第一章引论
本章要点：
1. 正确理解什么是编译程序；
2. 了解编译程序工作的基本过程及各阶段的基本任务；
3. 熟悉编译程序的总体结构框图；
4. 了解编译程序的构造过程和构造工具。
本章目标：
1. 掌握本章的“编译程序”、“交叉编译程序”、“编译前端与编译后端”等基本概念，并能在以后的学习熟练运用；
2. 掌握T形图表示。
本章重点：
1. 概念比较:
①编译程序、解释程序；
②诊断编译程序、优化编译程序；
③交叉编译程序、可变目标编译程序；
④编译前端与编译后端；
2. 编译工作过程的五个阶段；
3. 编译程序总框；
4. 编译程序“移植”。
本章难点
1. 编译程序“移植”；
作业题及参考答案
一、单项选择题：
（按照组卷方案，至少8道小题）
1. 如果一个编译程序能产生不同于其宿主机的机器代码，则称它为：。
a. 诊断编译程序
b. 优化编译程序
c. 交叉编译程序
d. 可变目标编译程序
2. 编译程序将高级语言程序翻译成。
a. 机器语言程序或高级语言程序
b. 汇编语言或机器语言程序
c. 汇编语言程序或高级语言程序
d. 中间语言程序或高级语言程序
3. 下面的四个选项中，__________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
4. 现代多数实用编译程序所产生的目标代码都是一种可重定位的指令代码，在运行前必须借助于一个把各个目标模块，包括系统提供的库模块连接在一起，确定程序变量或常数在主存中的位置，装入内存中制定的起始地址，使之成为一个可运行的绝对指令代码的程序。
a. 重定位程序；
b. 解释程序；
c. 连接装配程序；
d. 诊断程序；
5. 从编译程序的角度说，源程序中的错误通常分为两大类。
a. 词法错误和语法错误；
b. 语法错误和语义错误；
c. 编辑错误和诊断错误；
d. 词法错误和语义错误；
6. 下面对编译原理的有关概念正确描述的是：。
a. 目标语言只能是机器语言
b. 编译程序处理的对象是源语言。
c. Lex是语法分析自动生成器
d. 解释程序属于编译程序
7. 目标代码生成阶段所生成的目标代码的形式不可能是。
a. 绝对指令代码
b. 可充定位的指令代码。
c. 汇编指令代码
d. 三地址代码
8. 语义错误是指源程序中不符合语义规则的错误，不包括：
a. 非法字符错误
b. 类型不一致错误。
c. 作用域错误
d. 说明错误
一．答案：1. c； 2. b；3. c； 4. c；5. b；6. d；7. d；8.a；
二、填空题：
（按照组卷方案，至少8道小题）
1．我们有时把编译程序划分为编译前端和编译后端。前端主要由与有关但与
无关的那些部分组成。
2．对编译程序而言，输入数据是；输出数据是。
3. 编译后端通常不依赖于源语言而仅仅依赖于。
4. 如果不需改写编译程序中与机器无关的部分就可以把编译程序移植到另外一个目标机上，则称该编译程序是。
5. 描述程序设计语言词法的有效工具是。
6. 编译过程的每一个阶段都能检测出错误，其中，绝大多数错误在_______ 阶段检测出来的。
7. 为了使编译后的Java程序从一个平台移到另外一个平台上执行，Java定义了一种称为ByteCode的虚拟机代码。只要实际使用的操作平台上实现了执行ByteCode的Java解释器，这个操作平台就可以执行各种Java程序。这就是所谓Java语言的。
8.在一个程序设计环境中，起着中心作用。连接程序、调试程序、程序分析等工具的工作直接依赖于它所产生的结果。
二．答案：1. 源程序，目标机；2. 源程序，目标程序；3. 中间语言；4. 可变目标编译程序；5. 正规式和有限自动机；6. 词法分析、语法分析和语义分析；7. 操作平台无关性；8.编译程序。
三、判断题：
（按照组卷方案，至少8道小题）
1. 在编译过程中，既可以将几个不同的阶段合为一遍，也可以把一个阶段的工作分为若干遍。（）
2. 编译程序生成的目标程序都是可执行的程序。（）
3. 编译前端主要由与源语言和目标机相关的那些部分组成。（）
4. 优化的任务在于对前端编译所产生的中间代码进行加工和变换，以其能产生运行结果更为准确的目标代码。（）
