量说明> ::=CONST<常量定义>{，<常量定义>}; <常量定义> ::=<标识符>=<无符号整数> <无符号整数> ::= <数字>{<数字>} <变量说明> ::=VAR <标识符>{, <标识符>}; <标识符> ::=<字母>{<字母>|<数字>} <过程说明> ::=<过程首部><分程序>{; <过程说明> }; <过程首部> ::=PROCEDURE <标识符>; <语句> ::=<赋值语句>|<条件语句>|<当循环语句>|<过程调用语句> |<复合语句>|<读语句><写语句>|<空> <赋值语句> ::=<标识符>:=<表达式> <复合语句> ::=BEGIN <语句> {;<语句> }END <条件语句> ::= <表达式> <关系运算符> <表达式> |ODD<表达式> <表达式> ::= [+|-]<项>{<加法运算符> <项>} <项> ::= <因子>{<乘法运算符> <因子>} <因子> ::= <标识符>|<无符号整数>| ‘(’<表达式>‘)’ <加法运算符> ::= +|- <乘法运算符> ::= *|/ <关系运算符> ::= =|#|<|<=|>|>= <条件语句> ::= IF <条件> THEN <语句> <过程调用语句> ::= CALL 标识符 <当循环语句> ::= WHILE <条件> DO <语句> <读语句> ::= READ‘(’<标识符>{,<标识符>}‘)’ <写语句> ::= WRITE‘(’<表达式>{,<表达式>}‘)’ <字母> ::= a|b|…|X|Y|Z <数字> ::= 0|1|…|8|9 【预处理】 对于一个pl0文法首先应该进行一定的预处理，提取左公因式，消除左递归（直接或间接），接着就可以根据所得的文法进行编写代码。 【实验一】词法分析 【实验目的】给出PL/0文法规，要求编写PL/0语言的词法分析程序。 【实验容】已给PL/0语言文法，输出单词（关键字、专用符号以及其它标记）。
编译原理复习题 一、填空题： 1、编译方式与解释方式的根本区别在于（是否生成目标代码）。 2、对编译程序而言，输入数据是（源程序），输出结果是（目标程序）。 3、如果编译程序生成的目标程序是机器代码程序，则源程序的执行分为两大阶段：（编译阶段）和（运行阶段）。 4、如果编译程序生成的目标程序是汇编语言程序，则源程序的执行分成三个阶段：（编译阶段）、（汇编阶段）和（运行阶段）。 5、自顶向下语法分析方法会遇到的主要问题有（回溯）和（（左递归带来的）无限循环）。 6、LL(k)分析法中，第一个L的含义是（从左到右进行分析），第二个L的含义是（每次进行最左推导），“k”的含义是（向输入串中查看K个输入符号）。 7、LL(1)分析法中，第一个L的含义是（从左到右进行分析），第二个L的含义是（每次进行最左推导），“1”的含义是（向输入串中查看1个输入符号）。 8、自顶向下语法分析方法的基本思想是：从（识别符号）出发，不断建立（直接推导），试图构造一个推导序列，最终由它推导出与输入符号相同的（符号串）。 9、自底向上语法分析方法的基本思想是：从待输入的符号串开始，利用文法的规则步步向上进行（直接归约），试图（归约）到文法的（识别符号|开始符号）。 10、LR(0)分析法的名字中，“L”的含义是（从左到右进行分析），“R”的含义是（采用最右推导的逆过程---最左归约），“0”的含义是（向貌似句柄的符号串后查看0个输入符号）。 11、LR(1)分析法的名字中，“L”的含义是（从左到右进行分析），“R”的含义是（采用最右推导的逆过程---最左归约），“1”的含义是（向貌似句柄的符号串后查看1个输入符号）。 12、SLR(1)分析法的名字中，“S”的含义是（简单的），“L”的含义是（从左到右进行分析），“R”的含义是（采用最右推导的逆过程---最左归约），“1”的含义是（向貌似句柄的符号串后查看1个输入符号）。 13、在编译过程中，常见的中间语言形式有（逆波兰表示）、（三元式）、（四元式）和（树形表示）。 14、在编译程序中安排中间代码生成的目的是（便于代码优化）和（便于目标程序的移植）。 15、表达式-a+b*(-c+d)的逆波兰表示为（a-bc-d+*+ ）。 16、表达式a+b*(c+d/e)的逆波兰表示为（abcde/+*+ ）。 17、表达式a:=a+b*c↑(d/e)/f的逆波兰表示为（aabcde/↑*f/+:= ）。 18、文法符号的属性有（继承属性）和（综合属性）两种。 19、一个文法符号的继承属性是通过语法树中它的（兄弟结点与父）结点的相应文法符号的属性来计算的。 20、一个文法符号的综合属性是通过语法树中它的（子）结点的属性来计算的。
