2025年编译试题及答案

2025年编译试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1.编译程序是对（）。A.汇编程序的翻译B.高级语言程序的解释执行C.机器语言的执行D.高级语言的翻译答案：D解析：编译程序的主要功能是将高级语言编写的源程序翻译成目标机器能够执行的机器语言程序，所以选D。汇编程序是将汇编语言翻译成机器语言，A错误；解释程序是对高级语言程序进行解释执行，B错误；编译程序不是直接执行机器语言，C错误。2.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.单词自身值答案：C解析：词法分析器的任务是从源程序中识别出一个个单词，输出的结果通常是单词的种别编码和自身值，这样能为后续的语法分析等阶段提供更详细的信息，所以选C。3.文法G：S→aS|b，该文法是（）。A.右线性文法B.左线性文法C.上下文无关文法D.都不是答案：A解析：右线性文法的产生式形式为A→αB或A→α，其中A、B是非终结符，α是终结符串。在文法G中，产生式S→aS|b符合右线性文法的形式，所以选A。左线性文法产生式形式为A→Bα或A→α，B错误；虽然该文法也是上下文无关文法，但A选项更具体准确，C错误。4.算符优先分析法每次归约的是（）。A.最左直接短语B.最右直接短语C.最左素短语D.最右素短语答案：C解析：算符优先分析法是一种自底向上的语法分析方法，它每次归约的是最左素短语。素短语是一个至少含有一个终结符且除它自身外不再含其他素短语的短语，算符优先分析按最左素短语进行归约，所以选C。5.一个句型中的最左直接短语称为该句型的（）。A.句柄B.素短语C.直接短语D.短语答案：A解析：句柄的定义就是一个句型中的最左直接短语，所以选A。素短语是至少含有一个终结符且除它自身外不再含其他素短语的短语，B错误；直接短语是根据产生式能直接推导出来的短语，C错误；短语是由文法的开始符号经过若干步推导得到的符号串，D错误。6.编译程序中语法分析器接收以（）为单位的输入。A.单词B.表达式C.产生式D.语句答案：A解析：语法分析器的输入是词法分析器输出的单词序列，它以单词为单位进行语法分析，判断源程序的语法结构是否正确，所以选A。7.中间代码生成时所依据的是（）。A.语法规则B.词法规则C.语义规则D.等价变换规则答案：C解析：中间代码生成是在语法分析的基础上，根据源程序的语义规则将源程序转换为中间表示形式，所以选C。语法规则主要用于语法分析，A错误；词法规则用于词法分析，B错误；等价变换规则通常用于代码优化，D错误。8.代码优化的目的是（）。A.节省时间B.节省空间C.节省时间和空间D.把编译程序进行等价变换答案：C解析：代码优化的主要目的是对生成的目标代码进行改进，减少程序运行时所占用的时间和空间资源，提高程序的执行效率，所以选C。9.符号表的作用是（）。A.辅助语法分析B.辅助语义分析C.辅助代码生成D.以上都是答案：D解析：符号表在编译的各个阶段都有重要作用。在语法分析阶段，可辅助判断标识符的使用是否符合语法规则；在语义分析阶段，用于存储和查找标识符的属性信息；在代码生成阶段，为变量分配存储单元等，所以选D。10.编译程序生成的目标程序（）。A.一定是可执行程序B.不一定是可执行程序C.是汇编语言程序D.是高级语言程序答案：B解析：编译程序生成的目标程序可能是汇编语言程序或机器语言程序，但不一定是可执行程序，还可能需要经过链接等后续处理才能成为可执行程序，所以选B。二、填空题（每题2分，共20分）1.编译程序的工作过程一般划分为词法分析、语法分析、语义分析、______和目标代码生成五个阶段。答案：中间代码生成解析：编译程序的典型工作流程包括词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成和目标代码生成这五个主要阶段，中间代码生成是将源程序转换为一种中间表示形式，便于后续的代码优化和目标代码生成。