經典編譯原理
1. !!編譯原理DFA和NFA
DFA或NFA是對計算機程序的行為的抽象模型。你編寫的程序其實就對應了一個自動機。簡單舉例來說,如果a,b可以取值0或1; 程序: if(a==1) b=1; 這個程序對應了一個自動機。
對應的自動機就有狀態 (0,0), (0,1), (1,1), (1, 0)
比如你自動機的初始狀態是 (1,0)即a=1,b=0時,運行程序的下一個狀態就是(1,1)。
畫圖出來就是 這4個狀態作為頂點,並且有下面幾條邊
(0,0) --> (0,0)(自環), (1,0)-->(1,1), (1,1)-->(1,1)(自環), (0,1)-->(0,1)自環
存在的意義就是一種理論模型,也可以認為是一種編程思想。 詞法分析系也離不開 if else, 這一系列的if else和條件也就組成自動機。。。
最經典體現自動機思想的演算法就是KMP演算法,你肯定學過,字元串子串匹配的演算法。 回憶這個演算法的過程:演算法第一步構造的next表(數據結構教材的說法)其實就是根據子串的內容構造了一個自動機! 演算法第二步將原串作為自動機輸入,自動機的輸出就是匹配到的子串位置或者無匹配。
2. 編譯原理--NFA轉化為DFA問題 下面是個圖,但是最小化後A和C為什麼不能合並
看龍書吧,編譯上的經典。
怎樣實現倒是沒有,不過我這里有一個網上淘的簡單C語言編譯器源碼,如果你要我可以發給你。
3. 編譯器龍書虎書鯨書基本抽象概念
在編譯原理的世界裡,三本堪稱經典的著作猶如璀璨明珠:龍書(Aho, Sethi, Ullman合著的《編譯原理技術和工具》)、虎書(Appel和Palsberg合作的《現代編譯器實現:C語言版》),以及被稱為「鯨書」的神秘巨著(未提及具體書名)。龍書是編譯器領域的基石,涵蓋了詞法分析、語法分析等核心內容,雖早期版本存在一些過時技術,但後期修訂版不斷擴展新知識。虎書則緊跟時代步伐,融合了數據流分析等現代元素,特別適合教學,不僅有C語言版本,還有Java和ML版本,詳細內容可通過參考鏈接獲取。
深入研究現代商業編譯器的關鍵問題,學生們通過學習基礎概念,為後續深入探索奠定基礎。推薦必讀的《現代編譯原理:C語言描述》由Steven S. Muchnick撰寫,是虎書的升級版。而「鯨書」則為進階學習者量身打造,探討高級編譯器設計與實現,涵蓋了抽象層次的深入轉換,如從高級語言到機器代碼的優化過程,分為基礎抽象、數據模型、編程語言語義和演算法效率等幾個核心領域。
基礎抽象如同Java介面,它不僅包含操作的名稱,還承載了預期的功能含義。這些抽象可以分為兩類:一類是常見的操作,如字典和堆棧,提供多種實現;另一類是廣泛應用於組件化的概念,如樹和圖。在計算思維中,抽象是靈魂,如圖抽象中的「查找相鄰節點」,它在圖靈完備的語言中嵌入,類似於面向對象的類方法,但底層實現則更為具體,涉及有限自動機、解析器等與機器模型緊密相連的技術。聲明性抽象,如正則表達式和關系代數,強調的是表達和描述而非實現,對優化性能有高要求;而計算抽象,如通用編程語言和理論模型,如RAM和並行計算模型,盡管可能非圖靈完備,但其重要性不言而喻。
舉例來說,當需要在聲明階段將標識符插入符號表S時,編譯器會根據標識符類型進行檢索。字典語言雖然不具備圖靈機的復雜性,但它關注的是進程的表示,而非演算法設計。字典操作的時間復雜性與集合大小相關,鏈表實現可能導致O(n)時間,而搜索樹如AVL或紅黑樹則可達到O(log n)。
哈希抽象的核心是全集、哈希函數和哈希桶,操作基於計算哈希值。盡管哈希操作存在最壞情況性能問題,但通常假設平均性能。哈希桶存儲結構可根據集合規模採用鏈表或優化存儲,如調整磁碟塊大小以適應主存容量。
從詞法分析到後端優化,現代編譯器分為前後端任務。前端涉及詞法分析、句法分析、語義分析和中間代碼生成,而共享符號表則用於收集源代碼信息。如Lex,通過正則表達式實現標記簡化,早期的磁帶檢索技術效率較低,但Aho-Corasick演算法通過一次遍歷查找多個關鍵字,提高了效率。句法分析器生成器基於正則表達式,產生確定性有限自動機,確保語法的有效性。
2.1.1 Lex的升級:Aho-Corasick演算法通過集成多個正則表達式集合,顯著提升了關鍵字檢索的效率。
2.1.2 Lex設計關注交互復雜性,區分標識符與控制流關鍵字,避免混淆。
2.1.3 懶惰評估的DFA(確定性有限自動機)技術,優化了正則表達式到DFA的轉換,為grep等工具的性能提升做出了貢獻。
