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编译原理试题及答案一、选择题1. 编译器的主要功能是什么？A. 程序设计B. 程序翻译C. 程序调试D. 数据处理答案：B2. 下列哪一项不是编译器的前端处理过程？A. 词法分析B. 语法分析C. 语义分析D. 代码生成答案：D3. 在编译原理中，词法分析器的主要作用是什么？A. 识别程序中的关键字和标识符B. 将源代码转换为中间代码C. 检查程序的语法结构D. 确定程序的运行环境答案：A4. 语法分析通常采用哪种方法？A. 自顶向下分析B. 自底向上分析C. 正则表达式匹配D. 直接解释执行答案：B5. 语义分析的主要任务是什么？A. 检查程序的语法结构B. 检查程序的类型安全C. 识别程序中的变量和常量D. 将源代码转换为机器代码答案：B二、简答题1. 简述编译器的工作原理。
答案：编译器的工作原理主要包括以下几个步骤：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。
词法分析器将源代码分解成一系列的词素；语法分析器根据语法规则检查词素序列是否合法；语义分析器检查程序的语义正确性；中间代码生成器将源代码转换为中间代码；代码优化器对中间代码进行优化；最后，目标代码生成器将优化后的中间代码转换为目标机器代码。
2. 什么是词法分析器，它在编译过程中的作用是什么？答案：词法分析器是编译器前端的一个组成部分，负责将源代码分解成一个个的词素（tokens），如关键字、标识符、常量、运算符等。
它在编译过程中的作用是为语法分析器提供输入，是编译过程的基础。
三、论述题1. 论述编译器中的代码优化技术及其重要性。
答案：代码优化是编译过程中的一个重要环节，它旨在提高程序的执行效率，减少资源消耗。
常见的代码优化技术包括：常量折叠、死代码消除、公共子表达式消除、循环不变代码外提、数组边界检查消除等。
代码优化的重要性在于，它可以显著提高程序的运行速度和性能，同时降低程序对内存和处理器资源的需求。
四、计算题1. 给定一个简单的四则运算表达式，请写出其对应的逆波兰表达式。
实验1简单的词法分析子程序【实验目的】●理解词法分析在编译程序中的作用●初步了解和掌握词法分析程序的实现方法和技术【实验内容】1. 编写程序，输入一串字符，判断该字符串是否为合法标识符或合法整型常量。
2. 无符号数的算术四则运算中的各类单词的识别。
输入：由无符号数、＋、－、*、/、（、）构成的算术表达式。
输出：对识别出的每一单词均单行输出。
如，输入：8*2.5-1.0e2则，输出：8*2.5-1.0e2描述无符号数的确定的、最小化的状态转换图如图1所示。
其中编号1，2和6为终态，分别代表整数、小数和科学计数的识别结束状态。
图1 文法G[<无符号数>]的状态转换图实验2词法分析程序设计【实验目的】●理解词法分析中的正规式和自动机●掌握词法分析程序的实现方法和技术【实验内容】某一高级程序设计语言的部分语言子集定义如下：(1)关键字：for if then else while do（所有关键字都是小写）(2)运算符和分隔符：+ - * / : = <><= <>>= == ; ( ) #(3)其他标识符（ID）和整型常数（NUM），通过以下正规式定义：ID=letter(letter｜digit)*NUM=digit·digit*(4)空格由空白、制表符和换行符组成。
空格一般用来分隔ID、NUM、运算符、分隔符和关键字，词法分析阶段通常被忽略。
各种词法单元对应的词法记号如下：编写程序，实现词法分析功能。
输入：源程序输出：二元组（词法记号，属性值/其在符号表中的位置）构成的序列。
例如：输入源程序x=5;if (x>0)thenx=2*x+1/3;elsex=2/x;#（# 表示输入结束）经词法分析后输出如下序列：(10,x)(18,=)(11,5)(26,;)(2,if)(27,()…说明：关键字表的初值。
关键字作为特殊标识符处理，把它们预先安排在一张表格中（称为关键字表），当扫描程序识别出标识符，查关键字表。
编译原理词法分析器-ll1-lr0-python实现代码计算机科学与通信工程学院编译原理实验报告题目： 1.词法分析器2. LL(1)分析器3. LR(0)分析器班级：姓名:学号：指导老师：2017年月目录一、实验题目 (1)二、实验目的和要求 (1)三、代码实现 (2)四、总结 (25)一、实验题目1.词法分析器分析一段程序代码，将代码中的单词符号分解出来，并对其进行检查，输出token表和error表2.LL(1)文法分析器分析给定文法。
求出文法的FIRST集，FOLLOW集，并构建分析表，对给定输入串进行分析。
3.LR(0)文法分析器分析给定文法。
用Ꜫ_CLOSURE方法构造文法的LR(0)项目集规范族，根据状态转换函数GO构造出文法的DFA,并转换为分析表，对给定输入串进行分析。
二、实验目的和要求1.学会词法分析器的实现思路。
2.学会求解FIRST集， FOLLOW集，构造LL(1)分析表。
3.学会Ꜫ_CLOSURE方法，状态转换函数GO, 构造LR(0)分析表。
