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编译原理-中间代码优化

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编译原理,中间代码优化与目标代码生成

编译原理,中间代码优化与目标代码生成

删除公共 子表达式
t11=t2 x=a[t11] t12=t11 t13=t1 t14=a[t13] a[12]=t14 t14=t13 a[15]=x
在B1中t1=4*n;
目标代码生成
• 目标代码生成是编译最后一个阶段，它把 中间代码转换成汇编指令或可重定位的目 标代码。
• 对于语句 • x = y + z – m * 10; • 可以产生IBM PC汇编 指令
B6 t11=4*I x=a[t11] t12=4*I t13=4*n t14=a[t13] a[12]=t14 t14=4*n a[15]=x
t6=4*i x=a[t6] t7=4*i t8=4*j t9=a[t8] a[t7]=t9 t10=4*j a[t10]=x goto b2
B5
删除公共 子表达式
对中间代码进行变换加工以便在最后产生高效的目标代码
中间代码优化
• 对中间代码进行变换加工，以便在最后产 生高效的目标代码。
例：快速排序程序
Void quicksort(a,m,n); Int m,n,a[]; { int I,j; int v,x; if(n<=m) return; I=m-1;j=n;v=a[n] While(1){ Do {I=I+1;}while (a[I]<v); Do{j=j-1;}while(a[j]>v); If(I>=j)break; X=a[I];a[I]=a[j];a[j]=x; } X=a[I];a[I]=a[n];a[n]=x; Quicksort(m,j);quicksort(I+1,n); }
i=i+1 t2=4*i t3=a[t2] If t3<v goto B2 j=j-1 t4=4*j t5=a[t4] If t5<v goto B3 If I>=j goto b6

编译原理答案(前三章)

编译原理答案(前三章)

编译原理答案(前三章)第 1 章引论第 1 题解释下列术语：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。

表格的作用是记录源程序的各类信息和编译各阶段的进展情况，编译的每个阶段所需信息多数都从表格中读取，产生的中间结果都记录在相应的表格中。

编译原理中间代码生成

编译原理中间代码生成

编译原理中间代码生成在编译原理中，中间代码生成是编译器的重要阶段之一、在这个阶段，编译器将源代码转换成一种中间表示形式，这种中间表示形式通常比源代码抽象得多，同时又比目标代码具体得多。

中间代码既能够方便地进行优化，又能够方便地转换成目标代码。

为什么需要中间代码呢？其一，中间代码可以方便地进行编译器优化。

编译器优化是编译器的一个核心功能，它能够对中间代码进行优化，以产生更高效的目标代码。

在中间代码生成阶段，编译器可以根据源代码特性进行一些优化，例如常量折叠、公共子表达式消除、循环不变式移动等。

其二，中间代码可以方便地进行目标代码生成。

中间代码通常比较高级，比目标代码更具有表达力。

通过中间代码，编译器可以将源代码转换成与目标机器无关的形式，然后再根据目标机器的特性进行进一步的优化和转换，最终生成目标代码。

中间代码生成的过程通常可以分为以下几步：1.词法分析和语法分析：首先需要将源代码转换成抽象语法树。

这个过程涉及到词法分析和语法分析两个步骤。

词法分析将源代码划分成一个个的词法单元，例如标识符、关键字、运算符等等。

语法分析将词法单元组成树状结构，形成抽象语法树。

2.语义分析：在语义分析阶段，编译器会对抽象语法树进行静态语义检查，以确保源代码符合语言的语义规定。

同时，还会进行类型检查和类型推导等操作。

3.中间代码生成：在中间代码生成阶段，编译器会将抽象语法树转换成一种中间表示形式，例如三地址码、四元式、特定的中间代码形式等。

这种中间表示形式通常比较高级，能够方便进行编译器的优化和转换。

4.中间代码优化：中间代码生成的结果通常不是最优的，因为生成中间代码时考虑的主要是功能的正确性，并没有考虑性能的问题。

在中间代码生成之后，编译器会对中间代码进行各种优化，以产生更高效的代码。

例如常量折叠、循环优化、死代码删除等等。

5.中间代码转换：在完成了中间代码的优化之后，编译器还可以对中间代码进行进一步的转换。

这个转换的目的是将中间代码转换成更具体、更低级的形式，例如目标机器的汇编代码。

编译原理课后第十一章答案

编译原理课后第十一章答案

对假设（2） B:=3 D:=A+C E:=A*C F:=D+E K:=B*5 L:=K+F
计算机咨询网（）陪着您
10
《编译原理》课后习题答案第十一章
第7题 分别对图 11.25 和 11.26 的流图： (1) 求出流图中各结点 n 的必经结点集 D(n)。 (2) 求出流图中的回边。 (3) 求出流图中的循环。
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13)
i:=m-1 j:=n t1:=4*n v:=a[t1] i:=i+1 t2:=4*i t3:=a[t2] if t3< v goto (5) j:=j-1 t5:=4*j t5:=a[t4] if t5> v goto (9) if i >=编译原理》课后习题答案第十一章
第 5 题： 如下程序流图(图 11.24)中，B3 中的 i∶=2 是循环不变量，可以将其提到前置结点吗? 你还能举出一些例子说明循环不变量外移的条件吗?
图 11.24 答案： 不能。因为 B3 不是循环出口 B4 的必经结点。 循环不变量外移的条件外有： （a）(I)s 所在的结点是 L 的所有出口结点的必经结点 (II)A 在 L 中其他地方未再定值 (III)L 中所有 A 的引用点只有 s 中 A 的定值才能到达 （b）A 在离开 L 之后不再是活跃的，并且条件(a)的(II)和(III)成立。所谓 A 在离开 L 后不再是活跃的是指，A 在 L 的任何出口结点的后继结点的入口处不是活跃的（从此点后 不被引用） （3）按步骤（1）所找出的不变运算的顺序，依次把符合（2）的条件(a)或(b)的 不变运算 s 外提到 L 的前置结点中。如果 s 的运算对象（B 或 C）是在 L 中定值的，则只有 当这些定值四元式都已外提到前置结点中时，才可把 s 也外提到前置结点。