第一章引论 1.编译过程的阶段 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六个阶段 2.编译程序的概念 3.编译程序的结构 例：（B）不是编译程序的组成部分。 A. 词法分析器； B. 设备管理程序 C. 语法分析程序； D. 代码生成程序 4.遍的概念 对源程序(或其中间形式)从头至尾扫描一次并进行有关加工处理，生成新的中间形式或最终目标程序，称为一遍。 5.编译程序与解释程序的区别 例：解释程序和编译程序是两类程序语言处理程序，它们的主要区别在于（D）。 A. 单用户与多用户的差别 B. 对用户程序的差错能力 C. 机器执行效率 D. 是否生成目标代码 第三章文法和语言 文法的概念 字母表、符号串和集合的概念及运算 例：(ab|b)*c 与下面的那些串匹配？（ACD） A. ababbc； B. abab； C. c； D. babc； E. aaabc 例：ab*c*(a|b)c 与后面的那些串匹配？（BC） A.acbbc B.abbcac C.abc D.acc 例：(a|b)a+(ba)*与后面的那些串匹配? （ADE）A.ba B.bba C.ababa D.aa E.baa 文法的定义（四元组表示） 文法G定义为四元组（V N，V T，P，S） V N：非终结符集 V T：终结符集 P：产生式（规则）集合 S：开始符号（或识别符号） 例：给定文法，A::= bA | cc，下面哪些符号串可由其推导出（①② ⑤）。 ①cc ②b*cc ③b*cbcc ④bccbcc ⑤bbbcc 什么是推导 例：已知文法G： E->E+T|E-T|T T->T*F|T/F|F F->(E)|i 试给出下述表达式的推导：i*i+i 推导过程：E->E+T ->T+T ->T*F+T ->F*F+T ->i*F+T ->i*i+T ->i*i+F ->i*i+i ●句型、句子的概念 例：假设G一个文法，S是文法的开始符 号，如果S=>*x，则称x是句型。 例：对于文法G，仅含终结符号的句型称 为句子。 ●语言的形式定义 例：设r=(a|b|c)(x|y|z)，则L(r)中元素为 9个。 例：文法G产生式为S→AB，A→aAb|ε， B→cBd|cd，则B∈L(G)。 A. ababcd； B. ccdd； C. ab； D. aabb ●等价文法 例：如果两个文法描述了同一个语言，则这两个文法是等价文法。 ●文法的类型 0型：左边至少有一个非终结符 1型：右边长度>=左边长度 2型：左边有且仅有一个非终结符 3型：形如：A->aB,A->a 各类型文法都是逐级包含关系， 例：文法S→abC|c，bC→d是几型文法？0 型 例：文法S→abC，bC→ad是几型文法？1 型 例：文法G[A]：A→ε，A→aB，B→Ab，B→a 是几型文法？2型 例：文法S→a|bC，C→d是几型文法？ 3
《编译原理》实验报告 实验3 递归下降分析器的设计 学号班级计科1001班 时间：2012/4/15 地点:文波 同组人：无 指导教师：朱少林 实验目的 使用递归子程序法设计一个语法分析程序，理解自顶向下分析方法的原理，掌握手工编写递归下降语法分析程序的方法。 实验容 a.运用所学知识，编程实现递归下降语法分析程序。使用递归下降分析算法分析表达式 是否符合下文法： exp →exp addop term | term Addop →+ | - term→term mulop factor | factor mulop →* | / factor →(exp) | id | number 其中number可以是多位的十进制数字串（整数即可），因此这里还需要一个小的词法分析器来得到id 和number的值。 b.从数据文件中读出符号串，输出表达式并给出其正误评判。 实验数据文件中应该有多个表达式，可能有正确的也应该有错误的表达式；表达式有形式简
单的也应该有复杂的。每个表达式写在一行，以回车结束。 实验环境 软件：VC++6.0 实验前准备 1、方案设计： ①准备模拟数据：本实验中使用“work..cpp” ②程序思想： 为了使用递归向下的分析，为每个非终结符根据其产生式写一个分析程序，由于写入读出的操作频繁。所以程序中还有一个match(char t)函数，该函数是将字符写入文件打印输出同时从文件中读取下一个字符，而由于id和number可能是多个字符构成，故写了number()和id（）来分析数字和标识符，它们的功能仅仅是把整个number或id完整的读取出来并写入文件，打印输出。 由于分析的文件中可能出现非法字符，而一旦发现非法字符就无需再接着分析，所以在每次读取一个字符时调用islegal函数判断是否是合法字符，并返回0或1. 在main()函数中，while((lookahead=='\n'||lookahead==' ')&&lookahead!=EOF) fscanf(resource,"%c",&lookahead); 是为了忽略分析文件中的换行或空格，之后进入分析阶段，根据返回值判断是否是合法的表达式。在该程序中只有发现了非法字符才会返回0，否则就返回1，而对于合法的表达式，递归程序最后分析的字符就是换行符，不合法的表达式在未分析到换行符就会停止分析，所以根据最后分析的字符是否为换行符进一步确定是否为合法的表达式。
