编译原理复习总结_东北大学

编译原理复习总结⼀、编译器概述1、名词解释1.1解释下列名词源语⾔：被翻译器翻译的语⾔，⽤于书写源程序的语⾔。

⽬标语⾔：被翻译器翻译之后得到的语⾔，⽤于书写⽬标程序的语⾔翻译器：能够完成从⼀种语⾔到另⼀种语⾔的变换的软件编译器：⼀种特殊的翻译器，要求⽬标语⾔⽐源语⾔低级解释器：解释器是不同于编译器的另⼀种语⾔处理器。

解释器不像编译器那样通过翻译来⽣成⽬标程序，⽽是直接执⾏源程序所指定的运算。

2、编译阶段1.2典型的编译器可以划分成⼏个主要的逻辑阶段？各阶段的主要功能是什么？典型的编译器可以划分成七个主要的逻辑阶段，分别是词法分析器、语法分析器、语义分析器、中间代码⽣成器、独⽴于机器的代码优化器、代码⽣成器、依赖于机器的代码优化器。

各阶段的主要功能：（1）词法分析器：词法分析阅读构成源程序的字符流，按编程语⾔的词法规则把它们组成词法记号流。

（2）语法分析器：按编程语⾔的语法规则检查词法分析输出的记号流是否符合这些规则，并依据这些规则所体现出的该语⾔的各种语⾔构造的层次性，⽤各记号的第⼀元建成⼀种树形的中间表⽰，这个中间表⽰⽤抽象语法的⽅式描绘了该记号流的语法情况。

（3）语义分析器：使⽤语法树和符号表中的信息，依据语⾔定义来检查源程序的语义⼀致性，以保证程序各部分能有意义地结合在⼀起。

它还收集类型信息，把它们保存在符号表或语法树中。

（4）中间代码⽣成器:为源程序产⽣更低级的显⽰中间表⽰，可以认为这种中间表⽰是⼀种抽象机的程序。

（5）独⽴于机器的代码优化器：试图改进中间代码，以便产⽣较好的⽬标代码。

通常，较好是指执⾏较快，但也可能是其他⽬标，如⽬标代码较短或⽬标代码执⾏时能耗较低。

（6）代码⽣成器：取源程序的⼀种中间表⽰作为输⼊并把它映射到⼀种⽬标语⾔。

如果⽬标语⾔是机器代码，则需要为源程序所⽤的变量选择寄存器或内存单元，然后把中间指令序列翻译为完成同样任务的机器指令序列。

（7）依赖于机器的代码优化器：试图改进⽬标机器代码，以便产⽣较好的⽬标机器代码。

编译原理复习重点含答案编译原理复习重点编译原理是计算机科学中的一门重要课程，它研究的是如何将高级语言程序转化为机器语言的过程。

在编译原理的学习中，我们需要掌握一些重要的概念和技术，以便能够理解和应用编译器的工作原理。

本文将重点介绍编译原理的几个重要主题，并提供相应的答案供参考。

一、词法分析词法分析是编译器的第一个阶段，它的任务是将输入的字符序列划分为一个个有意义的词素（token）。

词法分析器通常使用有限自动机（DFA）来实现，其工作原理是将输入字符序列逐个读入，并根据事先定义好的词法规则进行匹配和识别。

常见的词法单元包括关键字、标识符、常量、运算符等。

常见的词法规则包括：1. 关键字：例如if、while、for等。

2. 标识符：由字母、数字和下划线组成，且以字母或下划线开头。

3. 常量：包括整数常量、浮点数常量、字符常量和字符串常量等。

4. 运算符：例如加法运算符+、减法运算符-等。

5. 分隔符：例如逗号、分号等。

词法分析的结果是一个个词法单元，每个词法单元包含一个词素和对应的词法单元类型。

例如，对于输入程序"int a = 10;"，词法分析的结果可能是[("int", "关键字"), ("a", "标识符"), ("=", "运算符"), ("10", "整数常量"), (";", "分隔符")]。