杭电编译原理名词解释

杭电编译原理名词解释

名词解析1.编译器: 一个编译程序就是一个语言翻译程序，它把一种语言（称作源语言）书写的程序翻译成另一种语言（称作目标语言）书写的等价的程序。

2.词法分析：从左至右读源程序，识别单词符号3.语法分析：在词法分析的基础上将单词序列组合成各类语法短语4.语义分析：语义检查，收集语义信息,进行类型审查5.代码优化：对中间代码进行优化（提高时间与空间效率6.遍：对源程序或源程序中间表示的一次扫描，每一遍读入一个文件，执行一个或几个阶段的编译操作，并输出源程序的一个中间表示7.上下文无关文法:所定义的的语法单位是完全独立于这种语法单位可能出现的上下文环境的8.推导与归约：推导是用产生式的右部代替左部，归约是用产生式的左部代替右部，归约是推导的逆过程9.最左/右推导：对句型最左/右非终结符进行展开10.最左/右规约：最右/左推导的逆过程，即对最左/右边的可归约串进行归约11.句型：从文法的开始符号出发进行零步或多于零步的推导得到的文法符号串12.句子：只包含终结符号的句型称为句子13.句柄：最左直接短语14.句子、文法、语言的二义性：如果一个文法的句子有两棵或两棵以上的分析树，称此句子是二义的如果一个文法有一个句子是二义的，此文法称为二义文法如果一个语言的所有文法都是二义的，称此语言是二义的15.正规表达式：一个表示字符串格式的模式，可以用来描述单词符号的结构16.有限自动机：是具有离散输入与离散输出的一种数学模型，输入字符串，输出是、否17.不确定的有限自动机：由状态集合，输入符号集合，转换函数，开始状态，接受状态集合组成18.确定的有限自动机：没有ε边转移且一个状态面临一个输入符号时最多只转移到一个状态的NFA19.自顶向下分析：从根到叶子来建立句子的分析树或，给出句子的一个从开始符号出发的推导序列20.自底向上分析：从叶子到根来建立句子的分析树或，给出一个从句子出发到开始符号的归约序列21.综合属性：属性值是分析树中该结点的子结点的属性值的函数22.继承属性：属性值是分析树中该结点的父结点和/或兄弟结点的属性值的函数23.S -属性定义：只含有综合属性的语法制导定义24.L -属性定义：是一种语法制导定义L-属性定义包含S-属性定义25.代码优化：对中间代码进行优化（提高时间与空间效率）26.基本块:·一个连续的三地址（中间）代码序列·只有一个入口语句，一个出口语句·执行时从入口语句进入，从出口语句退出27.活动记录：是一段连续的存储区，用以存放过程的一次执行所需要的信息，如局部数据。

编译原理-第十章--代码优化

编译原理-第十章--代码优化

第十章代码优化某些编译程序在中间代码或目标代码生成之后要对生成的代码进行优化。

所谓优化，实质上是对代码进行等价变换，使得变换后的代码运行结果与变换前代码运行结果相同，而运行速度加大或占用存储空间少，或两者都有。

优化可在编译的不同阶段进行，对同一阶段，涉及的程序范围也不同，在同一范围内，可进行多种优化。

一般，优化工作阶段可在中间代码生成之后和（或）目标代码生成之后进行。

中间代码的优化是对中间代码进行等价变换。

目标代码的优化是在目标代码生成之后进行的，因为生成的目标代码对应于具体的计算机，因此，这一类优化在很大程度上依赖于具体的机器，我们不做详细讨论。

另外依据优化所涉及的程序范围，又可分为局部优化、循环优化和全局优化三个不同的级别。

局部优化指的是在只有一个入口、一个出口的基本程序块上进行的优化。

循环优化对循环中的代码进行的优化。

全局优化是在整个程序范围内进行的优化。

本章重点：局部优化基本块的DAG表示第一节优化技术简介为了说明问题，我们来看下面这个例子，源程序是：P :=0For I :=1 to 20 doP :=P+A[I]*B[I];经过编译得到的中间代码如图10-1-1所示，这个程序段由B1和B2两个部分组成，B2是一个循环，假定机器按字节编址。