5. 为了让编译程序可改变目标机，通常需要一种良好定义的中间语言支持。（）
6. 汇编器将高级语言程序翻译成汇编语言程序。（）
7. 许多编译程序在识别出语法单位后并不真正构造语法树。（）
8. 取编译程序前端改写其后端以生成不同机器上的目标代码，目前技术上还难以实现。（）三．答案 1. √；2. ×；3. ×；4. ×；5. √；6. ×；7. √；8. ×；
四、名词解释：、
（按照组卷方案，至少3道小题）
1. 诊断编译程序、优化编译程序；
2. 交叉编译程序、可变目标编译程序；
3. 编译程序的“遍”
4. 程序设计环境
四．答案：
1.诊断编译程序：专门用于帮助程序开发和调试的编译程序。
优化编译程序：着重于提高目标代码效率的编译程序。
2.交叉编译程序：能产生不同于其宿主机的机器代码的编译程序。
可变目标编译程序：不需重写编译程序中与机器无关的部分就能改变目标机的编译程序。
3. 编译程序的“遍”：就是对源程序或者中间结果从头到尾的一次扫描，并做有关的加工处理，生成新的中间结果或者目标程序。
4. 程序设计环境：支持程序设计人员进行程序设计开发所需要的如编辑程序、编译程序、连接程序和调试程序等软件工具，一起构成程序设计环境。
五、简答题：
（按照组卷方案，至少3道小题）
1. 什么是编译程序的“遍”？
2. 什么编译程序、解释程序？编译程序和解释程序有什么区别？
3. 前端编译和后端编译是如何划分的？
4. 什么是标识符，什么是名字，它们的区别是什么？
5. 如果机器A上已有一个用A机器代码实现的某高级语言L1的编译程序，则可以用L1编写另一种高级语言L2的编译程序，画出这个实现过程的T形图表示。
6. 如何采用“移植”的办法，利用A机器上已有的高级语言L编写能够在B机器上运行的高级语言L的编译程序？画出T形图表示。
五．答案：
1. 编译程序的“遍”，就是对源程序或者中间结果从头到尾的一次扫描，并做有关的加工处理，生成新的中间结果或者目标程序。
既可以将几个不同阶段合为一遍，也可以把一个阶段的工作分为若干遍。当一遍中包含若干阶段时，各阶段的工作是穿插进行的。
一个编译程序究竟应分为几遍、如何划分，是与源语言、设计要求、硬件设备等诸因素有关的，难以统一规定。
2. 编译程序：把某一种高级语言源程序转换成汇编语言程序或机器语言程序的程序。
解释程序：对高级语言源程序并不生成汇编程序或机器语言程序，而是边解释边执行的程序。
编译程序把源语言程序翻译成目标代码，然后由操作系统加载执行；而解释程序则是边
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）
第五章 练习5.1.1： 对于图5-1中的SDD，给出下列表达式对应的注释语法分析树： 1）（3+4）*（5+6）n 练习5.2.4： 这个文法生成了含“小数点”的二进制数： S->L.L|L L->LB|B B->0|1 设计一个L属性的SDD来计算S.val，即输入串的十进制数值。比如，串101.101应该被翻译为十进制的5.625。提示：使用一个继承属性L.side来指明一个二进制位在小数点的哪一边。 答： 元文法消除左递归后可得到文法： S->L.L|L L->BL’ L’->BL’|ε B->0|1 使用继承属性L.side指明一个二进制位数在小数点的哪一边,2表示左边，1表示右边 使用继承属性m记录B的幂次 非终结符号L和L’具有继承属性inh、side、m和综合属性syn
练习5.3.1：下面是涉及运算符+和整数或浮点运算分量的表达式文法。区分浮点数的方法是看它有无小数点。 E-〉E+T|T T-〉num.num|num 1）给出一个SDD来确定每个项T和表达式E的类型 2）扩展（1）中得到的SDD，使得它可以把表达式转换成为后缀表达式。使用一个单目运算符intToFloat把一个整数转换为相等的浮点数 答： 练习5.4.4：为下面的产生式写出一个和例5.10类似的L属性SDD。这里的每个产生式表
