
编译原理是计算机学科的一门重要专业基础课。本书旨在介绍编译程序设计的基本原理、实现技术、方法和工具。本书充分考虑了教师便于教学,学生便于自学的问题,在介绍基本原理和实现技术中,注重循序渐进、深入浅出,每一章节都提供了编译程序实现的具体实例,每章末尾都给出了丰富的习题以辅助学生更好地掌握编译过程。 本书包含了编译程序设计的基础理论和具体实现技术,主要内容有:形式语言与自动机理论、词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成、中间代码优化和目标代码生成等编译过程。 本书设有支持网站:http://softab.jlu.edu.cn,欢迎读者访问。 本书可作为大专院校计算机专业的教材,也可作为计算机工程技术人员的参考书。
编译原理是计算机学科的一门重要专业基础课, 学习编译课程,不仅可以掌握编译程序本身的实现技术, 而且能够提高对程序设计语言的理解,提高开发大型软件的能力,提高元级程序的设计能力,提高抽象思维能力。 编译程序是计算机系统软件的重要组成部分,其基本原理和实现技术也适用于一般软件的设计和实现, 而且在软件工程、软件自动化、程序分析等领域有着广泛的应用。通常把编译程序视为高级语言到机器语言的转换程序, 而这种转换不是结构上的变换, 而是基于语言语义的等价变换, 因此编译程序设计的难度和复杂性是很高的。 同时,编译原理也是一门对实践性要求较高的课程。本书充分考虑了教师便于教学, 学生便于自学的问题,循序渐进地介绍了编译程序设计的基本原理、主要实现技术、基本设计方法和一些自动构造工具,深入浅出地介绍了完整的编译程序构造和实现过程,使学生能够掌握编译的整体结构。 本书共分10章。第1章介绍了与编译程序相关的基础知识。第2章作为编译程序的理论基础,简单介绍了形式语言、有限自动机理论和正则表达式等基础知识。第3章以正则表达式、有限自动机为工具,讨论了词法分析程序的设计与实现,并简要介绍了词法分析器生成器LEX的基本原理和使用方法。第4章介绍了自顶向下的语法分析方法的基本思想, 并讨论了递归下降语法分析方法和LL(1)语法分析方法的实现技术。第5章介绍了自底向上语法分析方法的基本思想,并详细讨论了LR(R)语法分析的基本原理和实现方法, 同时简单介绍了流行的语法分析器生成器YACC、Bison等工具。第6章专门介绍语义分析,包括标识符、类型、值的内部表示及其构造,符号表的构造及其管理。第7章介绍了中间代码生成,包括常用中间代码结构、表达式的中间代码、下标变量的中间代码以及语句的中间代码。第8章介绍了中间代码优化的基本方法,重点讨论了常量表达式优化、公共表达式优化和循环不变式优化。第9章介绍编译程序运行时的存储空间组织与存储分配技术,重点讨论了运行时的存储结构、存储分配、过程活动记录以及变量访问环境等。第10章介绍了目标代码生成的基本技术,重点讨论了中间代码到目标代码的翻译。 本书是根据作者多年的教学经验和科研经历编写而成的, 由刘磊教授确定内容的取舍和组织,并最后定稿。杨冬编写第1、2、10章;郭德贵编写第3—5
前言
第1章 编译引论
1.1 程序设计语言和编译程序
1.2 编译程序的结构,
1.2.1 编译程序的构成
1.2.2 遍
1.2.3 编译程序的前端和后端
1.3 编译程序和程序设计环境
1.4 编译程序的实现
习题
第2章 形式语言与自动机理论
基础
2.1 语言和文法
2.1.1 基本概念
2.1.2 文法分类
2.1.3 推导和归约
2.1.4 语法树与文法二义性
2.1.5 文法等价变换
2.2 有限自动机(FA)
2.2.1 确定有限自动机(DFA)
2.2.2 非确定有限自动机(NFA
2.2.3 DFA与NFA的等价
2.2.4 DFA的化简
2.3 正则表达式
习题
第3章 词法分析
3.1 词法分析介绍
3.1.1 词法分析程序的功能
3.1.2 词法分析程序的接口
3.2 词法分析程序的设计
3.2.1 单词分类
3.2.2 单词的内部表示
3.2.3 单词的形式描述
3.2.4 自动机的实现
3.3 词法分析程序的实现
3.3.1 实现词法分析程序应注意
的问题
3.3.2 标识符表和常量表
3.3.3 单词结构
3.3.4 实现算法
3.4 词法分析程序自动生成
3.4.1 LEX简介
3.4.2 LEX工作原理
3.4.3 LEX源文件结构