那么，对于这个中间代码段，可进行如下这些优化。

1、删除多余运算（删除公共子表达式）优化的目的在于使目标代码执行速度较快。

图10-1-1中间代码（3）和（6）中都有4＊I的运算，而从（3）到（6）没有对I赋值，显然，两次计算机的值是相等的。

所以，（6）的运算是多余的。

我们可以把（6）变换成：T4 :=T1。

这种优化称为删除多余运算或称为删除公共子表达式。

2、代码外提减少循环中代码总数的一个重要办法是代码外提。

这种变换把循环不变运算，即其结果独立于循环执行次数的表达式，提到循环的前面。

使之只在循环外计算一次，上例中，我们可以把（4）和（7）提到循环外。

经过删除多余运算和代码外提后，代码变成图10-1-2。

编译原理 第5章--代码优化

编译原理 第5章--代码优化

(2) 确定满足以下条件的出口语句： 确定满足以下条件的出口语句 出口语句： 下一个入口语句的前导语句 入口语句的前导语句； ① 下一个入口语句的前导语句； 转移语句 包括转移语句自身)； 语句(包括转移语句自身 ② 转移语句 包括转移语句自身 ； 停语句 包括停语句自身 包括停语句自身)。 ③ 停语句(包括停语句自身 。
第5章
代码优化
(3) 图中各个结点上可能附加一个或多个标识符，表示这些 图中各个结点上可能附加一个或多个标识符 附加一个或多个标识符， 变量具有该结点所代表的值。 变量具有该结点所代表的值。
一个基本块由一个四元式 序列组成 四元式都可以用相应的 一个 基本块由一个四元式序列 组成 ， 且 每一个 四元式都可以用 相应的 基本块 由一个四元式序列组成， 每一个四元式都可以用 DAG结点表示。 结点表示。 结点表示 给出了不同四元式和与其对应的DAG结点形式。图中，各结点圆圈 结点形式。 图5–1给出了不同四元式和与其对应的 给出了不同四元式和与其对应的 结点形式 图中， 中的ni是构造 构造DAG过程中各结点的编号， 过程中各结点的编号， 中的 过程中各结点的编号 而各结点下面的符号(运算符、标识符或常数)是各结点的标记， 是各结点的标记 而各结点下面的符号 运算符、标识符或常数 是各结点的标记，各结点右 运算符 边的标识符是结点上的附加标识符。 边的标识符是结点上的附加标识符。 附加标识符 除了对应转移语句的结点右边可附加一语句位置来指示转移目标外， 除了对应转移语句的结点右边可附加一语句位置来指示转移目标外，其余 对应转移语句的结点右边可附加一语句位置来指示转移目标外 各类结点的右边只允许附加标识符。 各类结点的右边只允许附加标识符。 除对应于数组元素赋值的结点 标记为 继外， 除对应于数组元素赋值的结点(标记为 ]=)有三个后继外，其余结点最多只 应于数组元素赋值的结点 标记为[ 有三个后继外 有两个后继。 两个后继。 后继

《编译原理》实验教学大纲

《编译原理》实验教学大纲

《编译原理》实验教学大纲一、实验目的和任务编译原理是计算机科学与技术专业的一门重要课程，它主要研究的是将高级语言程序翻译成机器语言程序的方法和技术。

通过本实验课程的学习，旨在使学生掌握编译原理的基本原理和方法，培养学生对编译器结构与构造技术的专门知识和技能，为学生今后进行编译器设计与实现打下基础。

二、实验设备和工具1.计算机和相关硬件设备2. 编程语言的开发环境，如C/C++或Java三、实验内容1.实验一：词法分析器设计与实现a)实验目的：学习词法分析器的原理和设计方法，掌握正则表达式、DFA和NFA的转换方法。