2.文法G所描述的语言是该文法的______的集合。答案：所有句子解析：文法是用来描述语言的规则，由文法的开始符号经过一系列推导所能得到的所有终结符串（即句子）的集合就是该文法所描述的语言。3.若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______的。答案：二义性解析：二义性文法的定义就是存在某个句子可以对应两棵或更多不同的语法树，也就是说该句子有多种不同的语法分析方式，这会给编译程序的语法分析带来困难。4.算符优先分析中，算符优先关系a>b表示______。答案：在算符优先关系中，a的优先级高于b解析：算符优先分析中，通过定义算符之间的优先关系来进行语法分析。a>b表示在进行归约时，当a和b相邻出现，且a在b的左边时，a的优先级高于b，应该先对包含a的部分进行归约。5.语法制导翻译是一种将______和语义处理相结合的编译方法。答案：语法分析解析：语法制导翻译的基本思想是在语法分析的过程中，根据语法规则的语义动作进行语义处理，将语法分析和语义处理紧密结合起来，从而完成源程序的翻译。6.中间代码的形式有逆波兰式、______和四元式等。答案：三元式解析：常见的中间代码形式有逆波兰式（后缀式）、三元式和四元式等。逆波兰式便于计算机进行表达式的计算，三元式和四元式则更适合用于编译器的内部表示和代码优化。7.局部优化是在______范围内进行的优化。答案：基本块解析：基本块是指程序中顺序执行的语句序列，其中只有一个入口和一个出口。局部优化就是在基本块内对代码进行优化，例如删除冗余计算、合并常量等，以提高代码的执行效率。8.符号表中的信息通常包括标识符的______和属性信息。答案：名字解析：符号表用于存储源程序中标识符的相关信息，主要包括标识符的名字和其对应的属性信息，如类型、作用域、存储地址等。9.编译程序生成的目标程序可以是汇编语言程序、______或可执行程序。答案：机器语言程序解析：编译程序最终生成的目标程序可以有不同的形式，常见的有汇编语言程序，经过汇编器处理后可转换为机器语言程序，也可以直接生成机器语言程序，经过链接等处理后成为可执行程序。10.词法分析的任务是从源程序中识别出一个个______。答案：单词解析：词法分析是编译的第一个阶段，其主要任务是对源程序的字符流进行扫描，识别出一个个具有独立意义的单词，如标识符、关键字、运算符等。三、简答题（每题10分，共30分）1.简述编译程序和解释程序的区别。答案：编译程序和解释程序都是将高级语言程序转换为机器能够理解和执行的形式，但它们有以下区别：工作方式：编译程序是将整个源程序一次性地翻译成目标程序，然后再执行目标程序。例如，用C语言编写的程序，使用编译器将其编译成可执行文件后，可独立运行。解释程序则是对源程序逐行解释执行，即每读入一行源程序，就立即对其进行解释并执行，不生成独立的目标程序。如Python解释器，逐行解释执行Python代码。执行效率：编译程序生成的目标程序在执行时效率较高，因为编译过程中可以进行各种优化，而且执行时无需再进行翻译工作。解释程序由于是边解释边执行，每次执行都需要进行解释操作，所以执行效率相对较低。可移植性：编译程序生成的目标程序通常与特定的机器和操作系统相关，可移植性较差，不同的平台可能需要重新编译。解释程序只要在不同的平台上安装相应的解释器，就可以运行源程序，具有较好的可移植性。调试方便性：编译程序在编译时如果发现错误，会一次性报告所有错误，但由于是对整个程序进行编译，定位错误相对较难。解释程序逐行解释执行，遇到错误时可以立即停止并报告错误，便于调试和定位问题。2.什么是LL(1)文法？如何判断一个文法是否为LL(1)文法？答案：LL(1)文法是一种自顶向下的语法分析文法。其中第一个“L”表示从左到右扫描输入串，第二个“L”表示最左推导，“1”表示在分析过程中只需要向前查看一个输入符号。