《编译原理》作业题库含答案

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。

《编译原理》考试试题及答案（附录）一、判断题：1.一个上下文无关文法的开始符，可以是终结符或非终结符。

( X )2.一个句型的直接短语是唯一的。

( X )3.已经证明文法的二义性是可判定的。

（ X ）4.每个基本块可用一个DAG表示。

（√）5.每个过程的活动记录的体积在编译时可静态确定。

（√）6.2型文法一定是3型文法。

（ x ）7.一个句型一定句子。

( X )8.算符优先分析法每次都是对句柄进行归约。

(应是最左素短语) ( X )9.采用三元式实现三地址代码时，不利于对中间代码进行优化。

（√）10.编译过程中，语法分析器的任务是分析单词是怎样构成的。

( x )11.一个优先表一定存在相应的优先函数。

( x )12.目标代码生成时，应考虑如何充分利用计算机的寄存器的问题。

( )13.递归下降分析法是一种自下而上分析法。

( )14.并不是每个文法都能改写成LL(1)文法。

( )15.每个基本块只有一个入口和一个出口。

( )16.一个LL(1)文法一定是无二义的。

( )17.逆波兰法表示的表达试亦称前缀式。

( )18.目标代码生成时，应考虑如何充分利用计算机的寄存器的问题。

( )19.正规文法产生的语言都可以用上下文无关文法来描述。

( )20.一个优先表一定存在相应的优先函数。

( )21.3型文法一定是2型文法。

( )22.如果一个文法存在某个句子对应两棵不同的语法树，则文法是二义性的。

( )二、填空题：1.( 最右推导 )称为规范推导。

2.编译过程可分为（词法分析），（语法分析），（语义分析和中间代码生成），（代码优化）和（目标代码生成）五个阶段。

3.如果一个文法存在某个句子对应两棵不同的语法树，则称这个文法是（）。

4.从功能上说，程序语言的语句大体可分为（）语句和（）语句两大类。

5.语法分析器的输入是（），其输出是（）。

6.扫描器的任务是从（）中识别出一个个（）。

《编译原理》作业参考答案一、填空1．图二图一。

2．文法是无ε产生式，且任意两个终结符之间至多有一种优先关系的算符文法。

3．最右推导最右推导。

4．对于循环中的有些代码，如果它产生的结果在循环中是不变的，就把它提到循环外来。

把程序中执行时间较长的运算替换为执行时间较短的运算。

5．对于文法中的每个非终结符A的各个产生式的候选首符集两两不相交；对文法中的每个非终结符A，若它存在某个候选首符集包含ε，则FIRST（A）∩FOLLOW（A）= ø6．控制。

7．语义分析和中间代码产生8．自上而下自下而上自上而下9．自下而上表达式10．自下而上11．源程序单词符号12． DFA初态唯一，NFA初态不唯一；DFA弧标记为Σ上的元素，NFA弧标记为Σ*上的元素；DFA的函数为单射，NFA函数不是单射13．词法，词法分析器，子程序，语法14．ε，a，ab，ab15．终结符号，非终结符号，产生式16．L(G)={a n | n≥1}17．1型，2型，3型18．二义的19．快20．终态，输入字21．单词符号，终结符22．归约23．必须24．直接25．终结符，更快26．E→E+∙T， E→E∙+T， E→∙E+T， E→E+T∙27．归约—归约28．类型检查，一致性检查29．词法分析、词法30．语法分析程序、语法31。

终结符号、产生式、开始符号、非终结符32．2、2、333．不需要避开34．符合、不符合35．推导36．包括37．Ass38．一定没有、一定没有、至多只有一个39．SLR（1）40．移进——归约41．a.控制流检查、b.一致性检查、c.相关名字检查二、判断下面语法是否正确1 ×2 ×3 √4 ×5 √6 ×三、简答题1．词法分析的任务是对输入的源程序进行单词及其属性的识别，为下一步的语法分析进行铺垫；有两种方法可以实现词法分析器：一，手工编写词法分析程序。

二，由词法分析器自动生成程序生成。

编译原理作业与答案编译原理独⽴作业2010.5⼀、简答题1、构造⼀个⽂法使其⽣成的语⾔是不允许0打头的偶正整数集合。

2、⽂法][E G ：TT E T E E-+→，FF T F T T/*→，i E F )(→，构造句型i T T T*+-的语法树，并指出该句型的短语、直接短语、句柄、素短语和最左素短语。