三、代码实现1.词法分析器program.txt 中存放要分析的文法：E->TRR->+TR|-TR|~T->FGG->*FG|/FG|~F->(E)|i代码：KEYWORD_LIST = ['while', 'if', 'else', 'switch', 'case']SEPARATOR_LIST = [';', ':', ',', '(', ')', '[', ']', '{', '}']OPERATOR_LIST1 = ['+', '-', '*']OPERATOR_LIST2 = ['<=', '<', '==', '=', '>', '>=']CATEGORY_DICT = {# KEYWORD"while": {"while": ""},"if": {"if": ""},"else": {"else": ""},"switch": {"switch": ""},"case": {"case": ""},# OPERATOR"+": {"+": ""},"-": {"-": ""},"*": {"*": ""},"<=": {"relop": "LE"},"<": {"relop": "LT"},">=": {"relop": "GE"},">": {"relop": "GT"},"==": {"relop": "EQ"},"=": {"=": ""},# SEPARATOR";": {";": ""},":": {":": ""},",": {",": ""},"(": {"(": ""},")": {")": ""},"[": {"]": ""},"]": {"]": ""},"{": {"{": ""},"}": {"}": ""},}CONSTANTTABLE = []TOKENTABLE = []OPERATORTABLE = []KEYWORDTABLE = []SEPARATORTABLE = []UNDEFINEDTABLE = []# READ FILEdef read_file(path, method):temp_str = ""try:file = open(path, method)for line in file:line = line.replace('\n', " ") temp_str += linetemp_str = str(temp_str)except IOError as e:print(e)exit()finally:file.close()return temp_str.strip() + " "# GETBEdef getbe():global tokengetchar()token = ""return# GETCHARdef getchar():global characterglobal locationwhile all_string[location] == " ":location = location + 1character = all_string[location]return character# LINK TOKENdef concatenation():global tokenglobal charactertoken = token + character# IS NUMBERdef digit():if '0' <= character <= '9':return Truereturn False# IS ALPHABETdef letter():if 'A' <= character <= 'Z' or 'a' <= character <= 'z': return Truereturn False# IS IDENTIFIERdef reserve():if token in KEYWORD_LIST:return CATEGORY_DICT[token]else:return 0# RETRACTdef retract():global locationglobal character# location = location - 1character = ""return# MAIN FUNCTIONdef main():global tokenglobal characters = getchar()getbe()if 'a' <= s <= 'z' or 'A' <= s <= 'Z':while letter() or digit():concatenation()location = location + 1character = all_string[location]retract()c = reserve()if c == 0:TOKENTABLE.append(token)print("这是标识符：{'", token, "':'", TOKENTABLE.index(token), "'}") else:KEYWORDTABLE.append(token)print("这是保留字：", CATEGORY_DICT[token])elif '0' <= s <= '9':while digit():concatenation()location = location + 1character = all_string[location]retract()CONSTANTTABLE.append(token)print("这是常数：{'", token, "':'", CONSTANTTABLE.index(token), "'}") elif s in OPERATOR_LIST1:location = location + 1OPERATORTABLE.append(s)print("这是单操作符：", CATEGORY_DICT[s])elif s in OPERATOR_LIST2:location = location + 1character = all_string[location]if character == '=':OPERATORTABLE.append(s + character)print("这是双操作符：", CATEGORY_DICT[s + character])else:retract()location = location + 1OPERATORTABLE.append(s)print("这是单操作符:", CATEGORY_DICT[s])elif s in SEPARATOR_LIST:location = location + 1SEPARATORTABLE.append(s)print("这是分隔符：", CATEGORY_DICT[s])else:UNDEFINEDTABLE.append(s)print("error:undefined identity :'", s, "'")if __name__ == '__main__':character = ""token = ""all_string = read_file("program.txt", "r")location = 0while location + 1 < len(all_string):main()print('KEYWORDTABLE:', KEYWORDTABLE)print('TOKENTABLE:', TOKENTABLE)print('CONSTANTTABLE:', CONSTANTTABLE)print('OPERATORTABLE:', OPERATORTABLE)print('SEPARATORTABLE:', SEPARATORTABLE)运行结果：2.LL(1)分析器program.txt 中存放要分析的文法：E->TRR->+TR|-TR|~T->FGG->*FG|/FG|~F->(E)|i输入串：i+i*i代码：NonTermSet = set() # 非终结符集合TermSet = set() # 终结符集合First = {} # First集Follow = {} # Follow集GramaDict = {} # 处理过的产生式Code = [] # 读入的产生式AnalysisList = {} # 分析表StartSym = "" # 开始符号EndSym = '#' # 结束符号为“#“Epsilon = "~" # 由于没有epsilon符号用“~”代替# 构造First集def getFirst():global NonTermSet, TermSet, First, Follow, FirstAfor X in NonTermSet:First[X] = set() # 初始化非终结符First集为空for X in TermSet:First[X] = set(X) # 初始化终结符First集为自己Change = Truewhile Change: # 当First集没有更新则算法结束Change = Falsefor X in NonTermSet:for Y in GramaDict[X]:k = 0Continue = Truewhile Continue and k < len(Y):if not First[Y[k]] - set(Epsilon) <= First[X]: # 没有一样的就添加，并且改变标志if Epsilon not in First[Y[k]] and Y[k] in NonTermSet and k > 0: # Y1到Yi候选式都有~存在Continue = Falseelse:First[X] |= First[Y[k]] - set(Epsilon)Change = Trueif Epsilon not in First[Y[k]]:Continue = Falsek += 1if Continue: # X->~或者Y1到Yk均有~产生式First[X] |= set(Epsilon)# FirstA[Y] |= set(Epsilon)# 构造Follow集def getFollow():global NonTermSet, TermSet, First, Follow, StartSymfor A in NonTermSet:Follow[A] = set()Follow[StartSym].add(EndSym) # 