【编译原理】是计算机科学中的一个重要领域,它研究如何将高级编程语言转换为机器能够理解的低级语言,如汇编代码或机器代码。在期末复习时,我们需要重点掌握以下几个核心知识点:
1. **编译程序的遍历**:编译器通常被设计为多遍处理,这样做的主要目的是为了使程序结构更清晰,便于管理和优化,同时可以有效地利用有限的内存资源提高执行效率。例如,词法分析、语法分析、语义分析和目标代码生成通常会分布在不同的遍中完成。
2. **编译程序构造**:构造编译程序需要掌握源程序、目标语言以及编译方法,这三者缺一不可。源程序是待编译的高级语言代码,目标语言是机器可以直接执行的代码,而编译方法则是实现这个转换过程的技术手段。
3. **变量的左右值**:在编译原理中,变量可以持有左值和右值,左值表示可以赋值的表达式,右值表示表达式的值。编译器需要处理这些特性以确保程序的正确性。
4. **编译程序的时间消耗**:编译程序的主要工作集中在词法分析、语法分析和表格管理上,尤其是词法分析,它通常是编译过程中最耗时的部分。
5. **目标代码类型**:目标代码可以是汇编指令代码、可重定位指令代码或绝对指令代码,但中间代码不是目标代码,它是编译过程中的临时表示,用于简化语法分析和优化。
6. **语义规则与程序意义**:语义规则定义了程序的意义,它在中间代码生成阶段起着关键作用,确保程序的行为符合源代码的意图。
7. **词法分析与语法分析**:词法分析器处理输入的源程序,将其分解为单词符号串,而语法分析则根据词法规则和语法规则来构建语法树,确保源代码的结构合法性。
8. **编译过程阶段**:编译过程通常包括词法分析、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五个阶段。其中,词法分析和表格管理贯穿整个编译过程。
9. **上下文无关文法与有限状态自动机**:上下文无关文法(CFG)描述了大多数高级编程语言的语法结构,而有限状态自动机(FSA)则主要用于识别正规文法,它可以处理简单的语言模式。
10. **无二义文法**:无二义文法意味着对于每个句子,其最左推导和最右推导对应相同的语法树,保证了编译器在解析时不会产生歧义。
11. **句型与句柄**:句型是文法中的一个符号序列,由开始符号推导得到;句柄是句型中最左的非终结符,它决定了句型的结构。最左素短语是句柄的最长前缀,它是进行消除左递归和左公因子操作的关键。
12. **推导过程**:在给定的文法中,对于特定的句子,可以通过一系列的推导步骤,从开始符号推导到该句子,例如,对于句子`aba`,可以通过不同路径推导得到,但最终必须生成相同的语法树以确保无二义性。
13. **FIRST集合**:在上下文无关文法中,`FIRSTVT(T)`集合包含了非终结符`T`可能开始的所有符号,这对于构造LL(1)文法和预测分析表非常重要。
14. **正规语言与正规文法**:正规语言是由正规文法生成的,这些文法可以用有限状态自动机识别,它们描述了一类简洁的语言模式,例如重复序列、选择序列等。
理解和掌握这些知识点,对于理解编译器的工作原理、编写和优化编译器至关重要,也是期末考试的重点内容。在复习时,不仅需要记住概念,还要能够运用这些知识解决实际问题,例如分析文法、识别语言、构建编译器的各个组件等。