示一个常见的C语言中的那样的控制流结构。你可能需要生成一个三地址语句来跳转到某个标号L，此时你可以生成语句goto L 1）S->if (C) S1 else S2 2）S->do S1 while (C) 3）S->’{’ L ‘}’; L -> LS|ε 请注意，列表中的任何语句都可以包含一条从它的内部跳转到下一个语句的跳转指令，因此简单地为各个语句按序生成代码是不够的。 第六章 练习6.1.1：为下面的表达式构造DAG （（x+y）-（（x+y）*（x-y）））+（（x+y）*（x-y）） 答：DAG如下
编译原理第4章作业 答案 本页仅作为文档封面，使用时可以删除 This document is for reference only-rar21year.March
第四章 习题4.2.1：考虑上下文无关文法： S->S S +|S S *|a 以及串aa + a* (1)给出这个串的一个最左推导 S -> S S * -> S S + S * -> a S + S * -> a a + S * -> aa + a* (3)给出这个串的一棵语法分析树 习题4.3.1：下面是一个只包含符号a和b的正则表达式的文法。它使用+替代表示并运算的符号|，以避免和文法中作为元符号使用的竖线相混淆： rexpr→ rexpr + rterm | rterm rterm→rterm rfactor | rfactor rfactor→ rfactor * | rprimary rprimary→a | b 1)对这个文法提取公因子 2)提取公因子的变换使这个文法适用于自顶向下的语法分析技术吗？ 3)提取公因子之后，原文法中消除左递归 4)得到的文法适用于自顶向下的语法分析吗？ 解
1)提取左公因子之后的文法变为 rexpr→ rexpr + rterm | rterm rterm→rterm rfactor | rfactor rfactor→ rfactor * | rprimary rprimary→a | b 2)不可以，文法中存在左递归，而自顶向下技术不适合左递归文法 3)消除左递归后的文法
rexpr -> rterm rexpr’ rexpr’-> + rterm rexpr’|ε rterm-> rfactor rterm’ rterm’-> rfactor rterm’|ε rfactor-> rprimay rfactor’ rfactor’-> *rfactor’|ε rprimary-> a | b 4)该文法无左递归，适合于自顶向下的语法分析 习题4.4.1：为下面的每一个文法设计一个预测分析器，并给出预测分析表。可能要先对文法进行提取左公因子或消除左递归 (3)S->S(S)S|ε (5)S->(L)|a L->L,S|S 解 (3) ①消除该文法的左递归后得到文法 S->S’ S’->(S)SS’|ε ②计算FIRST和FOLLOW集合 FIRST(S)={(,ε} FOLLOW(S)={),$} FIRST(S’)={(,ε} FOLLOW(S’)={),$} ③构建预测分析表
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 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》第一次作业参考答案 一、下列正则表达式定义了什么语言（用尽可能简短的自然语言描述）？ 1.b*(ab*ab*)* 所有含有偶数个a的由a和b组成的字符串. 2.c*a(a|c)*b(a|b|c)* | c*b(b|c)*a(a|b|c)* 答案一：所有至少含有1个a和1个b的由a，b和c组成的字符串. 答案二：所有含有子序列ab或子序列ba的由a，b和c组成的字符串. 说明：答案一要比答案二更好，因为用自然语言描述是为了便于和非专业的人员交流，而非专业人员很可能不知道什么是“子序列”，所以相比较而言，答案一要更“自然”. 二、设字母表∑={a,b}，用正则表达式（只使用a，b， ，|，*，+，？）描述下列语言： 1.不包含子串ab的所有字符串. b*a* 2.不包含子串abb的所有字符串. b*(ab?)* 3.不包含子序列abb的所有字符串. b*a*b?a* 注意：关于子串（substring）和子序列（subsequence）的区别可以参考课本第119页方框中的内容. ~\(≧▽≦)/~ ~\(≧▽≦)/~ ~\(≧▽≦)/~ ~\(≧▽≦)/~ ~\(≧▽≦)/~ ~\(≧▽≦)/~ ~\(≧▽≦)/~ ~\(≧▽≦)/~ 《编译原理》第二次作业参考答案 一、考虑以下NFA： 1.这一NFA接受什么语言（用自然语言描述）？ 所有只含有字母a和b，并且a出现偶数次或b出现偶数次的字符串. 2.构造接受同一语言的DFA. 答案一（直接构造通常得到这一答案）：
