編譯系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的系統(tǒng)軟件，是軟件開發(fā)環(huán)境的核心組成部分。本書介紹編譯系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、工作流程及編譯程序各組成部分的設(shè)計(jì)原理和實(shí)現(xiàn)技術(shù)。作者遵循CDIO工程教育理念將全書內(nèi)容分為四篇，第1篇構(gòu)思（Conceive），包括編譯程序概論、文法和語言；第2篇設(shè)計(jì)（Design），包括詞法分析、自頂向下語法分析、自底向上語法分析、語義分析與符號表；第3篇實(shí)現(xiàn)（Implement），包括語法制導(dǎo)翻譯與中間代碼生成、目標(biāo)程序運(yùn)行時(shí)的存儲組織、出錯(cuò)處理、代碼優(yōu)化、目標(biāo)代碼生成；第4篇運(yùn)作（Operate），包括寄存器分配、垃圾回收、面向?qū)ο笳Z言編譯器和人工智能編譯器。
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目錄
第1篇 構(gòu)思(Conceive)
第1章 編譯程序概論 3
1.1 編譯程序的概念 3
1.1.1 程序設(shè)計(jì)語言 3
1.1.2 基本概念和術(shù)語 4
1.1.3 程序設(shè)計(jì)語言的翻譯 4
1.1.4 高級語言程序的執(zhí)行 5
1.2 編譯過程 6
1.3 編譯程序的結(jié)構(gòu) 8
1.3.1 詞法分析程序 10
1.3.2 語法分析程序 11
1.3.3 語義分析程序 12
1.3.4 中間代碼生成程序 12
1.3.5 代碼優(yōu)化程序 13
1.3.6 目標(biāo)代碼生成程序 14
1.3.7 信息表管理程序 15
1.3.8 錯(cuò)誤檢查和處理程序 16
1.3.9 編譯程序的分遍 17
1.4 解釋程序 18
1.5 編譯程序的評價(jià)指標(biāo)與構(gòu)造技術(shù) 19
1.5.1 編譯程序的評價(jià)指標(biāo) 20
1.5.2 編譯程序的構(gòu)造技術(shù) 21
1.6 程序設(shè)計(jì)語言范型 24
習(xí)題 26
第2章 文法和語言 27
2.1 符號和符號串 27
2.2 文法和語言的定義 29
2.3 文法的類型 35
2.4 上下文無關(guān)文法及其語法樹 37
2.4.1 程序設(shè)計(jì)語言的語法結(jié)構(gòu)的描述 37
2.4.2 語法樹 38
2.4.3 文法的二義性 39
2.5 句型的分析 41
2.5.1 規(guī)范推導(dǎo)和規(guī)范歸約 41
2.5.2 短語和句柄 43
2.6 文法描述語言時(shí)的限制與擴(kuò)充 46
2.6.1 文法描述語言時(shí)的限制 46
2.6.2 文法描述語言時(shí)的擴(kuò)充 47
習(xí)題 48
第2篇 設(shè)計(jì)(Design)
第3章 詞法分析 53
3.1 詞法分析概述 53
3.2 詞法分析器的結(jié)構(gòu) 53
3.2.1 詞法分析器的工作方式 53
3.2.2 詞法分析器的輸出 54
3.2.3 詞法分析作為一個(gè)獨(dú)立階段的原因 55
3.3 單詞的描述工具 55
3.3.1 正規(guī)文法 56
3.3.2 正規(guī)式 56
3.3.3 正規(guī)文法和正規(guī)式的等價(jià)性 58
3.4 有限自動(dòng)機(jī) 60
3.4.1 確定的有限自動(dòng)機(jī)(DFA) 60
3.4.2 不確定的有限自動(dòng)機(jī)(NFA) 62
3.4.3 NFA轉(zhuǎn)換為等價(jià)的DFA 63
3.4.4 確定有限自動(dòng)機(jī)的化簡 66
3.5 正規(guī)式和有限自動(dòng)機(jī)的等價(jià)性 68
3.6 正規(guī)文法和有限自動(dòng)機(jī)的等價(jià)性 71
3.7 詞法分析器的自動(dòng)構(gòu)造工具 73
習(xí)題 75
實(shí)踐項(xiàng)目一 76
第4章 自頂向下語法分析 77
4.1 自頂向下語法分析概述 77
4.2 遞歸下降分析法 78
4.3 LL(1)預(yù)測分析法 80
4.4 非LL(1)文法到LL(1)文法的等價(jià)變換 83
4.4.1 提取左公共因子 83
4.4.2 消除左遞歸 84
4.4.3 消除文法左遞歸的方法 86
4.5 LL的自動(dòng)生成工具 88
4.5.1 遞歸子程序法 88
4.5.2 預(yù)測分析方法 90
案例分析 91
習(xí)題 93
實(shí)踐項(xiàng)目二 95
第5章 自底向上語法分析 96
5.1 自底向上語法分析概述 96
5.2 算符優(yōu)先分析 97
5.2.1 算符優(yōu)先文法的定義 97
5.2.2 算符優(yōu)先關(guān)系表的構(gòu)造 99
5.2.3 最左素短語 101
5.2.4 優(yōu)先函數(shù) 103
5.3 LR分析 104
5.3.1 LR分析器概述 105
5.3.2 LR(0)分析 106
5.3.3 SLR(1)分析 113
5.3.4 LR(1)分析 114
5.3.5 LALR(1)分析 114
5.4 LR的自動(dòng)生成工具 115
案例分析 115
習(xí)題 120