繼續深入,語法分析構建了語言的結構,如表達式樹。上下文無關文法(CFG)描述編程語言的句法規則,LR(k)分析法通過一次左到右掃描,處理復雜語法結構。
編譯器研究涉及眾多抽象層次,從關系模型在編程語言中的應用,到SQL的抽象和優化,再到分布式計算和量子計算的前沿探索。隨著技術的演進,我們期待在編譯器領域的知識體系中,不斷發掘新的抽象理論,推動計算機科學的邊界不斷拓寬。
參考資料:[1] [2] [3]
4. 編譯原理 學的是什麼
編譯原理是計算機專業的一門重要專業課,旨在介紹編譯程序構造的一般原理和基本方法。內容包括語言和文法、詞法分析、語法分析、語法制導翻譯、中間代碼生成、存儲管理、代碼優化和目標代碼生成。 編譯原理是計算機專業設置的一門重要的專業課程。雖然只有少數人從事編譯方面的工作,但是這門課在理論、技術、方法上都對學生提供了系統而有效的訓練,有利於提高軟體人員的素質和能力。 目前各個大學使用的教材機械工業出版社、國防工業出版社出版的《編譯原理》。
編譯原理課程
這門課程關注的是編譯器方面的產生原理和技術問題,似乎和計算機的基礎領域不沾邊,可是編譯原理卻一直作為大學本科的 必修課程,同時也成為了研究生入學考試的必考內容。編譯原理及技術從本質上來講就是一個演算法問題而已,當然由於這個問題十分復雜,其解決演算法也相對復雜。 我們學的數據結構與演算法分析也是講演算法的,不過講的基礎演算法,換句話說講的是演算法導論,而編譯原理這門課程講的就是比較專註解決一種的演算法了。在20世紀 50年代,編譯器的編寫一直被認為是十分困難的事情,第一Fortran的編譯器據說花了18年的時間才完成。在人們嘗試編寫編譯器的同時,誕生了許多跟 編譯相關的理論和技術,而這些理論和技術比一個實際的編譯器本身價值更大。就猶如數學家們在解決著名的哥德巴赫猜想一樣,雖然沒有最終解決問題,但是其間 誕生不少名著的相關數論。
5. 學習編譯原理哪本書好
我們學校用的是《編譯原理》與《編譯原理與實踐》這兩本書,這兩本書都是國外的教材。我覺得《編譯原理與實踐》這本書不錯,自學應該能看懂,而且代碼比較多,書最後還有整個小型編譯器的源代碼。
編譯不好學,你就慢慢學吧。
下面的資料請作參考:
當代編譯技術三大聖經級別的教材
1.龍書(Dragon book)
書名是Compilers: Principles,Techniques,and Tools
作者是:Alfred V.Aho,Ravi Sethi,Jeffrey D.Ullman
內容簡介
《編譯原理》作者Alfred V.Aho、Ravi Sethi和Jeffrey D.Ullman是世界著名的計算機 科學家,他們在計算機科學理論、資料庫等很多領域都做出了傑出貢獻。《編譯原理》 是編譯領域無可替代的經典著作,被廣大計算機專業人士譽為「龍書」。《編譯原理》一 直被世界各地的著名高等院校和科研機構(如貝爾實驗室、哥倫比亞大學、普 林斯頓大學和斯坦福大學等)廣泛用作本科生和研究生編譯原理與技術課程的 教材,《編譯原理》對我國計算機教育界也具有重大影響。 書中深入討論了編譯器設計的重要主題,包括詞法分析、語法分析、語法制 導分析、類型檢查、運行環境、中間代碼生成、代碼生成、代碼優化等,並在 最後兩章中討論了實現編譯器的一些編程問題和幾個編譯器實例,而且每章都 提供了大量的練習和參考文獻。
與上一版相比,《編譯原理》第二版進行了全面的修訂,涵蓋了編譯器開發方面的最新進展。每章中都提供了大量的系統及參考文獻。《編譯原理》是編譯原理課程方面的經典教材,內容豐富,適合作為高等院校計算機及相關專業本科生及研究生的編譯原理課程的教材,也是廣大技術人員的極佳參考讀物。
作者簡介
Alfred V.Aho,美國歌倫比亞大學教授,美國國家工程院院士,ACM和IEEE會士,曾獲得IEEE的馮·諾伊曼獎。著有多部演算法、數據結構、編譯器、資料庫系統及計算機科學基礎方面的著作。
Monica S.Lam,斯坦福大學計算機科學系教授,曾任Tensilica的首席科學家,也是Moka5的首任CEO。曾經主持SUIF項目,該項目產生了最流行的研究用編譯器之一。
Ravi Sethi,Avaya實驗室總裁,曾任貝爾實驗室高級副總裁TLucent Technologies通信軟體的CTO。他曾在賓夕法尼亞州立大學、亞利桑那州立大學和普林斯頓大學任教,是ACM會士。
Jeffrey D.Ullman斯坦福大學計算機科學系教授和Gradiance CEO,他的研究興趣包括資料庫理論、資料庫集成、數據挖掘和利用信息基礎設施教學等。他是美國國家工程院院士、IEEE會士,獲得過ACM的KarIstrom傑出教育家獎和Knuth獎。