将结束符号加入Follow[开始符号]中Change = Truewhile Change: # 当Follow集没有更新算法结束Change = Falsefor X in NonTermSet:for Y in GramaDict[X]:for i in range(len(Y)):if Y[i] in TermSet:continueFlag = Truefor j in range(i + 1, len(Y)): # continueif not First[Y[j]] - set(Epsilon) <= Follow[Y[i]]:Follow[Y[i]] |= First[Y[j]] - set(Epsilon) # 步骤2 FIRST(β)/~ 加入到FOLLOW(B)中。
编译原理实验题目编译原理的课程实验既是培养学生理论联系实际的必要手段也是检验我们教学理念的贯彻与实现、检查教学效果、让学生展示能力的重要途径。
为了达到上述目的，作为编译原理课程的上机实验，最好是能完成一个小型语言的基本编译系统，但这需要有较好的实验条件特别是较多的实验学时（理想的情形是专门配置一个两到三周的课程设计）的支撑。
对于一个只有56学时的编译原理课程的上机实验（仅为12学时），构造一个小型语言的完整的编译系统显然是不现实的；为最大程度达到教学目的，经由课程组的认真研究，将本课程实验分解为两个上机实验：1、词法分析器编制实验；2、语法制导的三地址代码生成器编制实验（第2个实验又可分解为自顶向下的语法分析器的设计与实现和三地址代码生成器的设计与实现两个实验）。
通过这两个程序的编制，使学生学会和体验构造一个微型编译系统的基本框架的主要工作。
实验一：词法分析程序的设计与实现一.实验目的基本掌握计算机语言的词法分析程序的开发方法。
二.实验内容编制一个能够分析三种整数、标识符、主要运算符和主要关键字的词法分析程序。
三.实验要求1．根据以下的正规式，编制正规文法，画出状态图；标识符<字母>(<字母>|<数字字符>)*十进制整数0 | (1|2|3|4|5|6|7|8|9)(0|1|2|3|4|5|6|7|8|9)*八进制整数0(1|2|3|4|5|6|7)(0|1|2|3|4|5|6|7)*十六进制整数0x(0|1|2|3|4|5|6|7|8|9|a|b|c|d|e|f)(0|1|2|3|4|5|6|7|8|9|a|b|c|d|e|f)*运算符和分隔符+ - * / > < = ( ) ；关键字if then else while do2．根据状态图，设计词法分析函数int scan( )，完成以下功能：1）从键盘读入数据，分析出一个单词。
2）返回单词种别（用整数表示），3）返回单词属性（不同的属性可以放在不同的全局变量中）。
编译原理试题及答案
编译原理是计算机科学中的一门重要课程，它涉及到程序设计语言的语法、语义分析以及编译器的设计与实现等内容。
下面我们将为大家提供一些编译原理的试题及答案，希望能够帮助大家更好地理解和掌握这门课程的知识。
1. 什么是编译原理？
编译原理是研究编译器的设计与实现的一门学科，它主要包括词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成、代码优化和代码生成等内容。
2. 什么是词法分析？
词法分析是编译原理中的一个重要内容，它主要负责将源程序转换成一个个的单词符号，也就是词法单元。
3. 什么是语法分析？
语法分析是编译原理中的另一个重要内容，它主要负责将词法单元序列转换成抽象语法树，以便进行后续的语义分析和中间代码生成。
4. 什么是语义分析？
语义分析是编译原理中的一个关键环节，它主要负责对源程序进行语义检查，以确保程序的正确性和合法性。
5. 什么是中间代码生成？
中间代码生成是编译原理中的一个重要环节，它主要负责将源程序转换成一种中间形式的代码，以便进行后续的代码优化和代码生成。
6. 什么是代码优化？
代码优化是编译原理中的一个关键环节，它主要负责对中间代码进行优化，以提高程序的执行效率和减少资源消耗。
7. 什么是代码生成？
代码生成是编译原理中的最后一个环节，它主要负责将优化后的中间代码转换成目标机器代码，以便计算机能够执行。
以上就是关于编译原理的一些试题及答案，希望能够帮助大家更好地理解和掌握这门课程的知识。
如果大家对编译原理还有其他疑问，可以随时向我们提问，我们将竭诚为大家解答。
试题（共10道）1.设∑={0，1}上的正规集S由倒数第二个字符为1的所有字符串组成，请给出该字集对应的正规式，并构造一个识别该正规集的DFA。
2.已知文法G[S’] :S’→SS→rDD→D,iD→i(1)构造G[S’]的识别活前缀的有穷自动机DFA。
(2)该文法是LR(0)文法吗？为什么？3.已知文法G[S’] :S’→S (1)S→AAA (2)A→1A (3)A→0 (4)(1)构造G[S’]的识别活前缀的有穷自动机DFA。
(2)构造相应的LR(0)分析表。
4.构造一个DFA，它接受∑={a，b}上所有包含ab的字符串。
5.构造正规式 (0|1)*00 相应的DFA并进行化简。
