编译原理陈意云_课后答案2解析
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编译原理第二版课后习答案《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。
表格管理程序:负责建立、填写和查找等一系列表格工作。
编译原理陈意云版答案一. 引言编译原理是计算机科学中的一门重要课程,它研究的是将高级语言源代码转换为机器能够理解和执行的目标代码的方法和技术。
编译原理的学习对于理解计算机系统的运行原理和提高程序开发效率具有重要意义。
本文将以陈意云版的答案作为参考,向大家介绍编译原理的相关知识。
二. 词法分析词法分析是编译的第一个阶段,它将源代码分解成一个个单词(Token)。
在陈意云版中,常用的词法分析方法有正则表达式和有限自动机。
正则表达式可以方便地描述语言的词法规则,而有限自动机可以用于实现对输入的扫描和匹配。
词法分析器还可以将未识别的字符输入报告为错误。
三. 语法分析语法分析是编译的第二个阶段,它将词法分析器产生的Token序列转化为语法树。
在陈意云版中,常用的语法分析方法是上下文无关文法和递归下降分析。
上下文无关文法用于描述语言的语法规则,而递归下降分析是一种自顶向下的语法分析方法。
语法分析器还可以检查语法错误,并生成错误报告。
四. 语义分析语义分析是编译的第三个阶段,它对语法树进行语义检查和语义处理。
在陈意云版中,常用的语义分析方法有类型检查和符号表管理。
类型检查用于检查表达式和语句中的类型错误,而符号表管理用于管理变量和函数的定义和引用。
语义分析器还可以生成中间代码。
五. 中间代码生成中间代码生成是编译的第四个阶段,它将源代码转化为一种中间形式的代码。
在陈意云版中,常用的中间代码形式有三地址码和虚拟机代码。
中间代码是一种介于源代码和目标代码之间的形式,它可以方便地进行优化和生成目标代码。
六. 代码优化代码优化是编译的第五个阶段,它对中间代码进行优化,以提高程序的执行效率和减少代码的大小。
在陈意云版中,常用的代码优化技术有常量传播、公共子表达式消除和循环优化等。
代码优化器可以根据优化规则对中间代码进行优化,并生成优化后的中间代码。
七. 目标代码生成目标代码生成是编译的最后一个阶段,它将中间代码转化为目标代码。
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 M2.2 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将转换矩阵中的所有子集重新命名,形成表2-2所示的状态转换矩阵,即得到 M ′=({0,1,2},{a,b},f,0,{1,2}),其状态转换图如图2-3所示。
表2-2 状态转换矩阵将图2-3所示的DFA M ′最小化。
第2章习题解答1.文法G[S]为:S->Ac|aBA->abB->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|NDD->0|1|2|3|4|5|6|7|8|9G[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...bbbL(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。
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=86.令文法G6为N-〉D|NDD-〉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。
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(G6)={d n|n≧1,d∈{0,1,…,9}}(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|-NN->ABC|CC->1|3|5|7|9A->C|2|4|6|8B->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-TT->F|T*F|T/FF->(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。
编译原理陈意云版答案: 深入理解编译原理的关键概念和技术介绍编译原理是计算机科学中的重要领域之一,它研究的是将高级程序设计语言转换为计算机能够执行的机器语言的过程。
编译原理涉及到词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成、优化和代码生成等多个方面的知识和技术。
本文将从陈意云的角度出发,对编译原理的关键概念和技术进行深入的解析和讲述。