编译原理实验（一）——词法分析器
一．实验描述 运行环境：vc++2008 对某特定语言A ，构造其词法规则。 该语言的单词符号包括： 1
2状态转换图 3程序流程：
词法分析作成一个子程序，由另一个主程序调用，每次调用返回一个单词对应的二元组，输出标识符表、常数表由主程序来完成。 二．实验目的 通过动手实践，使学生对构造编译系统的基本理论、编译程序的基本结构有更为深入的理解和掌握；使学生掌握编译程序设计的基本方法和步骤；能够设计实现编译系统的重要环节。同时增强编写和调试程序的能力。 三．实验任务 编制程序实现要求的功能，并能完成对测试样例程序的分析。
四．实验原理 char set[1000],str[500],strtaken[20];//set[]存储代码,strtaken[]存储当前字符char sign[50][10],constant[50][10];//存储标识符和常量 定义了一个Analyzer类 class Analyzer{ public: Analyzer(); //构造函数 ~Analyzer(); //析构函数 int IsLetter(char ch); //判断是否是字母，是则返回 1，否则返回 0。 int IsDigit(char ch); //判断是否为数字，是则返回 1，否则返回 0。 void GetChar(char *ch); //将下一个输入字符读到ch中。 void GetBC(char *ch); //检查ch中的字符是否为空白， 若是，则调用GetChar直至ch进入一个非空白字符。 void Concat(char *strTaken, char *ch); //将ch中的字符连接到strToken之后。 int Reserve(char *strTaken); //对strTaken中的字符串查找保留字表，若是一个保留字返回它的数码，否则返回0。 void Retract(char *ch) ; //将搜索指针器回调一个字符位置，将ch置为空白字符。void input();//向存放输入结果的字符数组输入一句语句。 void display();//输出一些程序结束字符显示样式 int analyzerSubFun();//词法分析器子程序，为了实现词法分析的主要功能。 五．代码实现 // cifa.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。 // #include"stdafx.h" #include"stdio.h" #include"string.h" #include"iostream" using namespace std; char set[1000],str[500],strtaken[20];//set[]存储代码,strtaken[]存储当前字符 char sign[50][10],constant[50][10];//存储标识符和常量 //int Words[500][10]; char ch;//当前读入字符 int sr,to=0;//数组str, strtaken 的指针 int st=0,dcount=0; int id=0; static int line=1; int h,l; typedef struct Words /*放置二元组*/ { int num; char letters[20];
《编译原理》期末试题（五） 一、单项选择题(共10小题，每小题2分，共20分) 1．语言是 A．句子的集合B．产生式的集合 C．符号串的集合D．句型的集合 2．编译程序前三个阶段完成的工作是 A．词法分析、语法分析和代码优化 B．代码生成、代码优化和词法分析 C．词法分析、语法分析、语义分析和中间代码生成 D．词法分析、语法分析和代码优化 3．一个句型中称为句柄的是该句型的最左 A．非终结符号B．短语C．句子D．直接短语 4．下推自动机识别的语言是 A．0型语言B．1型语言 C．2型语言D．3型语言 5．扫描器所完成的任务是从字符串形式的源程序中识别出一个个具有独立含义的最小语法单位即 A．字符B．单词C．句子D．句型 6．对应Chomsky四种文法的四种语言之间的关系是 A．L0?L1?L2?L3 B．L3?L2?L1?L0 C．L3=L2?L1?L0D．L0?L1?L2=L3 7．词法分析的任务是 A．识别单词B．分析句子的含义 C．识别句子D．生成目标代码 8．常用的中间代码形式不含 A．三元式B．四元式C．逆波兰式D．语法树 9．代码优化的目的是 A．节省时间B．节省空间 C．节省时间和空间D．把编译程序进行等价交换 10．代码生成阶段的主要任务是 A．把高级语言翻译成汇编语言 B．把高级语言翻译成机器语言 C．把中间代码变换成依赖具体机器的目标代码 D．把汇编语言翻译成机器语言 二、填空题（本大题共5小题，每小题2分，共10分） 1．编译程序首先要识别出源程序中每个(单词)，然后再分析每个(句子)并翻译其意义。2．编译器常用的语法分析方法有(自底向上)和(自顶向下)两种。 3．通常把编译过程分为分析前端与综合后端两大阶段。词法、语法和语义分析是对源程序的(分析)，中间代码生成、代码优化与目标代码的生成则是对源程序的(综合)。 4．程序设计语言的发展带来了日渐多变的运行时存储管理方案，主要分为两大类，即(静态存储分配)方案和(动态存储分配)方案。 5．对编译程序而言，输入数据是(源程序)，输出结果是(目标程序)。