6.构造以下正规式相应的NFA，再确定化10（1|0）*117. 设有语言L={ α | α∈{0,1} + ，且α不以0 开头，但以00 结尾} 。
(1)试写出描述L 的正规表达式；(2)构造识别L 的DFA （要求给出详细过程，并画出构造过程中的NDFA 、DFA 的状态转换图，以及DFA 的形式化描述) 。
8.已知NFA＝（｛x,y,z｝,{0,1},M,{x},{z}），其中：M(x,0)={z}，M(y,0)={x,y}，,M(z,0)={x,z}，M(x,1)={x}，M(y,1)=φ，M(z,1)={y}，构造相应的DFA。
9. 给出下述文法所对应的正规式：S→0A|1BA→1S|1B→0S|010. 将下图的DFA 最小化，并用正规式描述它所识别的语言。
答案1.答：构造相应的正规式：(0|1)*1(0|1) NFA:12.答：(1) G[S ’]的识别活前缀的有穷自动机为： (2) 该文法不是LR （0）文法，因为I 3中有移进—规约冲突。
3.答：(1) G[S’]的识别活前缀的有穷自动机为：(2)4.答：构造相应的正规式：(a|b)*ab(a|b)*确定化：最小化：{0，1，2} {3，4，5} {0， 2}，1， {3，4，5}5.答：最小化：{1，2，3} {4}{1，2，3}0={2，4} {1，3} {2} {4}6.答：(1)正规表达式：1(0|1) * 00(2)第一步：将正规表达式转换为NDFA第二步：将NDFA 确定化为DFA ：造表法确定化,确定化后DFA M 的状态转换表状态输入I 0 I 1 t 0 1 [S] —[A,D,B] q 0 —q 1 [A,D,B] [D,B,C] [D,B] 重新命名q 1 q 2 q 3 [D,B,C] [D,B,C,Z] [D,B] q 2 q 4 q 3 [D,B] [D,B,C] [D,B] q 3 q 2 q 3 [D,B,C,Z] [D,B,C,Z] [D,B] q 4 q 4 q 3DFA 的状态转换图第三步：给出DFA 的形式化描述DFA M = （{ q 0 , q 1 , q 2 , q 3 , q 4 }, {0,1}, t, q 0 , { q 4 } ）t 的定义见M 的状态转换表。
编译原理试题及答案
试题：
1. 解释编译原理的定义，同时给出编译器的作用。
2. 简要描述编译过程中的四个基本步骤。
3. 解释词法分析器的功能和作用。
4. 解释语法分析器的功能和作用。
答案：
1. 编译原理是研究如何将高级语言程序转化为等价机器语言程序的一门学科。
编译器是将高级语言文本转换成等价的机器语言的软件工具。
它负责将源代码转化为目标代码，以便计算机能够理解和执行。
2. (1) 词法分析：将源代码分解成一系列单词或标记。
(2) 语法分析：根据语法规则组织单词或标记形成语法树。
(3) 语义分析：分析语法树以检测语义错误。
(4) 代码生成：根据语法树生成目标代码。
3. 词法分析器的功能是将源代码分解成一系列单词或标记。
它将源代码读取为字符流，然后将这些字符组成单词，同时可以去除空格、注释等不具有实际意义的内容。
词法分析器的作用是为语法分析器提供正确的单词序列，为后续的语义分析和代
码生成步骤建立基础。
4. 语法分析器的功能是根据语法规则组织单词或标记形成语法树。
它通过构建语法树来分析源代码的语法结构，同时可以检测语法错误。
语法分析器的作用是为后续的语义分析和代码生成步骤提供一个结构化的表示形式，便于后续的处理和转换。
03091337 李璐 03091339 宗婷婷一、上机题目：实现一个简单语言（CPL）的编译器（解释器）二、功能要求：接收以CPL编写的程序，对其进行词法分析、语法分析、语法制导翻译等，然后能够正确的执行程序。
三、试验目的1.加深编译原理基础知识的理解：词法分析、语法分析、语法制导翻译等2.加深相关基础知识的理解：数据结构、操作系统等3.提高编程能力4.锻炼独立思考和解决问题的能力四、题目说明1.数据类型：整型变量（常量），布尔变量（常量）取值范围{…, -2, -1, 0, 1, 2, …}, {true, false}2、运算表达式：简单的代数运算，布尔运算3、程序语句：赋值表达式，顺序语句，if-else语句，while语句五、环境配置1.安装Parser Generator、Visual C++；2.分别配置Parser Generator、Visual C++；3.使用Parser Generator创建一个工程编写l文件mylexer.l；编译mylexer.l，生成mylexer.h与mylexer.c；4.使用VC++创建Win32 Console Application工程并配置该项目；加入mylexer.h与mylexer.c，编译工程；执行标识符数字识别器；注意：每次修改l文件后，需要重新编译l文件，再重新编译VC工程六、设计思路及过程设计流程：词法分析LEX的此法分析部分主要利用有限状态机进行单词的识别，在分析该部分之前，首先应该对YACC的预定义文法进行解释。