答案二（由NFA构造DFA得到这一答案）： 二、正则语言补运算 3.画出一个DFA，该DFA恰好识别所有不含011子串的所有二进制串. 1.画出一个DFA，该DFA恰好识别所有不含011子串的所有二进制串.
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法正确的“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，这种看法正确吗 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。 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 。 第一次作业答案： 3.12 词法单元描述 3.3.5 b)a*b*……z* c) /\*([^*”]|\*[^/]|\”([^”]*)\”)*\*/ h)b*(a|ab)* 3.7.3d F转G错误，F跳转后的状态子集应包含9 第二次作业答案： 4.2.2 最左推导 S->SS S->S*S S->(S)*S S->(S+S)*S S->(a+S)*S S->(a+a)*S S->(a+a)*a Parse tree: 最右推导： S->SS S->S*a S->(S)*a S->(S+S)*a S->(S+a)*a S->(a+a)*a 无二义性，只能画出一棵语法树。 4.3.2 提取左公因子： S->SS’|(S)|a S’->+S|S|* 消除左递归： S->(S)A|aA , A->BA|?B->S|+S|* FIRST(S) = { a , ( } FIRST(A) = {* , a , ( , + , ?} FIRST(B) = {* , a , ( , +} FOLLOW(S) = { ( , ) , a , * , + , $} LL1 parse table: 转换表如下： match stack input action S$ (a+a)*a$ (S)A$ (a+a)*a$ S->(S)A ( S)A$ a+a)*a$ match( ( aA)A$ a+a)*a$ S->aA (a A)A$ +a)*a$ match a (a BA)A$ +a)*a$ A->BA (a +SA)A$ +a)*a$ B->+S (a+ SA)A$ a)*a$ match + (a+ aAA)A$ a)*a$ S->aA (a+a AA)A$ )*a$ match a (a+a A)A$ )*a$ A->? (a+a )A$ )*a$ A->? (a+a) A$ *a$ match ) (a+a) BA$ *a$ A->BA (a+a) *A$ *a$ B->* (a+a)* A$ a$ match * (a+a)* BA$ a$ A->BA (a+a)* SA$ a$ B- >S (a+a)* aAA$ a$ S->aA (a+a)*a AA$ $ match a (a+a)*a $ $ A->? 