判断一个文法是否为LL(1)文法，需要进行以下步骤：计算FIRST集：对于文法的每个产生式右部符号串，计算其FIRST集。FIRST(α)是由符号串α所能推导出的所有可能的开头终结符的集合。例如，对于产生式A→α，计算FIRST(α)。计算FOLLOW集：对于每个非终结符，计算其FOLLOW集。FOLLOW(A)是在所有句型中紧跟在非终结符A后面的终结符的集合。计算SELECT集：对于每个产生式A→α，计算其SELECT集。SELECT(A→α)=FIRST(α)，如果ε不属于FIRST(α)；SELECT(A→α)=(FIRST(α){ε})∪FOLLOW(A)，如果ε属于FIRST(α)。判断条件：对于文法中每个非终结符的任意两个不同产生式A→α和A→β，要求SELECT(A→α)∩SELECT(A→β)=∅。如果对于文法中所有非终结符的产生式都满足这个条件，则该文法是LL(1)文法；否则，不是LL(1)文法。3.简述代码优化的主要类型和作用。答案：代码优化是对生成的目标代码进行改进，以提高程序的执行效率和降低资源消耗。主要类型和作用如下：局部优化：类型：在基本块内进行的优化，如删除冗余计算、合并常量、删除无用赋值等。例如，在基本块内如果有多次计算相同的表达式，可只计算一次并保存结果。作用：减少基本块内的计算量，提高基本块的执行效率。循环优化：类型：针对循环结构进行的优化，包括代码外提、强度削弱、删除归纳变量等。代码外提是将循环中不变的计算移到循环外；强度削弱是将高代价的运算替换为低代价的运算。作用：减少循环体的执行时间，提高循环的执行效率，因为循环通常会被多次执行，优化循环能带来显著的性能提升。全局优化：类型：在整个程序范围内进行的优化，如公共子表达式删除、复写传播、死代码删除等。公共子表达式删除是删除程序中重复计算的相同表达式；复写传播是用赋值语句右边的变量替换左边的变量。作用：从全局角度对程序进行优化，消除不必要的计算和存储，提高整个程序的执行效率。四、综合题（每题15分，共30分）1.已知文法G：S→aABA→bA|εB→cB|d(1)计算非终结符S、A、B的FIRST集和FOLLOW集。(2)该文法是否为LL(1)文法？请说明理由。答案：(1)计算FIRST集和FOLLOW集：FIRST集：FIRST(S)：由于S→aAB，所以FIRST(S)={a}。FIRST(A)：对于产生式A→bA|ε，FIRST(bA)={b}，因为A可以推导出ε，所以FIRST(A)={b,ε}。FIRST(B)：对于产生式B→cB|d，FIRST(cB)={c}，FIRST(d)={d}，所以FIRST(B)={c,d}。FOLLOW集：FOLLOW(S)：假设S是开始符号，FOLLOW(S)={$}（$表示输入串的结束符）。FOLLOW(A)：从S→aAB可知，FIRST(B)中的元素会在A后面，所以c、d属于FOLLOW(A)；又因为B不能推导出ε，所以FOLLOW(A)={c,d}。FOLLOW(B)：从S→aAB可知，FOLLOW(S)中的元素会在B后面，所以FOLLOW(B)={$}。(2)判断是否为LL(1)文法：对于非终结符A，有产生式A→bA和A→ε。SELECT(A→bA)=FIRST(bA)={b}。SELECT(A→ε)=(FIRST(ε){ε})∪FOLLOW(A)=FOLLOW(A)={c,d}。因为SELECT(A→bA)∩SELECT(A→ε)=∅。对于非终结符B，有产生式B→cB和B→d。SELECT(B→cB)=FIRST(cB)={c}。SELECT(B→d)=FIRST(d)={d}。因为SELECT(B→cB)∩SELECT(B→d)=∅。由于文法中每个非终结符的任意两个不同产生式的SELECT集交集为空，所以该文法是LL(1)文法。2.对表达式(a+b)cd进行逆波兰式转换，并给出转换过程。答案：逆波兰式（后缀式）是一种将运算符放在操作数之后的表达式表示方法。转换