在YACC中用%union扩充了yystype的内容，使其可以处理char型，int型，node型，其中Node即为定义的树形结点，其定义如下：typedef enum { TYPE_CONTENT, TYPE_INDEX, TYPE_OP } NodeEnum;/* 操作符 */typedef struct {int name; /* 操作符名称 */int num; /* 操作元个数 */struct NodeTag * node[1]; /* 操作元地址可扩展 */} OpNode;typedef struct NodeTag {NodeEnum type; /* 树结点类型 *//* Union 必须是最后一个成员 */union {int content; /* 内容 */int index; /* 索引 */OpNode op; /* 操作符对象 */};} Node;extern int Var[26];结点可以是三种类型(CONTENT,INDEX,OP)。
编译原理试题A一、单项选择题（每题1分，共20分）1、哪个不是编译系统的组成部分（C ）A．词法分析器 B. 代码生成器C．设备管理程序 D. 语法分析器2. 设有表达式a*b-c，将其中a*b识别为表达式的编译阶段是什么（ B ）A．词法分析 B. 语法分析C．语义分析 D. 代码生成3. 下面不能用于对文法进行描述的是（A ）A．源语言 B. EBNF C．BNF D. 语法图4. 设有文法G[S]: S→S1|S0|Sa|Sc|a|b|c，下列符号串中不是该文法的句子的是（A ）A．ab0 B. a0c01 C．aaa D. bc105. 文法G[S]:S→aAA→bBB→a|aS ,则L(G)为（C ）A．{(ab)n a|n≥1} B. {a (ba)n|n≥1}C．{(aba)n|n≥1} D. {(aba)n|n≥0}6. 哪个不是DFA的构成成分（B ）A．有穷字母表 B. 初始状态集合C．终止状态集合 D. 有限状态集合7.词法分析器的输入是（B ）A．单词符号串 B.源程序C．语法单位 D.目标程序8.在词法分析阶段不能识别的是（C ）A．标识符 B. 运算符C．四元式 D. 常数9.设有一段C语言程序while(i&&++j){c=2.19;j+=k;i++;} ,经过词法分析后可以识别的单词个数是（B ）A．19 B.20 C．21 D.2310．自上而下语法分析的主要动作是（B ）A．移进 B. 推导C．规约 D. 匹配11.下面不属于LL(1)分析器的组成部分是（D ）A．LL(1)总控程序 B. LL(1)分析表C．分析栈 D.源程序串12.设有文法G[S]为S→AB|bC，A→ε|b，B→ε|aD，C→AD|b，D→aS|c则FOLLOW(A)为（A ）A．{a,c,#} B.{c,#} C．{a,#} D.{#}13.设有文法G[S]:S→Ap|Bq，A→a|cA，B→b|dB，则FIRST(Ap)为（ C ）A．{p,q} B. {b,d} C．{a,c} D. 其他14.自下而上语法分析的主要分析动作是（D ）A．推导 B. 规约C．匹配 D. 移进-规约15.算法优先分析中，可规约串是（C ）A．句柄B．活前缀C．最左素短语D．素短语16. 设有文法G={{S},{a},{S→SaS|ε},S}，该文法是（B ）A．LL(1)文法B．二义性文法C．SLR(1)文法D．算法优先文法17、中间代码生成时所以据的是（C ）A．语法规则B．词法规则C．语义规则 D．等价变换规则18、给定文法G: E→E+T|T，T→T*F|F，F→i|(E)则L(G)中的一个句子i+i+(i*i)*i的逆波兰表示为（C）A．iii*i++B．ii+iii**+ C．ii+ii*i*+ D．其他19．在编译程序中与生成中间代码的目的无关的是（B）A．便于目标代码优化B．便于存储空间的组织C．便于目标代码的移植D．便于编译程序的移植20．中间代码是介于源语言程序和什么之间的一种代码 （D ）A ．源代码 B. 机器语言 C. 汇编语言 D. 目标代码二．简答（每题3分，共12分） 1. 什么是编译程序？编译程序是将源语言程序翻译为目标语言程序的程序。
编译原理题目
1. 词法分析器的设计与实现
2. 语法分析器的生成方法与工具
3. 语法制导翻译的算法与实现
4. 语法制导的代码生成技术
5. 语义分析器的设计与实现
6. 属性文法的定义和属性计算方法
7. 中间代码的生成与优化技术
8. 目标代码生成的方法与实现
9. 解释器与编译器的区别与联系
10. 正则表达式在编译原理中的应用
11. 有限自动机的概念与构建方法
12. 句法制导翻译技术在编译器中的应用
13. 语言语义的表示与验证方法
14. 静态类型检查器的设计与实现
15. 字节码与机器码的转换方法
16. 抽象语法树的构建与遍历算法
17. 参数传递的机制与实现
18. 变量作用域的嵌套与解析方法
19. 优化编译器的关键技术与算法
20. 并行编程在编译器优化中的应用。
编译原理课程设计指导书题目一基于语法制导翻译的表达式转换编译器一、设计目的通过本课程设计获得对实际编译器的构造原理、过程和方法的感性认识，全面掌握语法制导翻译技术。
二、设计内容采用语法制导翻译模式设计一个包含词法分析、语法分析、符号表管理、错误处理及输出等功能模块的、由中缀表达式到后缀表达式的完整编译器。