词法分析词法分析是编译过程的第一个阶段,它的目标是将源程序分解成一个个的记号(token)。
记号可以是关键字、标识符、常量、运算符等。
词法分析器通常采用有限自动机(DFA)来实现。
陈意云在词法分析中着重讲解了正则表达式和有限自动机的理论基础,并提供了一些实例来帮助读者更好地理解和掌握相关概念。
语法分析语法分析是编译过程的第二个阶段,它的目标是根据所给的语法规则,将词法分析产生的记号序列转换为语法树。
语法分析器通常采用上下文无关文法和分析算法来实现。
陈意云在语法分析中详细介绍了上下文无关文法和相关的推导、归约和语法树的构建等概念,并通过实例演示了文法定义和分析过程。
语义分析语义分析是编译过程的第三个阶段,它的目标是检查源程序的语义是否合法,并进行类型检查和作用域分析等。
陈意云在语义分析中提到了常见的语义错误类型和处理方法,并介绍了类型推导、符号表和作用域的概念和实现方式。
语义分析是编译过程中非常重要的阶段,它为后续的中间代码生成和代码优化提供了基础。
中间代码生成中间代码是在编译过程中产生的一种抽象的机器无关的代码表示形式。
中间代码生成是编译过程的第四个阶段,它的目标是将源程序转换为中间表示形式,以便后续的优化和代码生成。
陈意云在中间代码生成中详细介绍了常见的中间表示形式和符号表的设计与实现,并通过实例演示了如何将源程序转换为中间代码。
优化和代码生成优化和代码生成是编译过程的最后两个阶段,它们的目标是提高程序的执行效率和优化代码的质量。
陈意云在优化和代码生成中介绍了常见的优化技术和代码生成策略,并通过实例讲解了如何进行代码优化和生成。
(完整版)编译原理课后习题答案第一章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 | BS→1|2|3|4|5|6|7|8|9M→ε | D | MDD→0|SB→2|4|6|8E→0|B3. 设文法G为:N→ D|NDD→ 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?123N?ND?NDD?DDD?1DD?12D?123N?ND?N1?ND1?N01?D01?301N?ND?NDD?DDD?3DD?30D?301N?ND?N1?ND1?N31?ND31?N431?ND431?N5431?D5431?7 5431N?ND?NDD?NDDD?NDDDD?DDDDD?7DDDD?75DDD?754 DD?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?iiSesS?iS?iiSeS所以该文法是二义性文法。
《编译原理》习题参考答案(一)Bug report: zpli@Or find: 电一楼二楼全球计算实验室李兆鹏第二章2.3 叙述由下列正规式描述的语言a) 0(0|1)*0b) ((ε|0)1*)*c) (0|1)*0(0|1)(0|1)d) 0*10*10*10*e) (00|11)*((01|10)(00|11)*(01|10)(00|11)*)*Answer:a)以0开始和结尾,而且长度大于等于2的0、1串b)所有0,1串(含空串)c)倒数第三位是0的0、1串d) 仅含3个1的0、1串e) 偶数个0和偶数个1的0、1串(含空串)2.4 为下列语言写出正规定义:f) 由偶数个0和偶数个1构成的所有0和1的串g) 由偶数个0和奇数个1构成的所有0和1的串Answer:标准答案见《编译原理习题精选》P1-P2 1.1&1.2题2.7 用算法2.4为下列正规式构造非确定的有限自动机,给出它们处理输入串ababbab的转换序列。
c)((ε|a)b*)*d)(a|b)*abb(a|b)*Answer:c)NFA:输入串ababbab 的转换序列:0 1456789 145678 789 1456789 10Or 0 1456789 1456789 1236789 1456789 10d) NFA:输入串ababbab 的转换序列:0 1236 1456 789 10 11 12 13 16 11 14 15 16 172.8 用算法2.2把习题2.7的NFA 变换成DFA 。
给出它们处理输入串ababbab 的状态转换序列。
Answer: //针对2.7 (c)3个不同的状态集合:A = {0, 1, 2, 3, 4, 6, 7, 9, 10}B = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 9, 10}C = {1, 2, 3, 4, 6, 7, 8, 9, 10} NFA 的转换表:输入符号状态a bA B C B B C C BC子集构造法应用于2.7(c)得DFA:2.11 我们可以从正规式的最简DFA同构来证明两个正规式等价。