二、语法分析语法分析是编译器的第二个阶段，它的任务是将词法分析器输出的词法单元序列转化为抽象语法树（AST）。

语法分析器通常使用上下文无关文法（CFG）来描述语言的语法结构，并使用递归下降、LL(1)分析、LR分析等算法进行分析。

常见的语法规则包括：1. 表达式：例如算术表达式、布尔表达式等。

编译原理复习总结⏹题型：填空、选择、简答题、综合题第一章编译器概述复习要点：1、编译程序的总框架，编译程序工作的大致过程。

2、理解一下概念：编译、解释、翻译、编译前端、后端、遍⏹计算机执行用高级语言编写的程序主要有两种途径：解释和编译⏹编译：专指由高级语言转换为低级语言⏹编译和解释的区别：是否产生目标程序⏹编译程序的五个阶段：词法分析、语法分析、语义分析和中间代码生成、优化、目标代码生成⏹此外还包括：表格处理和出错处理第二章词法分析复习要点：1、了解词法分析器的任务2、掌握状态转换图3、正规式：与正规集的转换，判断等价4、有限自动机：NFA确定化、DFA最简化、正规式到DFA的转换⏹词法分析器（扫描器）的任务：从源程序中识别出一个个具有独立含义的最小语法单位。

⏹扫描器的输出格式：二元式序列（单词种别，单词符号的属性值）⏹状态转换图：结点代表状态，用圆圈○表示。

状态之间用箭弧→连结，弧上的标记指明在射出弧的结点状态下可能出现的输入字符初始状态接受状态⏹正规式和有限自动机●正规式和正规集的转换●给出正规式，要求写出相应的NFA、DFA●给出正规集，要求写出相应的NFA、DFA1、正规式和正规集●三种运算：“∣”读为“或”，“∙”读为“连接”“*”读为“闭包”●转换●正规式等价：两个正规式所表示的正规集相同，则称两个正规式等价令Σ是一个有限字母表，则Σ上的正规式及其表示的集合递归定义如下:1. ε和∅都是Σ上正规式，它们表示的正规集为{ε}和∅2. 若a是Σ上的字符，则a是正规式，它表示的正规集为{a}3. 若r和s都是Σ上的正规式，他们表示的正规集记为L(r)和L(s)，则（a）r|s是正规式，表示集合L(r)∪L(s)，（b）rs是正规式，表示集合L(r)L(s)，（c）r*是正规式，表示集合(L(r))*，（d）(r)是正规式，表示的集合仍然是L(r)。

（加括弧改变优先级、结合性）⏹有限自动机1、确定的有限自动机M=(S，Σ，δ，S0，F)其中:1. S —有穷状态集2. Σ—输入字母表3. δ—映射函数(也称状态转换函数) S×Σ→S δ(s,a)=S‟ , S, S‟ ∈S, a∈Σ4. s0 —唯一的初始状态s0 ∈S5. F—终止状态集Z⊆S2、不确定的有限自动机M= (S, Σ,δ,S0, F) 其中:1. S —有限状态集（非终极符集合）；2. Σ—输入字母表（终极符集合）；3. δ—转换函数S ⨯ (⋃∑{ε}) →P(S)，即S ⨯∑*到S的幂集(2S)的一种映射；4. S0 —唯一的初始状态集合（非空）S0∈S5. F—终止状态集合F⊆SDFA是NFA的特例，对于每个NFA M存在一个DFA M”，使L(M)=L(M”)。

编译原理期末总结复习编译原理期末总结复习篇一：一、简答题1.什么是编译程序？答：编译程序是一种将高级语言程序(源程序)翻译成低级语言(目标程序)的程序。

将高级程序设计语言程序翻译成逻辑上等价的低级语言(汇编语言,机器语言)程序的翻译程序。

2.请写出文法的形式定义？答：一个文法G抽象地表示为四元组 G=（Vn,Vt,P,S）–其中Vn表示非终结符号– Vt表示终结符号，Vn∪Vt=Ｖ(字母表)，Vn∩Vt=φ– S是开始符号，–P是产生式，形如：α→β(α∈V+且至少含有一个非终结符号，β∈V*)3.语法分析阶段的功能是什么？答：在词法分析的基础上，根据语言的语法规则，将单词符号串分解成各类语法短语(例：程序、语句、表达式)。