3、某LL(1)⽂法的预测分析表如下，请在下述分析过程表中填⼊输⼊串（ a , a ）$ 的分析过程。

分析过程表：4、⽂法][S G ：RL S=→，R S →，R L *→，i L →，L R →，求增⼴⽂法中LR(1)项⽬集的初态项⽬集I 0。

5、⽂法][S G ：GG S S ;→，()G G t H →，)(S a H →，求出各⾮终结符的FISTVT 和LASTVT集合。

⼆、分析题：1、构造⾃动机，使得它能识别字母表{0,1}上以00结尾的符号串，将构造的⾃动机确定化，并写出相应的正规⽂法。

2、⽂法][S G ：RT eT S →εDR T →εdR R → bd a D →，写出每个⾮终结符的FIRST 集和FOLLOW 集，并判断该⽂法是否为LL(1)⽂法。

3、若有⽂法][S G ：AB S →εaBa A →εb A b B → (1)试证明该⽂法是SLR(1) ⽂法，并构造SLR(1)分析表。

（2）给出输⼊串aa # 的分析过程。

参考答案⼀、简答题1、构造⼀个⽂法使其⽣成的语⾔是不允许0打头的偶正整数集合。

8|6|4|2|ABC Z → 9|8|7|6|5|4|3|2|1→A ε|0|B AB B →|8|6|4|2|0→C2、⽂法][E G ：TT E T E E-+→，FF T F T T/*→，i E F )(→，构造句型i T T T *+-的语法树，并指出该句型的短语、直接短语、句柄、素短语和最左素短语。

短语：T ，T-T ，i ，T*i ，T-T+T*i直接短语：T ， i 句柄： T素短语（P72）：T-T,i 最左素短语：T-T3 某LL(1)⽂法的预测分析表如下，请在下述分析过程表中填⼊输⼊串（ a , a ）$ 的分析过程。