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： 作业参考答案 第二章 高级语言及其语法描述 6、（1）L （G 6）={0,1,2,......,9}+ （2）最左推导： N=>ND=>NDD=>NDDD=>DDDD=>0DDD=>01DD=>012D=>0127 N=>ND=>DD=>3D=>34 N=>ND=>NDD=>DDD=>5DD=>56D=>568 最右推导： N=>ND =>N7=>ND7=>N27=>ND27=>N127=>D127=>0127 N=>ND=>N4=>D4=>34 N=>ND=>N8=>ND8=>N68=>D68=>568 7、Ｇ：S →ABC | AC | C A →1|2|3|4|5|6|7|8|9 B →BB|0|1|2|3|4|5|6|7|8|9 C →1|3|5|7|9 8、（1）最左推导： E=>E+T=>T+T=>F+T=>i+T=>i+T*F=>i+F*F=>i+i*F=>i+i*i 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) 最右推导： E=>E+T=>E+T*F=>E+T*i=>E+F*i=>E+i*i=>T+i*i=>F+i*i=>i+i*i 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) (2) 9、证明：该文法存在一个句子iiiei 有两棵不同语法分析树，如下所示，因此该文法是二义的。 T F F i F i F i T F i F i S i 第一章引论 本章要点： 1. 正确理解什么是编译程序； 2. 了解编译程序工作的基本过程及各阶段的基本任务； 3. 熟悉编译程序的总体结构框图； 4. 了解编译程序的构造过程和构造工具。 本章目标： 1. 掌握本章的“编译程序”、“交叉编译程序”、“编译前端与编译后端”等基本概念，并能在以后的学习熟练运用； 2. 掌握T形图表示。 本章重点： 1. 概念比较: ①编译程序、解释程序； ②诊断编译程序、优化编译程序； ③交叉编译程序、可变目标编译程序； ④编译前端与编译后端； 2. 编译工作过程的五个阶段； 3. 编译程序总框； 4. 编译程序“移植”。 本章难点 1. 编译程序“移植”； 作业题及参考答案 一、单项选择题： （按照组卷方案，至少8道小题） 1. 如果一个编译程序能产生不同于其宿主机的机器代码，则称它为：。 a. 诊断编译程序 b. 优化编译程序 c. 交叉编译程序 d. 可变目标编译程序 2. 编译程序将高级语言程序翻译成。 a. 机器语言程序或高级语言程序 b. 汇编语言或机器语言程序 c. 汇编语言程序或高级语言程序 d. 中间语言程序或高级语言程序 3. 下面的四个选项中，__________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 4. 现代多数实用编译程序所产生的目标代码都是一种可重定位的指令代码，在运行前必须借助于一个把各个目标模块，包括系统提供的库模块连接在一起，确定程序变量或常数在主存中的位置，装入内存中制定的起始地址，使之成为一个可运行的绝对指令代码的程序。 a. 重定位程序； b. 解释程序； c. 连接装配程序； d. 诊断程序； 5. 从编译程序的角度说，源程序中的错误通常分为两大类。 a. 词法错误和语法错误； b. 语法错误和语义错误； c. 编辑错误和诊断错误； d. 词法错误和语义错误； 6. 下面对编译原理的有关概念正确描述的是：。 a. 目标语言只能是机器语言 b. 编译程序处理的对象是源语言。 c. Lex是语法分析自动生成器 d. 解释程序属于编译程序 7. 目标代码生成阶段所生成的目标代码的形式不可能是。 a. 绝对指令代码 b. 可充定位的指令代码。 c. 汇编指令代码 d. 三地址代码 8. 语义错误是指源程序中不符合语义规则的错误，不包括： a. 非法字符错误 b. 类型不一致错误。 c. 作用域错误 d. 说明错误 一．答案：1. c； 2. b；3. c； 4. c；5. b；6. d；7. d；8.a； 二、填空题： （按照组卷方案，至少8道小题） 1．我们有时把编译程序划分为编译前端和编译后端。前端主要由与有关但与编译原理作业参考答案
编译原理习题及答案(整理后)
编译原理第二版课后习答案
编译原理第七章练习题
编译原理作业答案最终版
编译原理第一章练习和答案
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