确定整个输入串是否构成语法上正确的程序。

4.局部优化有哪些常用的技术？答：优化技术1—删除公共子表达式优化技术2—复写传播优化技术3—删除无用代码优化技术4—对程序进行代数恒等变换（降低运算强度）优化技术5—代码外提优化技术6—强度削弱优化技术7—删除归纳变量优化技术简介——对程序进行代数恒等变换（代数简化）优化技术简介——对程序进行代数恒等变换（合并已知量）5．编译过程分哪几个阶段？答：逻辑上分五个阶段：词法分析、语法分析、语义分析与中间代码生成、代码优化、目标代码生成。

每个阶段把源程序从一种表示变换成另一种表示。

6. 什么是文法？答：文法是描述语言的语法结构的形式规则。

是一种工具，它可用于严格定义句子的结构；用有穷的规则刻划无穷的集合；文法是被用来精确而无歧义地描述语言的句子的构成方式；文法描述语言的时候不考虑语言的含义。

7. 语义分析阶段的功能是什么？答：对语法分析所识别出的各类语法范畴分析其含义，进行初步的翻译(翻译成中间代码)；并对静态语义进行审查。

8.代码优化须遵循哪些原则？答：等价原则：不改变运行结果有效原则：优化后时间更短，占用空间更少合算原则：应用较低的代价取得较好的优化效果9.词法分析阶段的功能是什么？答：逐个读入源程序字符并按照构词规则切分成一系列单词任务：读入源程序，输出单词符号—滤掉空格，跳过注释、换行符—追踪换行标志，指出源程序出错的行列位置—宏展开，……10.什么是符号表？答：符号表在编译程序工作的过程中需要不断收集、记录和使用源程序中一些语法符号的类型和特征等相关信息。

编译原理知识点总结编译原理是计算机科学中的一个重要领域，它研究的是将高级程序语言转化为可执行目标代码的原理和方法。

在软件开发过程中，编译器起着至关重要的作用，因此了解编译原理的知识点对于理解和优化程序的性能至关重要。

1. 词法分析：词法分析是编译器的第一步，它将源代码划分为一个个的词法单元，如关键字、标识符、运算符等。

词法分析器通过正则表达式和有限自动机来实现，可以有效地将源代码转化为词法单元流。

2. 语法分析：语法分析是编译器的第二步，它通过语法规则将词法单元流转化为抽象语法树（AST）。

语法分析器使用上下文无关文法来描述语言的语法结构，并通过LL（1）分析、LR（1）分析等算法来构建抽象语法树。

3. 语义分析：语义分析是编译器的第三步，它对抽象语法树进行语义检查和类型推断。

语义分析器会检查变量的作用域、类型是否匹配等语义错误，并生成中间代码或目标代码。

4. 中间代码生成：中间代码生成是编译器的一项重要任务，它将抽象语法树转化为中间表示形式，如三地址码、四地址码等。

中间代码是一种抽象的低级语言，便于后续的优化和目标代码生成。

5. 代码优化：代码优化是编译器的关键环节，它通过对中间代码进行分析和优化，提高程序的执行效率和资源利用率。

常见的代码优化技术包括常量折叠、循环优化、函数内联等。

6. 目标代码生成：目标代码生成是编译器的最后一步，它将中间代码转化为目标机器代码。

目标代码生成器根据目标机器的特性和指令集，生成可执行的目标代码。

7. 符号表管理：符号表是编译器中用于管理变量、函数等符号信息的数据结构。

符号表包含了符号的名称、类型、作用域等信息，编译器在词法分析、语法分析和语义分析阶段使用符号表进行符号的查找和管理。

8. 错误处理：错误处理是编译器中一个重要的组成部分，它负责检测和报告源代码中的错误。

编译器需要能够准确地定位错误的位置，并给出有意义的错误信息，帮助程序员快速定位和修复错误。

编译原理涉及的知识点非常广泛，上述仅是其中的一部分。

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，X n，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，P20 A0 ={ε}3.重写规则，简称规则。