b)实验任务：i.设计并实现一个词法分析器的原型，能够正确地识别出给定的程序中的词法单元。

ii. 使用给定的正则表达式设计并实现识别给定程序中的关键字、标识符、常量等的词法分析器。

2.实验二：语法分析器设计与实现a)实验目的：学习语法分析器的原理和设计方法，掌握上下文无关文法和LR分析表的构造方法。

b)实验任务：i.学习并理解上下文无关文法和LR分析表的构造方法。

ii. 设计并实现一个简单的递归下降语法分析器。

3.实验三：语义分析器设计与实现a)实验目的：学习语义分析器的原理和设计方法，掌握语义动作的定义和处理方法。

b)实验任务：i.学习并理解语义分析器的原理和设计方法。

ii. 设计并实现一个简单的语义分析器，能够对给定的程序进行语义分析和语义动作的处理。

4.实验四：中间代码生成器设计与实现a)实验目的：学习中间代码生成器的原理和设计方法，掌握中间代码的生成和优化方法。

b)实验任务：i.学习并理解中间代码生成器的原理和设计方法。

ii. 设计并实现一个简单的中间代码生成器，能够将给定的程序翻译成中间代码。

5.实验五：目标代码生成器设计与实现a)实验目的：学习目标代码生成器的原理和设计方法，掌握目标代码的生成和优化方法。

b)实验任务：i.学习并理解目标代码生成器的原理和设计方法。

ii. 设计并实现一个简单的目标代码生成器，能够将中间代码翻译成目标代码。

编译原理-清华大学-第10章1-代码优化

编译原理-清华大学-第10章1-代码优化

(1)P:=0 (2)I:=0 (4)T2:=addr(A) (7)T5:=addr(B) (3)T1:=0
(5)T3:=T2[T1] (6)T4:=T1 (8)T6:=T5[T4] (9)T7:=T3*T6 (10)P:=P+T7 (11)I:=I+1 (3‘)T1:=T1+4 (12)if I<=20 goto(5)
2、代码外提
目的：减少循环中代码总数。 方法：把循环不变运算，即其结果独立
于循环执行次数的表达式提到循环的前 面，使之只在循环外计算一次。
(1)P:=0 (2)I:=0
(3)T1:=4*I (4)T2:=addr(A) (5)T3:=T2[T1] (6)T4:=T1 (7)T5:=addr(B) (8)T6:=T5[T4] (9)T7:=T3*T6 (10)P:=P+T7 (11)I:=I+1 (12)if I&l经过变换循环的控制条件后，有些变 量不被引用，可以从循环中删除。
(1)P:=0 (2)I:=0 (4)T2:=addr(A) (7)T5:=addr(B) (3)T1:=4*I
(5)T3:=T2[T1] (6)T4:=T1 (8)T6:=T5[T4] (9)T7:=T3*T6 (10)P:=P+T7 (11)I:=I+1 (3’)T1:=T1+4 (12)if I<=20
2)在运行基本块时，只能从其入口进入， 从出口退出。
2、划分基本块算法
(1)求出各基本块的入口语句 1)程序的第一个语句 ； 2)能由条件转移语句和无条件转移语句转
移到达的语句； 3)紧跟在条件转移语句后面的语句。
(2) 对以上求出的每个入口语句，确定其所 属的基本块。它是由该入口语句到下一入 口语句(不包括该入口语句) 之间的语句序 列组成的。

编译原理_第6章__语义分析和中间代码生成

编译原理_第6章__语义分析和中间代码生成

非终结符T有一个综合属性type，其值为 int或float。语义规则L.in=T.type表示L.in的属性 值由相应说明语句指定的类型T.type决定；属 性L.in被确定后将随语法树的逐步生成而传递 到下边的有关结点使用，这种结点属性称为继 承属性。由此可见，标识符的类型可以通过继 承属性的复写规则来传递。 例如，对输入串int a,b，根据上述的语义 规则，可在其生成的语法树中看到用“→”表 示的属性传递情况，如图6–3所示。
直接生成目标代码 直接生成机器语言或汇编语言形式的目标 代码的优点是编译时间短且无需中间代码到目 标代码的翻译。 生成中间代码 生成中间代码的优点是使编译结构在逻辑 上更为简单明确，特别是使目标代码的优化比 较容易实现。
语义分析时语义检查的分类：
动态语义检查
需要生成相应的目标代码，它是在运行时进行的；
例如，简单算术表达式求值的属性文法如下： 规则 语义规则 (1) S→E print (E.val) (2) E→E(1)+T E.val=E(1).val+T.val (3) E→T E.val=T.val (4) T→T(1)*F T.val=T(1).val*F.val (5) T→T(1) T.val=T(1).val (6) F→(E) F.val=E.val (7) F→i F.val=i.lexval
6.1 概
述
6.1.1 语义分析的概念 一个源程序经过词法分析、语法分析之后，表 明该源程序在书写上是正确的，并且符合程序语言 所规定的语法。但是语法分析并未对程序内部的逻 辑含义加以分析，因此编译程序接下来的工作是语 义分析，即审查每个语法成分的静态语义。如果静 态语义正确，则生成与该语言成分等效的中间代码， 或者直接生成目标代码。