《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.bR(abRabR)R所有含有偶数个a的由a和b组成的字符串.2.cRa(a|c)Rb(a|b|c)R|cRb(b|c)Ra(a|b|c)R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， ，|，R，+，？）描述下列语言：1.不包含子串ab的所有字符串.bRaR2.不包含子串abb的所有字符串.bR(ab?)R3.不包含子序列abb的所有字符串.bRaRb?aR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.规律：构造语言L的补语言L’的DFA，可以先构造出接受L的DFA，再把这一DFA的接受状态改为非接受状态，非接受状态改为接受状态，就可以得到识别L’的DFA.说明：在上述两题中的D状态，无论输入什么符号，都不可能再到达接受状态，这样的状态称为“死状态”.在画DFA时，有时为了简明起见，“死状态”及其相应的弧（上图中的绿色部分）也可不画出.2.再证明：对任一正则表达式R，一定存在另一正则表达式R'，使得L(R')是L(R)的补集.证明：根据正则表达式与DFA的等价性，一定存在识别语言L(R)的DFA.设这一DFA为M，则将M的所有接受状态改为非接受状态，所有非接受状态改为接受状态，得到新的DFAM’.易知M’识别语言L(R)的补集.再由正则表达式与DFA的等价性知必存在正则表达式R’，使得L(R’)是L(R)的补集.三、设有一门小小语言仅含z、o、/（斜杠）3个符号，该语言中的一个注释由/o开始、以o/结束，并且注释1.请给出单个正则表达式，它仅与一个完整的注释匹配，除此之外不匹配任何其他串.书写正则表达式时，要求仅使用最基本的正则表达式算子（ ，|，R，+，？）.参考答案一：/o(oRz|/)Ro+/思路：基本思路是除了最后一个o/，在注释中不能出现o后面紧跟着/的情况；还有需要考虑的是最后一个o/之前也可以出现若干个o.参考答案二（梁晓聪、梁劲、梁伟斌等人提供）：/o/R(z/R|o)Ro/2.给出识别上述正则表达式所定义语言的确定有限自动机（DFA）.你可根据问题直接构造DFA，不必运用机械的算法从上一小题的正则表达式转换得到DFA.~\(≧▽≦)/~~\(≧▽≦)/~~\(≧▽≦)/~~\(≧▽≦)/~~\(≧▽≦)/~~\(≧▽≦)/~~\(≧▽≦)/~~\(≧▽≦)/~《编译原理》第三次作业参考答案一、考虑以下DFA的状态迁移表，其中0，1为输入符号，A~H代表状态：其中A为初始状态，D为接受状态，请画出与此DFA等价的最小DFA，并在新的DFA状态中标明它对应的原DFA状态的子集.说明：有些同学没有画出状态H，因为无法从初始状态到达状态H.从实用上讲，这是没有问题的.不过，如果根据算法的步骤执行，最后是应该有状态H的.二、考虑所有含有3个状态（设为p，q，r）的DFA.设只有r是接受状态.至于哪一个状态是初始状态与本问题无关.输入符号只有0和1.这样的DFA总共有729种不同的状态迁移函数，因为对于每一状态和每一输入符号，可能迁移到3个状态中的一个，所以总共有3^6=729种可能.在这729个DFA中，有多少个p和q是不可区分的（indistinguishable）？解释你的答案.解：考虑对于p和q，在输入符号为0时的情况，在这种情况下有5种可能使p和q无法区分：p和q在输入0时同时迁移到r（1种可能），或者p和q在输入0时，都迁移到p或q（4种可能）.类似地，在输入符号为1时，也有5种可能使p和q无法区分.如果再考虑r的迁移，r的任何迁移对问题没有影响.于是r在输入0和输入1时各有3种可能的迁移，总共有因此，总共有5R5R9=225个DFA，其中p和q是不可区分的.三、证明：所有仅含有字符a，且长度为素数的字符串组成的集合不是正则语言.证明：用反证法.假设含有素数个a的字符串组成的集合是正则语言，则必存在一个DFA接受这一语言，设此DFA为D.由于D 的状态数有限，而素数有无限多个，所以必存在两个不同的素数p和q（设p<q），使得从D的初始状态出发，经过p个a和q个a后到达同一状态s，且s为接受状态.由于DFA每一步的迁移都是确定的，所以从状态s 出发，经过(q-p)个a，只能到达状态s.考虑仅含有字母a，长度为p+p(q-p)的字符串T.T从初始状态出发，经过p个a到达状态s，再经过(q-p)个a 仍然到达s；同样，经过p(q-p)个a后仍然到达s.