编译原理（清华）

《编译原理》是计算机科学领域的一门核心课程，主要探讨如何将高级编程语言转换为机器可执行的指令。清华大学的这门课程深入讲解了编译器设计的基础理论和技术，涵盖了从词法分析、语法分析到语义分析的全过程。通过学习这门课程，学生可以理解编译器的工作原理，并具备构建自己编译器或解释器的能力。 **第一章：编译器概述** 本章介绍了编译器的基本概念，包括编译器的作用、结构和工作流程。编译器由前端和后端组成，前端负责词法分析、语法分析和语义分析，后端则涉及目标代码生成和优化。此外，还讨论了编译器与解释器的区别，以及静态编译和动态编译的概念。 **第二章：词法分析** 词法分析是编译过程的第一步，它将源代码分解成一系列有意义的符号——记号（Token）。这一章详细讲述了正则表达式及其在识别记号中的应用，以及词法分析器（Scanner或Lexer）的设计与实现。 **第三章：语法分析** 语法分析阶段，编译器依据语法规则解析记号流，构建抽象语法树（AST）。本章重点讲解了上下文无关文法（CFG）和LR、LL、LALR等解析技术，以及如何构造和使用解析表。 **第四章：语义分析** 语义分析阶段处理程序的含义，确保源代码符合语言的语义规则。内容包括类型检查、常量折叠、作用域管理等，同时也涉及三地址码和中间代码的生成。 **第五章：错误处理** 编译过程中可能出现语法错误和语义错误，本章介绍如何有效地检测和报告这些错误，以及如何实现恢复策略，使得编译过程能够继续进行。 **第六章至第十章：优化** 这部分通常涵盖代码优化技术，如常量折叠、公共子表达式消除、死代码删除、循环展开等。优化的目的是提高目标代码的运行效率，减少运行时间和内存消耗。 **第十一章：目标代码生成** 编译器将中间代码转换为目标机器的机器码。本章讲解了不同指令集架构下的代码生成策略，以及如何考虑机器特性来优化目标代码。 **大实验相关文档** 实验部分通常包括编写词法分析器、语法分析器，以及简单的语义分析和优化，旨在让学生亲手实践编译器的各个组件，加深理论理解。 《编译原理》是一门理论与实践相结合的课程，它不仅要求学生掌握编译器的基本原理，还要能够运用这些知识解决实际问题。通过学习，学生不仅可以提升对编程语言的理解，还能为系统级软件开发打下坚实基础。