编译原理复习清华吕映芝

编译原理复习延时符Contents目录编译原理概述词法分析语法分析中间代码生成代码优化目标代码生成延时符01编译原理概述编译原理的定义与重要性编译原理是计算机科学中的一个重要分支，主要研究如何将高级语言编写的源代码转换成机器语言或低级语言，以供计算机执行。编译原理的重要性在于它能够提高程序的执行效率、增强程序的安全性和可靠性，并且能够实现跨平台运行。语法分析根据语法规则将单词或符号组合成语句或表达式。词法分析将源代码分解成一个个的单词或符号，便于后续处理。中间代码生成将源代码转换成中间代码，便于优化和生成目标代码。目标代码生成将中间代码转换成机器语言或低级语言，以供计算机执行。优化对中间代码进行优化，以提高程序的执行效率。编译原理的基本流程03JIT编译器（即时编译器）将源代码在运行时转换成目标代码，并直接执行。主要用于动态类型语言的执行。01解释器将源代码一行一行地解释执行，不生成目标代码。主要用于解释型语言的执行。02编译器将源代码转换成目标代码，并保存在磁盘上，程序运行时直接执行目标代码。主要用于编译型语言的执行。编译器的分类与作用延时符02词法分析词法分析是编译过程中的第一个阶段，其主要任务是将输入的源代码分解成一个个单独的词素或符号。定义识别源代码中的单词、标识符、操作符等，并将它们转换成一种中间表示形式，便于后续的语法分析。任务词法分析的定义与任务词法分析常用的算法有有限自动机、正则表达式等。其中，有限自动机是最常用的算法之一，它可以高效地识别和匹配字符串。词法分析器的实现可以采用工具如Lex或Flex，这些工具可以根据词法规则自动生成相应的代码。词法分析的算法与实现实现算法常见问题词法分析过程中可能会出现一些问题，如单词拼写错误、关键字使用不当等。解决方法针对这些问题，可以采用一些策略，如使用词法分析器的容错机制、增加词法分析器的语义检查等。同时，对于一些难以识别的单词或符号，可以增加词法规则或使用更复杂的算法进行处理。词法分析的常见问题与解决方法延时符03语法分析语法分析的定义与任务定义语法分析是编译过程中的一个重要阶段，其主要任务是将源代码分解成一系列的语法结构，以便后续的语义分析和代码生成。任务确定源代码的语法结构，识别出各种语法成分，如变量声明、表达式、语句等，并构建一棵语法树。从文法的起始符号出发，逐步推导出一个合法的句子。方法易于理解和实现，适合于简单的文法。优点对于复杂的文法，可能存在大量的候选句子，导致效率低下。缺点自顶向下的语法分析从输入的单词或符号开始，逐步归约到文法的起始符号。方法优点缺点能够有效地处理复杂的文法，减少候选句子的数量。实现较为复杂，需要维护一个归约栈。030201自底向上的语法分析移进/规约冲突当同时存在移进和规约操作时，会产生冲突。解决方法是使用预测分析法或优先级规则来消除冲突。归约/移进冲突当一个输入符号既可以被规约又可以被移进时，会产生冲突。解决方法是使用文法规则的优先级和结合性来解决冲突。括号不匹配在源代码中存在不匹配的括号时，会导致语法分析失败。解决方法是使用栈来检查括号的匹配情况。语法分析的常见问题与解决方法延时符04中间代码生成定义中间代码生成是编译过程的一个阶段，将源代码转换为中间代码，以便后续的优化和目标代码生成。任务将源代码转换为一种中间表示形式，该中间表示形式应独立于源语言，易于进行各种优化，并且应尽可能地接近目标代码。中间代码生成的定义与任务三地址代码的优化在生成三地址代码后，可以进行一系列优化，如删除无用代码、合并相同的三元式、消除公共子表达式等，以提高目标代码的执行效率。三地址代码定义三地址代码是一种中间代码形式，其表达形式为三元式或四元式。三元式的形式每个三元式包含一个操作符和两个操作数，表示一条指令。四元式的形式每个四元式包含一个操作符、一个目标操作数和两个源操作数，表示一条指令。三地址代码的生成与优化常见中间代码的形式与特点三元式（Triad）：三元式是一种简单的中间表示形式，由一个操作符和两个操作数组成。三元式易于生成和理解，但可能产生大量的重复代码。抽象语法树（AbstractSyntaxTree,AST）：AST是源代码的树形表示，反映了语法结构。AST易于进行语法分析和语义分析，但生成AST的过程较复杂。四元式（Quad）：四元式是一种更丰富的中间表示形式，包括一个操作符、一个目标操作数和两个源操作数。四元式可以更精确地表示源程序的结构，减少冗余和不必要的计算。延时符05代码优化代码优化是指在编译器中，通过一系列的转换和优化技术，对源代码进行修改和改进，以提高生成的目标代码的执行效率。定义代码优化的主要任务包括减少程序运行时间、节省存储空间、提高程序可读性和可维护性等。任务代码优化的定义与任务通过改变循环结构、循环展开、循环合并等技术，减少循环次数，提高循环执行效率。循环优化死代码消除公共子表达式消除函数内联删除程序中永远不会执行的代码，减少目标代码的大小。通过识别和消除重复计算的公共子表达式，减少计算次数。将小的函数体直接嵌入到调用点，避免函数调用的开销。常见的代码优化技术代码优化中的问题与解决方法优化可能导致测试覆盖率降低。解决方法：在优化过程中需要保持测试的覆盖率，确保测试的有效性和完整性。问题3过度优化导致程序复杂度增加，降低可读性和可维护性。解决方法：在优化时需要权衡程序的效率和可读性，避免过度优化。问题1优化可能导致程序行为改变。解决方法：在进行优化时需要保证程序的功能和行为不变，避免引入错误。问题2延时符06目标代码生成VS目标代码生成是编译器的一个关键阶段，它将源代码转换成机器代码或另一种中间表示形式，以便在计算机上执行。任务目标代码生成的主要任务包括语义分析、中间代码生成、优化和代码生成。定义目标代码生成的定义与任务目标代码的生成通常包括语义分析、中间代码生成、优化和代码生成四个阶段。在语义分析阶段，编译器会检查源代码的语法和语义错误；在中间代码生成阶段，编译器将源代码转换为中间表示形式；在优化阶段，编译器会进行各种优化操作，以提高目标代码的执行效率；在代码生成阶段，编译器将中间表示形式转换为目标代码。过程技术目标代码的生成过程与技术优化类型优化方法优化效果目标代码的