因此，从初始状态出发，经过p+p(q-p)个a后必然到达状态s.由于p+p(q-p)=p(q-p+1)是合数，而s为接受状态，因而得出矛盾.原命题得证.~\(≧▽≦)/~~\(≧▽≦)/~~\(≧▽≦)/~~\(≧▽≦)/~~\(≧▽≦)/~~\(≧▽≦)/~~\(≧▽≦)/~~\(≧▽≦)/~一、用上下文无关文法描述下列语言：1.定义在字母表∑={a,b}上，所有首字符和尾字符相同的非空字符串.S→aTa|bTb|a|bT→aT|bT|є说明：1.用T来产生定义在字母表∑={a,b}上的任意字符串；2.注意不要漏了单个a和单个b的情况.2.L={0i1j|i≤j≤2i且i≥0}.S→0S1|0S11|є3.定义在字母表∑={0,1}上，所有含有相同个数的0和1的字符串（包括空串）.S→0S1|1S0|SS|є思路：分两种情况考虑.1)如果首尾字母不同，那么这一字符串去掉首尾字母仍应该属于我们要定义的语言，因此有S→0S1|1S0；2)如果首尾字母相同，那么这一字符串必定可以分成两部分，每一部分都属于我们要定义的语言，因此有S→SS.二、考虑以下文法：S→aABeA→Abc|bB→d1.用最左推导（leftmostderivation）推导出句子abbcde.S==>aABe==>aAbcBe==>abbcBe==>abbcde2.用最右推导（rightmostderivation）推导出句子abbcde.S==>aABe==>aAde==>aAbcde==>abbcde3.画出句子abbcde对应的分析树（parsetree）.三、考虑以下文法：S→aSbS→aSS→1.这一文法产生什么语言（用自然语言描述）？所有n个a后紧接m个b，且n>=m的字符串.2.证明这一文法是二义的.对于输入串aab，有如下两棵不同的分析树3.写出一个新的文法，要求新文法无二义且和上述文法产生相同的语言.答案一：S→aSb|TT→aT|ε答案二：S→TS’T→aT|εS’→aS’b|ε~\(≧▽≦)/~~\(≧▽≦)/~~\(≧▽≦)/~~\(≧▽≦)/~~\(≧▽≦)/~~\(≧▽≦)/~~\(≧▽≦)/~一、考虑以下文法：S→aTUV|bVT→U|UUU→ε|bVV→ε|cV写出每个非终端符号的FIRST集和FOLLOW集.FIRST(S)={a,b}FIRST(T)={є,b}FIRST(U)={є,b}FIRST(V)={є,c}FOLLOW(S)={$}FOLLOW(T)={b,c,$}FOLLOW(U)={b,c,$}FOLLOW(V)={b,c,$}二、考虑以下文法：S→(L)|aL→L,S|S1.消除文法的左递归.S→(L)|aL→SL’L’→,SL’|ε2.构造文法的LL(1)分析表.FIRST(S)={‘(‘,‘a’}FIRST(L)={‘(‘,‘a’}FIRST(L’)={‘,’,ε}FOLLOW(S)={‘$’,‘,’,‘)’}FOLLOW(L)={‘)’}FOLLOW(L’)={‘)’}3.三、考虑以下文法：S→aSbS|bSaS|ε这一文法是否是LL(1)文法？给出理由.这一文法不是LL(1)文法，因为S有产生式S→ε，但FIRST(S)={a,b,ε}，FOLLOW(S)={a,b}，因而FIRST(S)∩FOLLOW(S)≠∅.根据LL(1)文法的定义知这一文法不是LL(1)文法.~\(≧▽≦)/~~\(≧▽≦)/~~\(≧▽≦)/~~\(≧▽≦)/~~\(≧▽≦)/~~\(≧▽≦)/~~\(≧▽≦)/~~\(≧▽≦)/~一、考虑以下文法：(0)E’→E(1)E→E+T(2)E→T(3)T→TF(4)T→F(5)F→FR(6)F→a(7)F→b1. 写出每个非终端符号的FIRST集和FOLLOW集.FIRST(E’)=FIRST(E)=FIRST(T)=FIRST(F)={a,b}FOLLOW(E’)={$}FOLLOW(E)={+,$}FOLLOW(T)={+,$,a,b}FOLLOW(F)={+,R,$,a,b}2. 构造识别这一文法所有活前缀（viableprefiRes）的LR(0) 自动机（参照课本4.6.2节图4.31）.~\(≧▽≦)/~~\(≧▽≦)/~~\(≧▽≦)/~~\(≧▽≦)/~~\(≧▽≦)/~~\(≧▽≦)/~~\(≧▽≦)/~~\(≧▽≦)/~《编译原理》第八次作业参考答案最终答案：34二、以下文法定义了二进制浮点数常量的语法规则：S→L.L|LL→LB|BB→0|1试给出一个S属性的语法制导定义，其作用是求出该二进制浮点数的十进制值，并存放在开始符号S相关联的一个综合属性value中。