编译原理流程

编译原理流程

编译原理流程
编译原理的流程可以概括为以下几个步骤：
1. 词法分析：将源代码按照语法规则划分为一个个的词法单元（Token），例如标识符、关键字、字符常量等。

2. 语法分析：将词法单元按照语法规则进行分析，构建相应的语法树（Parse Tree）。

常用的语法分析方法有递归下降分析、LL(1)分析、LR分析等。

3. 语义分析：对语法树进行处理，进行类型检查、生成中间代码等。

语义分析会解决一些语法上无法检测到的问题，例如类型不匹配、未声明的变量等。

4. 中间代码生成：将语法树转换为中间代码形式，例如三地址代码、虚拟机代码等。

中间代码是一个介于源代码和目标代码之间的抽象表示。

5. 代码优化：对中间代码进行优化处理，以提高程序的执行效率和运行速度。

常见的代码优化技术包括常量折叠、死代码删除、循环优化等。

6. 目标代码生成：根据目标机器的特性和要求，将优化后的中间代码转换为目标代码，例如汇编代码或者机器码。

7. 目标代码优化：对生成的目标代码进行优化，以进一步提高程序的执行效率和运行速度。

8. 符号表管理：在编译过程中维护一个符号表，用于存储变量、函数等的信息。

符号表可以用于语义分析、中间代码生成等阶段的处理。

9. 错误处理：在编译过程中会检测并处理词法、语法、语义等方面的错误，包括报错提示和恢复处理等。

10. 目标代码生成和链接：将优化后的目标代码生成可执行文件，并进行链接，包括解决外部引用、重定位等过程。

以上是编译原理的基本流程，不同编译器或编译器生成的目标代码可能会有不同的细节处理。

编译原理教程第五版课后答案

编译原理教程第五版课后答案

编译原理教程第五版课后答案第一章：引言问题1答：编译器是一种将高级编程语言源代码转换为目标机器代码的软件工具。

它由多个阶段组成，包括词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成、代码优化和代码生成等。

问题2答：编译器的主要任务包括以下几个方面： - 词法分析：将源代码划分为词法单元，如标识符、关键字、操作符等。

- 语法分析：根据语法规则，将词法单元组成语法树。

- 语义分析：对语法树进行语义检查，如类型匹配、变量声明等。

- 中间代码生成：将语法树转换为中间代码表示形式。

- 代码优化：对中间代码进行优化，以提高程序的效率。

- 代码生成：将优化后的中间代码转换为目标机器代码。

第二章：词法分析问题1答：词法单元是编译器在词法分析阶段识别的最小的语法单位，它由一个或多个字符组成。

常见的词法单元包括关键字、标识符、常量和运算符等。

问题2答：识别词法单元的方法包括以下几种： - 正则表达式：通过正则表达式匹配字符串，识别出各类词法单元。

- 有限自动机：构建有限状态自动机，根据输入字符的不同状态转移，最终确定词法单元。

- 递归下降法：使用递归下降的方式，根据语法规则划分出词法单元。

第三章：语法分析问题1答：语法分析是编译器的一个重要阶段，它的主要任务是根据给定的语法规则，将词法单元序列转换为语法树。

语法分析有两个主要的方法：自顶向下的分析和自底向上的分析。

问题2答：自顶向下的分析是从文法的起始符号开始，根据语法规则逐步向下展开，直到生成最终的语法树。

常见的自顶向下的分析方法包括LL(1)分析和递归下降分析。

问题3答：自底向上的分析是从输入串开始，逐步合并词法单元，最终生成语法树。

常见的自底向上的分析方法包括LR分析和LALR分析。

第四章：语义分析问题1答：语义分析的主要任务是对语法树进行语义检查和类型推断。

语义分析阶段会检查变量的声明和使用是否合法，以及类型是否匹配等。

问题2答：常见的语义错误包括变量未声明、类型不匹配、函数调用参数不匹配等。

编译原理的名词解释

编译原理的名词解释

编译原理的名词解释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计算机能够执行的机器指令。

编译原理涉及许多专业术语和概念，下面将对其中一些重要的名词进行解释。

词法分析（Lexical Analysis）词法分析是编译过程中的第一个阶段，也被称为扫描器。

它负责将源程序中的字符序列转化为单词(词法单元）的序列。

在词法分析的过程中，会忽略不需要关注的字符，如空格和注释。

语法分析（Syntax Analysis）语法分析是编译过程中的第二个阶段，也被称为解析器。

它负责根据词法分析阶段产生的词法单元序列，构建出一棵语法树。

通过语法分析，可以检查源程序是否符合语法规范，并将程序转化为抽象语法树。

语义分析（Semantic Analysis）语义分析是编译过程中的第三个阶段，它负责对语法树进行语义检查和语义规则的应用。

语义分析可以捕捉到一些错误，在编译过程中对源程序进行修正。

此外，语义分析还对程序中的语义逻辑进行处理，包括类型检查、作用域检查等。

中间代码生成（Intermediate Code Generation）中间代码是一种介于高级语言和目标机器语言之间的中间形式。

中间代码生成是编译过程中的一个重要阶段，它将源程序翻译为一种中间表示形式。

中间代码的生成可以便于程序的优化和后续阶段的处理。

代码优化（Code Optimization）代码优化是编译过程中的一个关键环节，它旨在改进生成的目标代码的效率和质量。

代码优化技术包括常量传播、死代码消除、循环优化等。

通过代码优化，可以提高程序的执行效率和资源利用率，改善程序的性能。

目标代码生成（Code Generation）目标代码生成是编译过程中的最后一个阶段，它将中间代码转化为目标机器的机器指令。

目标代码生成需要考虑目标机器的硬件特性和指令集，将中间代码转化为可以被计算机直接执行的机器指令。

符号表（Symbol Table）符号表是编译器中非常重要的数据结构，用于存储程序中出现的所有标识符的信息。

编译原理课后答案第五章代码优化

编译原理课后答案第五章代码优化
进行代码外提就是将循环中的不变运算外提到循 环入口结点前新设置的循环前置结点中。经检查，找 出的不变运算为B2中的B=J+1。因此，代码外提后的程 序流图如图5-6所示。
第五章 代码优化
A＝ 0 I＝ 1
B1
B＝ J＋ 1 B′2
L1： C＝ B＋ I
B2
A＝ C＋ A
if I＝ 100 g2oto L
第五章 代码优化
所以d必有通路到达M中任一结点ni，而M中任一结 点又可以通过n到达d(n→d为回边)，从而M中任意两个 结点之间必有一通路，L中任意两个结点之间亦必有一 通路。此外，由M中结点性质可知：d到M中任一结点ni 的通路上所有结点都应属于M，ni到n的通路上所有结 点也都属于M。因此，L中任意两结点间通路上所有结 点都属于L，也即，L是强连通的。
L1： E＝ B*B
B3
F＝ F＋ 2
E＝ E＋ F
write(E)
if E＞ 100 g2oto L
halt B4 L2： F＝ F－ B15 goto1 L
图5-1 程序流图
第五章 代码优化
5.4 基本块的DAG如图5-2所示。若： (1) b在该基本块出口处不活跃； (2) b在该基本块出口处活跃； 请分别给出下列代码经过优化之后的代码： (1) a=b+c (2) b=a-d (3) c=b+c (4) d=a-d
if I＝ 100 g2oto L
F
T
I＝ I＋ 1 B3 goto 1L
L2： write AB4 halt
图5-5 习题5.8的程序流图
第五章 代码优化
(2) 很容易看出，B3→B2是流图中的一条有向边， 并且有B2 DOM B3，故B3→B2为流图中的一条回边。循 环可通过回边求得，即找出由结点B2、结点B3以及有通 路到达B3但不经过B2的所有结点。所以，由回边组成的 B3→B2循环是{ B2，B3}。

编译原理(第一章)

编译原理(第一章)

