编译原理第二版（清华大学）课后习题

### 编译原理第二版（清华大学）课后习题解析 #### 第1章 引论 ##### 第1题 解释下列术语： 1. **编译程序**：编译程序是一种特殊的翻译程序，它的主要功能是将用高级语言编写的源程序转换为目标语言（通常是汇编语言或机器语言）的程序。这种转换过程不仅涉及到语法层面的翻译，还可能包括语义检查、优化等步骤。 2. **源程序**：源程序指的是用高级语言编写的原始程序，它是程序员直接编写的内容，需要经过编译或解释才能被执行。 3. **目标程序**：目标程序是由编译程序生成的，可以被计算机直接执行或进一步链接的程序。它通常是以汇编语言或机器语言的形式存在。 4. **编译程序的前端**：前端是编译程序的一个组成部分，主要负责词法分析、语法分析、语义分析以及中间代码的生成。这部分的工作重点在于理解源程序的结构和意义，而非具体的硬件细节。 5. **后端**：编译器的后端主要关注于如何将中间代码有效地转化为目标代码，这部分工作通常与特定的硬件架构紧密相关。后端的任务还包括代码优化和目标代码生成等。 6. **遍**：遍是指在编译过程中，对源程序或其等价的中间语言程序进行的一次完整扫描。每一遍都有其特定的目的，例如词法分析、语法分析等。 ##### 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？ 一个典型的编译程序可以分为以下八个部分，每个部分都有其独特的功能： 1. **词法分析程序**：负责识别源程序中的词汇单元，并将其转换为便于后续处理的形式。这一步骤包括识别关键字、标识符、常量等基本元素。 2. **语法分析程序**：基于词法分析的结果，利用语法规约判断源程序是否符合规定的语法结构，从而确定程序的逻辑结构。 3. **语义分析程序**：对源程序进行更深层次的分析，确保其语义正确性，如类型检查、变量声明一致性等，并将必要的语义信息记录下来供后续阶段使用。 4. **中间代码生成程序**：根据语义分析的结果，生成一种相对简单且易于处理的中间表示形式，这种形式通常比源语言更接近机器语言。 5. **中间代码优化程序**：对中间代码进行各种优化处理，如删除无用代码、合并相似表达式等，以提高最终目标代码的质量。 6. **目标代码生成程序**：将优化后的中间代码转换为特定平台上的机器代码或汇编代码。 7. **表格管理程序**：在整个编译过程中负责维护各种表格，如符号表、常量表等，这些表格记录了编译过程中需要的各种信息。 8. **错误处理程序**：检测并报告源程序中的各种错误，帮助用户理解和修正问题。 ##### 第3题 何谓翻译程序、编译程序和解释程序？它们三者之间有何种关系？ 1. **翻译程序**：泛指将一种编程语言编写的程序转换成另一种语言形式的程序。它可以是编译程序、解释程序或其他形式的转换工具。 2. **编译程序**：是一种特殊的翻译程序，用于将高级语言编写的源程序转换成较低级语言（如汇编语言或机器语言）的程序。编译程序的特点是一次性完成转换过程，生成的目标代码可以在不同的时间和场合被多次执行。 3. **解释程序**：解释程序在执行源程序的过程中逐行读取并立即执行，不会生成独立的目标程序。这种方式适用于快速调试和原型开发。 编译程序和解释程序都属于翻译程序的一种，但它们的核心区别在于处理方式：编译程序一次性完成翻译，而解释程序则是动态地逐行解释执行。 ##### 第4题 对下列错误信息，请指出可能是编译的哪个阶段报告的 1. **else没有匹配的if**：这类错误通常出现在语法分析阶段，因为涉及到控制结构的匹配。 2. **数组下标越界**：此类错误通常是在语义分析阶段被发现的，因为它涉及到了变量的作用域和类型检查。 3. **使用的函数没有定义**：同样，在语法分析阶段可能会遇到未定义的函数调用，但在语义分析阶段也会进行更详细的检查。 4. **在数中出现非数字字符**：这类错误发生在词法分析阶段，因为这一阶段的任务之一是识别并分类词法元素。 ##### 第5题 编译程序大致有哪几种开发技术？ 1. **自编译**：使用某一高级语言来编写该语言自身的编译程序，这种方式需要先有一个初始版本的编译器。 2. **交叉编译**：A部分提到的“交叉编译”实际上指的是在一个平台上编写编译器，用于另一个平台的编译任务。这种方式广泛应用于嵌入式系统开发等领域，因为目标平台可能不具备足够的资源来直接支持编译过程。 这些开发技术各有特点和应用场景，选择合适的开发方法对于构建高效可靠的编译器至关重要。