编译原理试题及答案一、选择题1. 下列哪个不是编译器所需的基本处理步骤？A. 词法分析B. 语法分析C. 语义分析D. 目标代码优化答案：D2. 编译器的主要功能是将高级语言程序翻译成什么形式？A. 汇编语言B. 机器语言C. 中间代码D. 高级语言答案：B3. 下列哪个不属于编译器的后端阶段？A. 代码优化B. 目标代码生成C. 词法分析D. 目标程序优化答案：C二、填空题1. 编译器的输入是源程序，输出是目标程序。

2. 目标代码生成阶段的任务是将中间代码翻译成汇编语言或机器语言。

3. 语法分析阶段的输出是抽象语法树。

三、简答题1. 请简述编译器的工作原理。

编译器的工作原理主要包括词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成、代码优化和目标代码生成等阶段。

词法分析阶段将源程序分解成单词（也称为词法单元），语法分析阶段根据语法规则将词法单元组织成一个语法树，语义分析阶段对语法树进行语义检查，中间代码生成阶段将语法树转化为中间代码，代码优化阶段对中间代码进行优化，最后目标代码生成阶段将中间代码转化为机器语言或汇编语言。

2. 请说明词法分析的作用是什么，如何实现？词法分析的作用是将源程序中的字符序列转化为单词序列，也就是将一段代码切分成不同的词法单元。

实现词法分析可以通过有限状态自动机来处理输入字符序列，并根据一系列规则将字符序列划分为词法单元。

常用的方法有手写分析器和使用词法分析生成器等。

3. 简要介绍一下代码优化的目的和方法。

代码优化的目的是通过对程序的中间代码或目标代码进行调整，以达到提高程序性能、减小程序的空间占用或减小程序的执行时间等目的。

代码优化的方法主要包括局部优化和全局优化两种。

局部优化主要针对某个代码块进行优化，如常量折叠、公共子表达式消除等。

全局优化则考虑整个程序，对程序的整体结构进行优化，如循环优化、函数内联等。

总结：编译原理试题及答案主要涵盖了选择题、填空题和简答题三个部分。

其中选择题主要考察对编译器基本处理步骤和功能的理解。

编译原理考试题及答案一、选择题（每题5分，共20分）1. 编译器的主要功能是什么？A. 代码优化B. 代码翻译C. 代码调试D. 代码运行答案：B2. 下列哪个选项不属于编译器的前端部分？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，文法的产生式通常表示为：A. A -> αB. A -> βC. A -> γD. A -> δ答案：A4. 下列哪个算法用于构建语法分析树？A. LL(1)分析B. LR(1)分析C. SLR(1)分析D. LALR(1)分析答案：A二、填空题（每空5分，共20分）1. 编译器的前端通常包括词法分析、语法分析和________。

答案：语义分析2. 编译器的后端主要负责________和目标代码生成。

答案：代码优化3. 编译器中的词法分析器通常使用________算法来识别单词。

答案：有限自动机4. 语法分析中，________分析是一种自顶向下的分析方法。

答案：递归下降三、简答题（每题10分，共30分）1. 简述编译器的作用。

答案：编译器的主要作用是将高级语言编写的源代码转换成计算机能够理解的低级语言或机器代码，以便执行。

2. 解释一下什么是语法制导翻译。

答案：语法制导翻译是一种翻译技术，它利用源语言的语法信息来指导翻译过程，使得翻译过程能够更好地理解源代码的语义。

3. 什么是词法分析器？答案：词法分析器是编译器前端的一部分，它的任务是将源代码文本分解成一系列的标记（tokens），这些标记是源代码的最小有意义的单位。

四、计算题（每题10分，共30分）1. 给定一个简单的文法G(E)：E → E + T | TT → T * F | FF → (E) | id请计算文法的非终结符号E的FIRST集和FOLLOW集。

答案：E的FIRST集为{(, id}，FOLLOW集为{), +, $}。

2. 假设编译器在进行语法分析时，遇到一个语法错误的代码片段，请简述编译器如何处理这种情况。

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. 将高级语言代码翻译成机器语言代码B. 进行程序调试C. 进行代码优化D. 管理程序运行时的内存分配答案：A2. 词法分析器的主要任务是什么？A. 将源代码分解成多个语句B. 将源代码分解成多个词素C. 检查源代码的语法正确性D. 将词素转换为相应的语法单位答案：B3. 下列哪个是自顶向下的语法分析方法？A. LL(1)分析法B. LR(1)分析法C. LALR(1)分析法D. GLR分析法答案：A4. 语义分析的主要任务是什么？A. 检查程序的语法正确性B. 检查程序的类型正确性C. 将源代码转换为目标代码D. 进行程序的优化答案：B5. 代码生成阶段的主要任务是什么？A. 将语法树转换为目标代码B. 进行程序的优化C. 检查程序的类型正确性D. 将源代码分解成多个词素答案：A二、简答题1. 简述编译过程的主要阶段。

答案：编译过程主要分为四个阶段：词法分析、语法分析、语义分析和代码生成。

词法分析将源代码分解成词素，语法分析检查源代码的语法结构，语义分析检查源代码的语义正确性，代码生成将源代码转换为目标代码。

2. 什么是中间代码？它在编译过程中起到什么作用？答案：中间代码是一种介于源代码和目标代码之间的代码形式，它通常具有更接近于机器语言的特性，但仍然保持一定的抽象级别。

中间代码在编译过程中起到桥梁的作用，它使得代码优化和目标代码生成更加方便和高效。

三、论述题1. 论述编译器优化的几种常见方法。

答案：编译器优化主要包括以下几种方法：常量折叠、死代码消除、公共子表达式消除、循环优化、代码内联、寄存器分配等。

这些优化方法可以提高程序的执行效率，减少资源消耗，提高程序的运行速度。

结束语：本试题涵盖了编译原理的基本知识点，包括编译器的功能、编译过程的主要阶段、中间代码的作用以及编译器优化的方法。

希望考生能够通过本试题加深对编译原理的理解和掌握。