3.4.4 LEX系统中的正则式
3.4.5 LEX的使用方式
3.4.6 应用实例
习题
第4章 语法分析——自顶向下
分析方法
4.1 语法分析程序介绍
4.1.1 语法分析程序的功能
4.1.2 语法错误类别及错误处理
4.1.3 自顶向下语法分析的基本思想
4.1.4 三个重要的集合
4.1.5 自顶向下语法分析条件
4.2 递归下降法
4.2.1 递归下降法语法分析原理
4.2.2 递归下降法语法分析程序的
构造
4.3 LL(1)分析法
4.3.1 LL(1)分析法原理
4.3.2 LL(1)分析表的构造
4.3.3 LL(1)驱动程序构造
4.4 自顶向下分析程序的自动生成
习题
第5章 语法分析——自底向上分析
方法
5.1 自底向上语法分析方法介绍
5.2 简单优先分析
5.2.1 简单优先文法及其优先关系矩
阵的构造
5.2.2 简单优先分析算法
5.3 LR(k)分析法
5.3.1 LR(k)分析法的工作过程
5.3.2 LR(0)分析法
5.3.3 SLR(1)分析法
5.3.4 LR(1)分析法
5.3.S LALR(1)分析法
5.3.6 小结
5.4 自底向上分析程序的自动生成
习题
第6章 语义分析和符号表
6.1 语义分析概述
6.2 标识符的内部表示
6.3 类型的内部表示
6.4 值的内部表示
6.5 符号表的组织和管理
6.5.1 符号表的总体组织
6.5.2 符号表项的排列
6.5.3 符号表的建立与查找
6.6 嵌套式符号表和分程序结构的管理
6.6.1 简单C语言的符号表
6.6.2 Pascal语言的符号表
6.6.3 带有分程序结构的符号表
6.7 标号的语义分析
习题
第7章 中间代码生成
7.1 常用的中间代码结构
7.1.1 后缀式
7.1.2 抽象语法树和有向无环图
7.1.3 三地址中间代码
7.2 语法制导方法概论
7.3 类型检查和类型转换
7.4 中间代码生成中的几个问题
7.4.1 语义信息的获取和保存
· 7.4.2 语义栈Sem及其操作
7.4.3 常用的语义子程序
7.5 表达式的中间代码生成
7.6 下标变量的中间代码生成
7.6.1 下标变量的地址
7.6.2 下标变量的四元式结构
7.6.3 下标变量的中间代码生成
7.6.4 下标变量中间代码生成举例
7.7 赋值语句的中间代码
7.8 过程调用和函数调用的中间代码
7.9 控制语句的中间代码生成
7.9.1 goto语句和标号定位的中间
代码
7.9.2 条件语句的中间代码
7.9.3 while语句的中间代码
7.10 过程/函数声明的中间代码生成
习题
第8章 中间代码优化
8.1 优化方法概述
8。2 基本块划分
8,3 常量表达式局部优化
8.4 公共表达式局部优化
8,5 循环不变式外提
8.5.1 循环不变式外提概述
8.5.2 循环不变式外提原理
8.6 其它各类优化介绍
习题
第9章 运行时存储空间的组织与
管理
9.1 目标程序运行时的活动
9.1.1 过程的活动
9.1.2 名字的作用域和绑定
9.1.3 过程活动记录
9.1.4 抽象地址分配
9.1.5 参数传递
9.2 运行时存储器的划分
9.3 静态存储分配
9.4 简单的栈式存储分配
9.5 嵌套式语言的栈式存储分配
9.5.1 局部Display表方法
9.5.2 静态链方法
9.5.3 全局Display表方法
9.6 堆式动态存储分配
9.6.1 堆区的分配策略
9.6.2 堆区的回收策略
9.7 过程调用中几种特殊情况的处理
9.7.1 非正常出口语句
9.7.2 形式过程语句
9.7.3 过程的奇特型调用
习题
第重0章 目标代码生成
10.1 目标代码生成介绍
10.1.1 代码生成器的输入和输出
10.1.2 指令选择
10.2 虚拟机
10.3 寄存器的分配
10.3.1 单寄存器机器的寄存器分配
10.3.2 多寄存器机器的寄存器分配
10.4 四元式到目标代码的翻译
10.4.1 表达式四元式的翻译
10.4.2 赋值语句四元式的翻译
10.4.3 输入输出语句四元式的翻译
10.4.4 条件语句四元式的翻译
10.4.5 循环语句四元式的翻译
10.4.6 标号语句四元式和Soto语句四元式
的翻译
10.4.7 过程、函数说明语句四无式的
翻译
10.4.8 过程、函数调用语句四元式的
翻译
习题
参考文献