该翻译器的规格说明如下：start → list eoflist → expr |expr → expr + term { print(‘+’) }| expr –term { print(‘-’) }| term|εterm → term * factor { print(‘*’) }| term / factor { print(‘/’) }| term div factor { print(‘DIV’) }| term mod factor { print(‘MOD’) }factor → ( expr )| id { print( ) }| num { print( num.value ) }三、设计要求1、使用模块化设计思想来设计该编译器；2、词法分析模块用于读入输入串，并将其转换成供语法分析模块使用的记号流。
其中包括滤掉空格和注释、识别常数、识别标识符和关键字等功能；3、要求在语法分析模块中利用语法制导翻译技术完成具体的中缀表达式到后缀表达式的翻译，其中包括按前述翻译器的规格说明构建对应表达式、项、因子的非终结符expr、term 和factor的函数以及检查记号是否匹配的函数；并在不匹配时调用错误处理模块；4、要求符号表管理模块主要完成符号表对应数据结构的具体实现功能；5、错误处理模块负责报告错误信息及位置，并终止分析过程；6、输出模块完成翻译后所得到的后缀表达式的输出。
四、运行结果1、从键盘输入任意中缀表达式，如：4 -5 *6 DIV 4 + 8 MOD 2输出相应的后缀表达式：456*4DIV-82MOD+1、若键盘输入串为非中缀表达式时，如：4 !+*5 -6 DIV 4 + 8 MOD 2输出相应语法错误报告信息，并停止语法分析，如：line 1 : compiler error !五、提示1、将各功能模块设计为独立的源程序文件；2、建立一个全局头文件，将本设计所需要用到的系统头文件的打开、一些必要的宏定义和全局变量的声明信息放在该全局头文件中；3、将本设计所有文件加入一个工程文件。
六、分析与讨论1、如何修改错误处理模块，使得编译器在发现错误后能跳过出错语句，继续进行语法分析；2、试使用手工构造和自动生成相结合的方法来完成本课程设计；3、仔细研读附录C有关“PL/0语言词法分析器的手工构造和自动生成”的设计内容，并通过借鉴PL/0语言词法分析器的设计方法和具体实现技术，对本课程设计的综合设计进行优化。
题目二说明语句的词法分析器一、设计目的了解的基本构造原理，掌握词法分析程序的手工构造及自动构造方法。
二、设计内容根据PASCAL语言的说明语句形式，用手工及自动方法构造一个对说明语句进行词法分析的程序。
该程序能对从键盘输入或从文件读入的形如：“const count=10,sum=81.5,char1=’f’,string1=”hj”, max=169；”的常量说明串进行处理，分析常量说明串中各常量名、常量类型及常量值，并统计各种类型常量个数。
三、设计要求1、输入的常量说明串，要求最后以分号作结束标志；2、根据输入串或读入的文本文件中第一个单词是否为“const”判断输入串或文本文件是否为常量说明内容；3、识别输入串或打开的文本文件中的常量名。
常量名必须是标识符，定义为字母开头，后跟若干个字母，数字或下划线；4、根据各常量名紧跟等号“=”后面的内容判断常量的类型。
其中：字符型常量定义为放在单引号内的一个字符；字符串常量定义为放在双引号内所有内容；整型常量定义为带或不带+、- 号，不以0开头的若干数字的组合；实型常量定义为带或不带+、- 号，不以0开头的若干数字加上小数点再后跟若干数字的组合；5、统计并输出串或文件中包含的各种类型的常量个数；6、以二元组(类型,值)的形式输出各常量的类型和值；7、根据常量说明串置于高级语言源程序中时可能出现的错误情况，模仿高级语言编译器对不同错误情况做出相应处理。
四、运行结果1、输入如下正确的常量说明串：const count=10,sum=81.5,char1=‘f’,max=169,str1=“h*54 2..4S!AAsj”, char2=‘@’,str2=“aa!+h”；输出：count(integer,10)sum(float,81.5)char1(char, ‘f’)max(integer,169)str1(string,“h*54 2..4S!AAsj”)char2(char, ‘@’)str2(string,“aa!+h”)int_num=2; char_num=2; string_num=2; float_num=1.2、输入类似如下的保留字const错误的常量说明串：Aconstt count=10,sum=81.5,char1=‘f’;输出类似下面的错误提示信息：It is not a constant declaration statement!Please input a string again!3、输入类似如下含常量名或常量值错误的常量说明串：const count=10,12sum=81.5,char1=‘ff’,max=0016；输出类似下面的错误提示信息：count(integer,10)12sum(Wrong! It is not a identifier!)char1(Wrong! There are more than one char in ‘’.)max(Wrong! The integer can’t be started with ‘0’.)int_num=1; char_num=0; string_num=0; float_num=0.4、其他类型的错误处理情况（略）。