语法分析器通常采用自顶向下的分析 方法，从源代码的起始位置开始，逐 步向下解析，直到找到完整的语法结 构或遇到语法错误。
语法分析是编译器的基础，它决定了 源代码的结构和含义，并为编译器提 供了理解和处理源代码的框架。
语法分析的任务
确定词法单元
语法分析器需要将源代码分解 成一个个的词法单元或符号， 如关键字、标识符、运算符等
对优化后的代码进行评估，包括性能测试、空间占用测试 等，以确定优化的效果是否达到预期目标。
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优化的分类
根据优化涉及的方面不同，优 化可以分为局部优化和全局优 化。
局部优化是指在单个函数或代 码块范围内进行的优化，通常 关注单个语句或表达式的优化。
全局优化是指在程序的全局范 围内进行的优化，通常关注函 数或模块之间的优化，以提高 整个程序的性能。
优化技术
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常见的优化技术包括常量折叠、死代码消除、循环展开、 循环优化、函数内联等。
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常量折叠是指在编译过程中将常量表达式的结果进行计算 并替换掉原来的表达式，以减少程序运行时的计算量。
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死代码消除是指删除程序中永远不会被执行到的代码，以 减少程序的空间占用和提高程序的运行效率。
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循环展开是指将循环体中的代码复制到循环外部，以减少 循环次数和减少循环开销。
。
识别语法结构
语法分析器需要识别出源代码 中的各种语法结构，如表达式 、语句、程序等。
建立语法树
语法分析器需要将识别的语法 结构按照一定的规则组织起来 ，形成一棵语法树。
语义检查
语法分析器在识别语法结构的 同时，还需要进行一些语义检 查，如类型检查、变量声明等

编译原理第6章代码优化

编译原理第6章代码优化

合并已知量 删除公共子表达式(删除多余的运算)
删除无用赋值
第6部分 代码优化
循环优化
是指对循环中的代码进行优化。
循环优化包括:

代码外提 删除归纳变量 强度削弱
第6部分 代码优化
全局优化
是在整个程序范围内进行的优化, 需 进行数据流分析, 花费代价很高。
第6部分 代码优化
第6部分 代码优化
6.1.2 基本块的DAG表示
DAG(Directed Acyclic Graph)是一种有向图，
常常用来对基本块进行优化。 一个基本块的DAG是一种其结点带有下述标记 或附加信息的DAG：
第6部分 代码优化
(1) 图的叶结点(无后继的结点)以一标识符(变量名)或 常数作为标记，表示该结点代表该变量或常数的值。 如果叶结点用来表示一变量A的地址，则用addr(A) 作为该结点的标记。通常把叶结点上作为标记的标 识符加上下标0，以表示它是该变量的初值。 (2) 图的内部结点(有后继的结点)以一运算符作为标记， 表示该结点代表应用该运算符对其直接后继结点所 代表的值进行运算的结果。 (3) 图中各个结点上可能附加一个或多个标识符，表 示这些变量具有该结点所代表的值。 一个基本块由一个四元式序列组成，且每一个 四元式都可以用相应的DAG结点表示。
(1) G中四元式(2)和(6)都是已知量和已知量的 运算，G'已合并；
(2) G中四元式(5)是一种无用赋值，G'已将它 删除； (3) G中四元式(3)和(7)的R+r是公共子表达 式, G'只对它们计算了一次，即删除了多余的R+r 运算。 因此，G‘是对G实现上述三种优化的结果。
第6部分 代码优化
第6部分 代码优化

编译原理分知识点习题 代码优化

编译原理分知识点习题 代码优化

1．与机器有关的代码优化有那些种类，请分别举例说明。

解答：与机器有关的优化有：寄存器优化，多处理优化，特殊的指令优化，无用的指令消除等四类。

冗余指令删除假设源程序指令序列a:=b+c; c:=a-d;编译程序为其生成的代码很可能是下列指令序列：MOV b, R0ADD c, R0MOV R0,aSUB d, R0MOV R0,c假如第四条指令没有标号，上述两个赋值语句在一个基本块内，则第四条指令是多余的，可删除。

特殊指令的使用例如，如果目标机器指令系统包含增1指令INC，对于i:=i+1的目标代码MOV i, R0ADD #1, R0MOV R0, i便可被代之以1条指令Inc i说明：优化的特点是每个改进可能会引发新的改进机会，为了得到最好的改进，一般可能需要对目标代码重复扫描进行优化。

2．设有语句序列a:=20b:=a*(a+10);c:=a*b;试写出合并常量后的三元式序列。

解答：该语句序列对应的三元式序列为：（1）（:=, 20,a）（2）(+, a, 10)（3）(*, a, (2) )（4）(:=, a, b)（5）(* a, b)（6）(:=, (5), c)合并常量后的三元式序列为：（1）（:=, 20，a）（2）(:=, 600, b)（3）(:=, 12000, c)3、试写出算术表达式a+b*c-(c*b+a-e)/(b*c+d)优化后的四元式序列。

解答：该表达式的四元式序列为：（1）（*，b,c,T1）（2）(+,a,T1,T2)（3）(*,c,b,T3)（4）(+,T3,a,T4)（5）(-,T4,e,T5)（6）(*,b,c,T6)（7）(+,T6,d,T7)（8）(/,T5,T7,T8)（9）(-,T2,T8,T9)可对该表达式进行删除公共子表达式的优化。

优化后的四元式序列为：（1）（*，b,c,T1）（2）(+,a,T1,T2)（3）(-,T2,e,T5)（4）(+,T1,d,T7)（5）(/,T5,T7,T8)（6）(-,T2,T8,T9)4.设有算术表示式（a*b+c）/(a*b-c)+(c*b+a-d)/(a*b+c)试给出其优化后的三元式序列。