實(shí)踐項(xiàng)目三 121
第6章 語義分析與符號表 122
6.1 語義分析概述 122
6.2 符號表的作用 122
6.3 符號表的內(nèi)容 123
6.4 符號表的組織 128
6.5 符號表的管理 135
習(xí)題 137
第3篇 實(shí)現(xiàn)(Implement)
第7章 語法制導(dǎo)翻譯與中間代碼生成 141
7.1 語法制導(dǎo)翻譯 141
7.1.1 屬性文法 141
7.1.2 語法翻譯概述 141
7.2 中間代碼表示 143
7.2.1 逆波蘭式 143
7.2.2 三地址代碼 144
7.2.3 四元式表示 145
7.2.4 其他表示 146
7.3 簡單賦值語句的翻譯 146
7.4 布爾表達(dá)式的翻譯 147
7.5 控制語句的翻譯 149
習(xí)題 151
實(shí)踐項(xiàng)目四 153
第8章 目標(biāo)程序運(yùn)行時(shí)的存儲組織 154
8.1 存儲組織及管理 154
8.2 靜態(tài)存儲分配策略 155
8.3 動(dòng)態(tài)存儲分配 157
8.3.1 過程與活動(dòng)記錄 157
8.3.2 簡單的棧式存儲分配的實(shí)現(xiàn) 159
8.3.3 嵌套過程語言的棧式實(shí)現(xiàn) 159
習(xí)題 161
第9章 出錯(cuò)處理 163
9.1 錯(cuò)誤分類 163
9.1.1 語法錯(cuò)誤 163
9.1.2 語義錯(cuò)誤 163
9.2 編譯程序中參數(shù)錯(cuò)誤的處理 164
9.2.1 校正法 164
9.2.2 局部化法 165
9.2.3 參數(shù)FSYS集合內(nèi)容的補(bǔ)充 168
9.3 一些語義錯(cuò)誤的處理 169
9.3.1 遏止株連錯(cuò)誤 169
9.3.2 遏止重復(fù)錯(cuò)誤 169
習(xí)題 170
實(shí)踐項(xiàng)目五 171
第10章 代碼優(yōu)化 172
10.1 優(yōu)化技術(shù)簡介 172
10.1.1 刪除多余運(yùn)算 172
10.1.2 復(fù)寫傳播 173
10.1.3 無用代碼刪除 173
10.1.4 代碼外提 173
10.1.5 強(qiáng)度削弱和基本歸納變量刪除 174
10.2 局部優(yōu)化 175
10.2.1 基本塊 175
10.2.2 基本塊的有向無環(huán)圖表示 176
10.2.3 基于基本塊的優(yōu)化 179
10.3 循環(huán)優(yōu)化 180
10.3.1 流圖 180
10.3.2 循環(huán) 180
10.3.3 循環(huán)不變計(jì)算及代碼外提 183
10.3.4 歸納變量相關(guān)的優(yōu)化 186
10.4 全局優(yōu)化 188
10.4.1 全局公共子表達(dá)式 188
10.4.2 復(fù)寫傳播 188
習(xí)題 190
實(shí)踐項(xiàng)目六 192
第11章 目標(biāo)代碼生成 193
11.1 目標(biāo)代碼生成概述 193
11.1.1 代碼生成器的輸入 193
11.1.2 目標(biāo)代碼的形式 193
11.1.3 指令選擇 194
11.1.4 寄存器分配 194
11.1.5 計(jì)算順序的選擇 195
11.2 常用的代碼生成器的開發(fā)方法 195
11.2.1 解釋性代碼生成法 195
11.2.2 模式匹配代碼生成法 196
11.2.3 表驅(qū)動(dòng)代碼生成法 196
習(xí)題 197
第4篇 運(yùn)作(Operate)
第12章 寄存器分配 201
12.1 寄存器分配概述 201
12.2 寄存器分配圖染色法 202
12.3 合并 204
12.4 預(yù)著色的結(jié)點(diǎn) 206
12.5 圖著色的實(shí)現(xiàn) 207
12.6 針對樹的寄存器分配 208
習(xí)題 212
第13章 垃圾回收 213
13.1 垃圾收集概述 213
13.2 引用計(jì)數(shù) 214
13.3 復(fù)制式收集 215
13.4 分代收集 217
13.5 增量式收集 218
13.6 編譯器接口 219
習(xí)題 221
第14章 面向?qū)ο笳Z言編譯器 222
14.1 面向?qū)ο笳Z言概述 222
14.2 類與繼承 223
14.3 私有域和私有方法 224
14.4 面向?qū)ο笳Z言的翻譯 225
14.4.1 單繼承的編譯方案 225
14.4.2 多繼承的編譯方案 227
14.5 面向?qū)ο笳Z言的編譯優(yōu)化 228
習(xí)題 230
第15章 人工智能編譯器 231
15.1 人工智能編程語言概述 231
15.1.1 Python 231
15.1.2 R 232
15.1.3 LISP 233
15.1.4 Prolog 233
15.2 Python虛擬機(jī)基本原理 233
15.2.1 過程概述 233
15.2.2 關(guān)于.pyc文件 234
15.2.3 關(guān)于PyCodeObject 234
15.2.4 執(zhí)行字節(jié)碼 235
15.2.5 Python字節(jié)碼 236
15.3 代碼自動(dòng)生成與抽象語法樹 237
習(xí)題 239
參考文獻(xiàn) 240
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