编译原理课程期末总结一、引言编译原理是计算机科学与技术专业必修的一门课程，主要讲授计算机程序语言的组织规则和程序的翻译方法。

本学期的编译原理课程，从基本概念开始，逐渐深入到词法分析、语法分析、语义分析和代码生成等内容。

通过学习编译原理，我对程序的编写和翻译有了更深入的理解，并且提高了编写高效程序的能力。

本文将对本学期编译原理课程的学习内容以及个人体会进行总结和归纳。

二、课程学习内容1. 基本概念在编译原理的第一节课中，老师给我们介绍了编译原理的基本概念。

编译器是将源语言程序翻译成目标语言程序的一种软件。

它包括词法分析、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。

我们学习了编译器的整体结构和各个阶段的作用。

2. 词法分析词法分析是编译器的第一阶段，它负责将源程序分割成一个个单词（Token）。

在本学期的编译原理课程中，我们学习了正则表达式、DFA（Deterministic Finite Automaton）和NFA（Nondeterministic Finite Automaton）的概念。

通过实践，我了解了如何用正则表达式描述词法单元的集合，并将正则表达式转化为NFA和DFA。

3. 语法分析语法分析是编译器的第二阶段，它负责将词法分析得到的单词序列解析成语法树。

在本学期的编译原理课程中，我们学习了上下文无关文法和语法分析算法。

我通过实现LL（1）语法分析器和LR（1）语法分析器，深入理解了语法分析的原理与方法。

4. 语义分析语义分析是编译器的第三阶段，它负责对语法树进行静态检查和语义处理。

在本学期的编译原理课程中，我们学习了符号表的管理和使用、类型检查和类型转换等内容。

通过实践，我掌握了如何设计和实现一个简单的语义分析器。

5. 中间代码生成中间代码生成是编译器的第四阶段，它负责将语法树转化为中间代码。

在本学期的编译原理课程中，我们学习了三地址码和四元式的表示方法，以及中间代码的生成和优化等内容。

1》编译程序的框架图与功能块：（1）画出编译程序的总体结构，并简述各部分的主要功能：七个部分（2）编译程序的结构分为几个阶段，各阶段的任务是什么？答编译程序总框架（1）词法分析器，又称扫描器，输入源程序，进行词法分析，输出单词符号。

（2）语法分析器，简称分析器，对单词符号串进行语法分析（根据语法规则进行推导或规约），识别出各类语法单位，最终判断输入串是否构成语法上正确的“程序”。

（3）语义分析与中间代码产生器，按照语义规则对语法分析器归约出（或推导出）的语法单位进行语义分析并把它们翻译成一定形式的中间代码。

（4）优化器，对中间代码进行优化处理。

（5）目标代码生成器，把中间代码翻译成目标程序。

（6）表格管理，登记源程序的各类信息，编译各阶段的进展状况。

（7）出错管理，把错误信息报告给用户。

编译程序的结构分为五个阶段：（1）词法分析.任务是：输入源程序，对构成源程序的字符串进行扫描和分解，识别出一个个的单词（亦称单词符号或简称符号），如基本字，标识符，常熟，算符和界符。

（2）。

语法分析，任务是：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（语法范畴）。

（3）语义分析与中间代码产生。

任务：对语法分析所识别出的各类语法范畴，分析其含义，并进行初步翻译（产生中间代码）。

（4）优化。

任务在于对前段产生的中间代码进行加工变换，以期在最后阶段能产生出更为高效（省时间和空间）的目标代码。

（5）目标代码生成。

任务是：把中间代码（或优化出理之后）变换成特定机械上的低级语言代码。

2》．重要概念：a. 编译程序：是指能够把源语言程序转换成逻辑上等价的目标语言程序的一个程序。

b. 单词符号：是语言的基本组成成分，是人们理解和编写程序的基本要素，是语言中具有独立意义的最基本结构，它一般包括：基本字、标识符、常数、运算符和界符等c. 中间代码：是一种含义明确，便于处理的记号系统，它通常独立于具体的硬件。

复习汇总一、第一章概述1.文法与自动机的等价1)0型文法—图灵机2)1型文法—线性有界非确定图灵机3)2型文法—非确定下推自动机4)3型文法—有限状态自动机2.编译技术的应用1)语法制导的结构化编辑器2)程序格式化工具3)软件测试工具4)程序理解工具5)高级语言的翻译工具6)等等3.从面向机器的语言到面向人类的语言（结合第二章第9小点理解）1)面向机器的语言：机器指令，汇编语言2)面向人类的语言：通用程序设计语言，数据查询语言，形式化描述语言（正规式,产生式）等等。