编译原理流程

编译原理流程

编译原理流程编译原理是计算机科学的重要分支，主要研究如何将高级语言程序转化为机器语言的过程。

编译原理的流程可以分为词法分析、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几个阶段。

1. 词法分析词法分析是编译原理的第一步，主要任务是将源代码分解成一个个的词法单元，如标识符、关键字、运算符和常量等。

词法分析器会根据预先定义的词法规则，逐个扫描源代码，将识别出的词法单元转化为记号（token）并生成记号流。

2. 语法分析语法分析是编译原理的第二步，主要任务是根据词法分析生成的记号流，判断程序是否符合语法规则。

语法分析器会根据预先定义的语法规则，逐个分析记号流，构建语法树（parse tree）。

如果程序存在语法错误，则会报告错误信息。

3. 语义分析语义分析是编译原理的第三步，主要任务是对语法树进行语义检查，并生成中间代码。

语义分析器会根据预先定义的语义规则，对语法树进行遍历，检查变量的声明和使用是否符合规范，以及类型的一致性等。

同时，语义分析器会根据语义规则生成中间代码，用于后续的优化和目标代码生成。

4. 中间代码生成中间代码生成是编译原理的第四步，主要任务是将源代码转化为一种中间表示形式，以便进行优化和目标代码生成。

中间代码可以是抽象语法树（Abstract Syntax Tree，AST）、三地址码（Three Address Code）或虚拟机代码等。

中间代码的生成可以通过遍历语法树并根据语法规则进行转换。

5. 代码优化代码优化是编译原理的第五步，主要任务是对中间代码进行优化，以提高程序的执行效率。

代码优化包括常量折叠、公共子表达式消除、循环优化等技术。

优化器会根据预先定义的优化规则，对中间代码进行分析和转换，以减少不必要的计算和内存访问。

6. 目标代码生成目标代码生成是编译原理的最后一步，主要任务是将中间代码转化为目标机器代码，使得程序可以在目标机器上运行。

目标代码生成器会根据目标机器的特定指令集和寄存器分配策略，将中间代码转化为对应的目标机器代码，并生成可执行文件或目标文件。

《编译原理课程教案》第5章：中间代码生成

《编译原理课程教案》第5章：中间代码生成

例： 综合属性的计算
Eval:=19 +
L
n
Tval:=4
Eval:=15
Tval:=15
Tval:=3 Fval:=3 *
Fval:=4 Fval:=5
digitlexval:=4
0．L→En 1．E→E1+T 2．E→T 3．T→T1*F 4．T→F 5．F→(E) 6．F→digit print(E.val) E.val:=E1.val+t.val E.val:=T.val T.val:=T1.val * F.val T.val:=F.val F.val:=E.val F.val:=digit.lexval
练习
• 求 -B+C*D 的逆波兰表示形式、三元式和 四元式
逆波兰：B – C D * + 三元式： (1) (-,B,) (2) (*,C,D) (3) (+,(1),(2)) 四元式： (1) (-,B, , t1) (2) (*,C,D,t2) (3) (+,t1,t2,t3)
到目前为止，已知 输入的语法单位， 又知道 要翻译的结果的形式， 翻译的方法是什么？
5+4# +4# +4#
#T*F #T# #E
F i
0． T L→En T*F
i s5
8+ 9
s6 r2 10 r4
s5 s5 s5
11
acc r2 #E+ r2 r4 r4 r6 r6
GOTO -15 E T F 1 -15 2 3
-158
#E+4 #E+F
r1 #E r3 r5
-15-2 -15-4 -19
构造语法树； 根据需要遍历语法树； 在语法树的各结点处按语义规则进行计算。