编译原理-词法分析器的设计 一．设计说明及设计要求 一般来说，编译程序的整个过程可以划分为五个阶段：词法分析、语法分析、中间代码生成、优化和目标代码生成。本课程设计即为词法分析阶段。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，对构成源程序的字符流进行扫描和分解，从而识别出一个个单词（也称单词符号或符号）。如保留字（关键字或基本字）、标志符、常数、算符和界符等等。 二．设计中相关关键字说明 1．基本字：也称关键字，如C语言中的 if , else , while , do ,for,case,break, return 等。 2．标志符：用来表示各种名字，如常量名、变量名和过程名等。 3．常数：各种类型的常数，如12，6.88，和“ABC” 等。 4．运算符：如 + ，- , * , / ,%, < , > ,<= , >= 等。5．界符，如逗点，冒号，分号，括号，# ，〈〈，〉〉等。 三、程序分析 词法分析是编译的第一个阶段，它的主要任务是从左到右逐个字符地对源 程序进行 扫描，产生一个个单词序列，用以语法分析。词法分析工作可以是独立的一遍，把字符流的源程序变为单词序列，输出在一个中间文件上，这个文件做为语法分析程序的输入而继续编译过程。然而，更一般的情况，常将
词法分析程序设计成一个子程序，每当语法分析程序需要一个单词时，则 调用该子程序。词法分析程序每得到一次调用，便从源程序文件中读入一 些字符，直到识别出一个单词，或说直到下一个单词的第一个字符为止。 四、模块设计 下面是程序的流程图 五、程序介绍 在程序当前目录里建立一个文本文档，取名为infile.txt,所有需要分析的程序都写在此文本文档里，程序的结尾必须以“@”标志符结束。程序结果输出在同一个目录下，文件名为outfile.txt，此文件为自动生成。本程序所输出的单词符号采用以下二元式表示：（单词种别，单词自身的值）如程序输出结果(57,"#")(33,"include")(52,"<")(33,"iostream") 等。 程序的功能：（1）能识别C语言中所有关键字（共32个）（单词种别分别为1 — 32 ，详情见程序代码相关部分，下同） （2）能识别C语言中自定义的标示符（单词种别为 33） （3）能识别C语言中的常数（单词种别为0） （4）能识别C语言中几乎所有运算符（单词种别分别为41 — 54） （5）能识别C语言中绝大多数界符（单词种别分别为 55 — 66）六、运行结果 输入文件infile.txt 运行结果（输出文件 outfile.txt）
实验三中间的代码优化 某些编译程序在中间代码或目标代码生产之后要对其进行优化，所谓优化就是对代码进行等价的变换。而变换后的代码运行结果与变换前的代码运行结果相同。而运行速度加快或占用内存空间减少。中间的代码优化就是对中间代码进行等价的变换。 基本块的有向图DAG（Directed Acyclic Graph) 有向图中任何一条通路都不是环路，则称该有向图为无环路有向图，简称为DAG。 一、实验题目： 中间代码的局部优化 二、实验目的： 掌握局部优化方法、提高机器的运行速度 三、实验内容： 1 、构造基本块内的优化DAG 假设：（1）ni 为已知结点号，n为新结点号； （2）访问各结点信息时，按结点号逆序排序 2、完成对下例三类表达式的优化 （1）常值表达式的优化 （2）公共表达式的优化 （3）无用赋值的优化 3、输出根据优化的DAG重组四元式 四、设计概要： 首先要实现表达式中间代码生成，采用递归下降子程序法实现。 E→T{ω0 “push(SYN,w)”T“QUAT” } T→F{ω1”push(SYN,w)”F“QUAT”} F→i“push(SEM,entry(w))”|(E) 其中：·push(SYN,w)---当前单词w入符号栈SYN； ·push(SEM,entry(w))--- 当前i在符号表中的入口值压入语义栈SEM；·QUAT---生成四元式函数 ①T:=newtemp; ②QT[j]=(SYN[k],SEM[s-1],SEM[s],T);j++; ③ pop(SYN,_);pop(SEM,_);pop(SEM,_); push(SEM,T);
在对中间代码进行局部优化