4.各语言的分类（结合第二章第9小点理解）1)过程式语言，面向对象语言：通用程序设计语言。

2)函数语言：面向特点领域的，递归特性。

例如LISP语言3)说明性，非算法式语言：LEX/YACC,SQL。

4)脚本式语言：Shell语言5.语言之间的转换（李静PPT41）1)高级语言之间的转换一般称为预处理或转换。

2)高级语言翻译成汇编语言或机器语言称之为编译。

3)把汇编语言翻译成机器语言称之为汇编。

4)将一个汇编语言程序汇编为可在另一台机器上运行的机器指令称之为交叉汇编。

5)把机器语言翻译成汇编语言称之为反汇编。

6)把汇编语言翻译成高级语言称之为反编译。

6.编译器和解释器1)编译器●源程序的翻译和翻译后的程序的运行是两个不同的阶段。

◆编译阶段：用户输入源程序，经过编译器的处理，生成目标程序。

◆目标程序的运行阶段：根据要求输入数据，得出结果。

2)解释器（凡是可以采用编译器的地方均可以采用解释器）●解释器把翻译和运行结合到一起，编译一段源程序，紧接着就执行它。

这种方式称为解释。

7.解释器的优点（对比与编译器）1)具有较好的动态特性。

2)具有较好的移植特性。

8.解释器的缺点（对比于编译器）1)相比于编译器需花费大量的时间。

2)占用更多的内存空间。

9.编译器的工作阶段（结合第二章6小点红色部分理解）1)源程序->词法分析器->语法分析器->语义分析器->中间代码生成器->代码优化器->目标代码生成器->目标代码2)工作过程中的每个阶段均采用了符号表管理器，出错处理器。

第一章引论什么叫编译程序翻译程序：把某一种语言程序转换成另一种语言程序编译程序：把高级语言程序转换成低级语言程序的翻译程序汇编程序：把汇编语言程序翻译成机器语言程序编译执行与解释执行编译执行：源程序编译成目标程序后执行。

解释执行：不产生目标代码边解释边执行。

编译程序阶段1. 词法分析2. 语法分析3. 语义分析与中间代码生成4. 优化5. 目标代码生成遍：对源程序或源程序的中间结果从头到尾扫描一次。

编译前端：由与源语言有关但与目标机无关。

词法分析、语法分析、语义分析与中间代码生成。

编译后端：与目标机有关。

优化、目标代码生成。

编译工具生成越来越多的人已使用高级语言作工具来编译程序。

第二章高级语言及其语法描述程序语言的定义程序语言由语法和语义两方面定义。

语法语法是一组规则，分为词法规则（规定了字母表中哪样的字符串是一个单词符号）和语法规则（规定了如何从单词符号形成更大的结构）。

语义定义一个程序的意义的一组规则。

程序语言的语法描述∑（Sigma）：有穷字母表。

符号：∑中的每个元素。

符号串：符号所构成的一个有穷序列。

ε（Epsilon）：空字，不包含任何符号的序列。

∑*（∑的闭包）：∑上的所有符号串的全体，包括ε。

连接积：UV={αβ|α∈ U＆β∈ V } U、V⊆ ∑*●UV不一定等于 VU●V n=VV…V（n个V的连接积）●V0 = {ε}●V*=V0 ∪ V1 ∪ V2 ∪ V3 ∪ …●V+（正则闭包）=VV*形式语言文法Ｇ是一个四元组（ＶＴ，ＶＮ，Ｓ，Ｐ）●ＶＴ：终结符号集（一般大写字母）●ＶＮ：非终结符号集（一般小写字母与各种符号）●Ｓ：开始符号●Ｐ：产生式集合（A→α）0型文法（短语文法）、1型文法（上下文有关文法）、2型文法（上下文无关文法）、3型文法（正规文法）描述能力 0型>1型>2型>3型上下文无关文法：产生式左侧为单一非终结符，右侧为终结符与非终结符的随意组合最左／右推导：任何一步α ⇒β都是对α中的最左／最右非终结符进行替换。