编译原理中间代码

编译原理中间代码
➢｛E．place∶=newtemp；
if E1．type＝int AND E2．type＝int then begin emit（E.place，′∶=′，E1．place，′*i′, E2．place）；
E．type∶=int end
else if E1．type＝real AND E2．type＝real then begin emit (E．place,′∶=′,E1．place,′*r′,E2．place);
一.布尔表达式的翻译方法 ❖步步计算出各部分的真假值，最后计算出整个表达式的值 ➢如表达式: 1 or (not 0 and 0) or 0 ➢布尔表达式：a or b and not c翻译成的四元式序列为： ✓（1）t1:=not c ✓（2）t2:=b and t1 ✓（3）t3:=a or t2 ❖采取某种优化措施，只计算部分表达式
的翻版，上述三元式可 表示成右边的树表示：
❖表达式的树形表示很容易实现：简单变量或常数的树就是 该变量或常数自身，如果表达式e1和e2的树分别为T1和 T2，那么e1+e2,e1*e2,-e1的树分别为：
三.四元式 ❖四元式的组成：(op，ARG1,ARG2,RESULT) ❖例如：a:=b*c+b*d (1)(*, b,c,t1) (2)(*, b,d,t2) (3)(+ ,t1,t2,t3) (4)(:= ,t3,－,a)
➢【解答】 内情向量表如图5.12所示，语句代码结构图如图5.13所示
➢按图5.13翻译后的四元式如下： ✓ 100 (j<,A,B,102) ✓ 101 (j,_,_,115) ✓ 102 (j<,C,D,104) ✓ 103 (j,_,_,113) ✓ 104 (+,i,[309],T1) ✓ 105 (+,j,T1,T2) ✓ 106 (*,T2,4,T3) ✓ 107 (+,[309],1,T4) ✓ 108 (*,4,T4,T6) ✓ 109 (-,500,T5,T6） ✓ 110 (＝[],T6[T3],_,T7) ✓ 111 (:=,T7,_,X) ✓ 112 (j,_,_,114) ✓ 113 (+,X,1,X) ✓ 114 (j,_,_,100) ✓ 115
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break;
case1:
tmp1->bsf=fhead->arg1;
tmp1->var= "";
tmp1->flag = 0;
tmp1->lchild= NULL;
tmp1->rchild= NULL;
tmp1->next = NULL;
tmpResult->bsf=fhead->result;
tmpResult->var=fhead->op;
/* Deceleration of structures */
/********************************************************************/
structFour{
string op;//操作符
string arg1;//第一个操作数
string arg2;//第二个操作数
*/
/*第四个测试用例
input_source.push_back("*,7,4,T1");
input_source.push_back("+,5,T1,T2");
input_source.push_back(" ,T2, ,a");
input_source.push_back("+,a,9,T3");
/* Global variables */
/********************************************************************/
Four *fhead;
DagNode*nhead;
std::list<DagNode*>list_Dag;
vector<string>input_source;
tmp1->lchild= NULL;
tmp1->rchild= NULL;
tmp1->next = tmp2;
tmpResult->bsf=fhead->result;
tmpResult->var=fhead->op;
tmpResult->flag = 0;
tmpResult->lchild= tmp1;
*/
/*第五个测试用例结合实验3的输出结果
input_source.push_back("/,3,2,t1");
input_source.push_back(" ,t1, ,a");
input_source.push_back("+,s,8,t2");
input_source.push_back(" ,t2, ,b");
while(iter3 != iter2)//从链表下一个结点开始扫描
{
nheadUp= (*iter2)->next;
while(nheadUp!= NULL)
{
if(nheadUp->bsf==nheadDown->bsf||nheadUp->var==nheadDown->bsf)
{
nheadUp->var=nheadDown->var;
nheadDown->flag = 1;
nheadUp->lchild=nheadDown->lchild;
nheadUp->rchild=nheadDown->rchild;
}
nheadUp=nheadUp->next;
}
++iter2;
}
nheadDown=nheadDown->next;
}
}
}
string result;//结果
intstylenum;//结点类型
structFour *next;//指向下一条语句的起始位置
structFour *last;//指向上一条语句的起始位置
};
structDagNode{
stringbsf;//标识符
stringvar;//副标识符
intflag;//标记位
#include <string>
#include <vector>
#include <iostream>
#include <stdio.h>
usingnamespace std;
/********************************************************************/
else
//----------3补充语句//第二个操作数为空,并且操作符不空，则为1型四元式
pp->stylenum=1;
else
//----------4补充语句//第二个操作数不为空，则为2型四元式
pp->stylenum=2;
fourTmp= pp;
}
fhead=fourTmp;
}
voidListBuild()//建立链表
}
}
}
voidNodeBuild()//建立DAG结点
{
DagNode*nheadUp= newDagNode;
nheadUp->next = NULL;
nheadUp->lchild= NULL;
nheadUp->rchild= NULL;
DagNode*nheadDown= newDagNode;
input_source.push_back("*,2,T0,T1");
input_source.push_back("+,R,r,T2");
input_source.push_back("+,T1,T2,A");
input_source.push_back(" ,A, ,B");
*/
/*第三个测试用例
tmp1->lchild= NULL;
tmp1->rchild= NULL;
tmp1->next = NULL;
tmp2->lchild= NULL;
tmp2->rchild= NULL;
tmp2->next = NULL;
tmpResult->lcrchild= NULL;
{
for(iter1 =list_Dag.begin(),iter3 = (--list_Dag.end()); iter1 != iter3; --iter3)//从链表头部开始扫描
{
nheadDown= (*iter3)->next;
while(nheadDown!= NULL)
{
iter2 =list_Dag.begin();
tmpResult->rchild= tmp2;
tmpResult->next = tmp1;
nhead->next =tmpResult;
list_Dag.push_back(nhead);
break;
default:
cout<<"您输入的四元式不是0型、1型或者2型的，请输入这三种类型的四元式："<<endl;
}
voidPaintFunction(DagNode*node)//画出DAG结点
编译原理-实验4.中间代码优化实验报告
一、实验目的
理解中间代码优化的过程和基本方法，掌握0型四元式、1型四元式和2型四元式的基本块构造。
二、实验要求
编制程序，完成局部优化过程中的基本块划分。给定一段代码，判定程序的入口语句，划分基本块，删除无用产生式和冗余节点。
三、补充完整的源程序代码
#include <list>
input_source.push_back("*,2,T0,T3");
input_source.push_back("+,R,r,T4");
input_source.push_back("*,T3,T4,T5");
input_source.push_back("-,R,r,T6");
input_source.push_back("*,T5,T6,B");
tmpResult->flag = 0;
tmpResult->lchild= tmp1;
tmpResult->rchild= NULL;
tmpResult->next = tmp1;
nhead->next =tmpResult;
list_Dag.push_back(nhead);
break;
case2:
chararg1[10]={0};
chararg2[10]={0};
charresult[10]={0};
sscanf(input_source[i].c_str(),"%[^,],%[^,],%[^,],%[^\n]", op,arg1,arg2,result);//sscanf() -从一个字符串中读进与指定格式相符的数据
/********************************************************************/
/* implementation of functions */
/********************************************************************/