五、提示本课程设计重点有三个：一是作为常量名的标识符的识别；二是如何根据“=”后出现的内容来判断常量类型；三是对各种错误的处理。
难点是对整型和实型常量的判断必须综合考虑多种可能情况。
提示：1、用指针或数组与指针相结合来处理输入的常量说明串；2、对整型和实型常量处理时，重点考虑常数中‘0’的位置。
六、分析与讨论1、若考虑用E或e的科学计数法来表示整数和实数，应该如何实现？2、若考虑布尔型常量，且规定其值只能为true或false，应该如何实现？3、如何对手工构造的词法分析程序做进一步的优化，以提高代码质量和运行效率？题目三基于预测分析方法的表达式语法分析器一、设计目的了解预测分析器的基本构成及用自顶向下的预测法对表达式进行语法分析的方法，掌握预测语法分析程序的手工构造方法。
二、设计内容已知文法G[S]：S->ATA->BUT->+AT|$U->*BU|$B->(S)|m其中，$表示空串。
对该文法构造预测分析表，并手工构造预测分析程序，对输入串m+m*m#进行语法分析，并根据栈的变化状态输出分析过程。
三、设计要求：1、判断上述文法G[S]是否LL(1)文法，若不是，将其转变为LL(1)文法；2、对转变后的LL(1)文法建立预测分析表；3、根据清华大学出版、吕映之等编著的编译原理教材教材第五章Page 88的图5.11手工构造预测分析程序；4、用预测分析程序对键盘输入串m+m*m#进行语法分析，并根据栈的变化状态输出给定串的具体分析过程。
四、运行结果从键盘输入串：m+m*m#；输出：五、提示本课程设计重点有两个：一是如何用适当的数据结构实现预测分析表存储和使用；二是如何实现各规则右部串的逆序入栈处理。
建议：使用结构体数组。
六、分析与讨论1、若输入串不是指定文法的句子，会出现什么情况？2、总结预测语法分析程序的设计和实现的一般方法。
题目四基于算符优先分析方法的表达式语法分析器一、设计目的了解用算符优先法对表达进行语法分析的方法，编程实现算符优先表达式语法分析器。
二、设计内容对简单表达式文法构造算符优先分析器。
三、设计要求1、对下列简单表达式文法G[ E’]构造算符优先关系表。
E’→# E #E → E + T | TT → T * F | FF → P / F ｜PP → ( E )｜i2、根据算符优先关系表，使用栈结构来实现算符优先分析：设置两个栈：存放运算符的OPTR栈和存放操作数或运算结果的OPND栈。
具体算法描述如下：（1）首先置操作数OPND栈为空栈，将#入运算符OPTR栈。
（2）依次读入表达式中每个单词，若是操作数则进OPND栈，若是运算符则转（3）。
（3）当前设读入的运算符为θ2，查找算符优先关系表，比较θ2与OPTR栈顶元素θ1 ：若θ1<θ2,则θ2进OPTR栈，转（2）；若θ1＝θ2, 如θ2为#，则分析成功，否则OPTR栈顶元素θ1出栈，并转（2）；若θ1＞θ2，则出栈OPND栈顶元素存放到b，又出栈其新栈顶元素存放到a，再出栈OPTR栈顶元素至t，进行运算r=a t b (t为运算符)，并将结果r存入栈OPND 后转（2）；（4）若θ1和θ2之间无优先关系，则报错。
1、从键盘输入表达式，利用算符优先法求出其值，如输入表达式有错，则给出报错提示。
表达式以“#”结尾。
四、运行结果1、从键盘输入表达式串：10+15*4#输出： 702、从键盘输入表达式串：10+*15+输出：The expression is error!五、提示1、构造算符优先关系表如下：2、参考严蔚敏等编著、清华大学出版社出版的C语言版《数据结构》P52-P54的表达式求值算法。
题目五递归下降分析法一、设计目的掌握递归下降分析法的基本原理，掌握预测符集的求法，掌握递归下降分析程序的构造方法。
二、设计内容假设文法中有如下的产生式A→β1 | β2 | … | βn，则应按如下方法编写语法分析子程序procedure A()begin if token∈Predict(A→β1) then θ(β1) elseif token∈Predict(A→β2) then θ(β2) else……if token∈Predict(A→βn) then θ(βn) elseerror()end其中对βi =X1X2…X n，θ(βi) =θ’(X1); θ’(X2);…; θ’(X n);●如果X i∈V N，θ’(X i)= X i●如果X i∈V T，θ’(X i)= Match(X i)●如果X i= ε, θ’(λ) = skip(空语句)三、设计要求：理解递归下降语法分析方法的主要原理，理解递归下降分析法对文法的要求，熟练掌握Predict集合的求法，熟练掌握文法变换算法（消除左递归和消除公共前缀）。