第一版中文版
第二版中文版
2.鯨書(Whale book)
書名是:Advanced Compiler Design and Implementation
作者是:Steven S.Muchnick
內容簡介
本書迎接現代語言和體系結構的挑戰,幫助讀者作好准備,去應對將來要遇到的編譯器設計的問題。
本書涵蓋現代微處理器編譯器的設計和實現方面的所有高級主題。本書從編譯設計基礎領域中的高級問題開始,廣泛而深入地闡述各種重要的代碼優化技術,分析各種優化之間的相對重要關系,以及實現這些優化的最有效方法。
本書特點
●為理解高級編譯器設計的主要問題奠定了基礎
●深入闡述優化問題
●用Sun的SPARC、IBM的POWER和PowerPC、DEC的Alpha以及Intel的Pentium和相關商業編譯 器作為案例,說明編譯器結構、中間代碼設計和各種優化方法
●給出大量定義清晰的關於代碼生成、優化和其他問題的演算法
●介紹由作者設計的以清晰、簡潔的方式描述演算法的語言ICAN (非形式編譯演算法表示)。
本書是經典的編譯器著作,與「龍書」齊名,稱為鯨書。書中針對現代語言和體系結構全面介紹了編譯器設計與實現的高級論題,從編譯器的基礎領域中的高級問題開始,然後深入討論了各種重要的代碼優化。本書專為編譯器專業人士和計算機專業本科生,研究生編寫,在設計和實現高度優化的編譯器以及確定優化的重要性和實現優化的最有效的方法等方面,為讀者提供了非常有價值的指導。
作者簡介
Steven S.Muchnick,曾是計算機科學教授,後作為惠普的PA-RISC和SUN的SPARC兩種計算機體系結構的核心開發成員,將自己的知識和經驗應用於編譯器設計,並擔任這些系統的高級編譯器設計與實現小組的領導人。他在研究和開發方面的雙重經驗,對於指導讀者作出編譯器設計決策極具價值。
3.虎書(Tiger book)
書名是:Modern Compiler Implementation in C /Java /ML,Second Edition
作者是:Andrew W.Appel,with Jens Palsberg
內容簡介
《現代編譯原理——C語言描述(英文版)/圖靈原版計算機科學系列》全面講述了現代編譯器的各個組成部分,包括:詞法分析、語法分析、抽象語法、語義檢查、中間代碼表示、指令選擇、數據流分析、寄存器分配以及運行時系統等。與大多數編譯原理的教材不同,《現代編譯原理——C語言描述(英文版)/圖靈原版計算機科學系列》採用了函數語言和面向對象語言來描述代碼生成和寄存器分配,對於編譯器中各個模塊之間的介面都給出了實際的 C 語言頭文件。 全書分成兩部分,第一部分是編譯的基礎知識,適用於第一門編譯原理課程(一個學期);第二部分是高級主題,包括面向對象語言和函數語言、垃圾收集、循環優化、 SSA(靜態單賦值)形式、循環調度、存儲結構優化等。
本書是一本著名的編譯原理課程的教材。國際上眾多名校均採用本書作為編譯原理課程的教材,包括美國麻省理工學院、加州大學伯克利分校、普林斯頓大學和英國劍橋大學等。本書在國外享有「虎書」的稱號,與有「龍書」之稱的《編譯原理》(Alfred Aho 等編著)齊名。與編譯原理方面的其他名著相比,本書出版時間晚,內容新。 書中專門為學生提供了一個用 C 語言編寫的實習項目,包括前端和後端設計,學生可以在一學期內創建一個功能完整的編譯器。
作者簡介
Andrew W.Appel,美國普林斯頓大學計算機科學系教授,第26屆ACM SIGPLAN-SIGACT程序設計原理年會大會執行主席,1998-1999年在貝爾實驗室做研究工作。主要研究方向是計算機安全、編譯器設計、程序設計語言等。
6. 《編譯原理》講的是什麼
1.看完龍書應該是牛人了,特別對普通大學生來說,計算機專業很多都弄不下來,除非211學校。當然你的數學背景很不錯。
2.看完龍書不知道編譯學的是什麼,有點對不起龍書。
3.編譯經典部分主要講識別token的演算法和構建語法樹的演算法,同時也講了怎麼樣在樹上進行標記。這些演算法很經典,體現了計算機編程解決問題的很多基本思想。
4.你非計算機專業學這個做什麼?也就是你自學的目的是什麼?知道這個才能回答你的問題。如果你是想搞其它的研究,僅是了解下,則當純粹理論就OK。如果你想考試,則弄本習題書做,如果你想學編程,當然最要緊的是寫個編譯器來實踐。
7. 分別推薦下以下幾個方面的經典書籍: 1、操作系統 2、數據結構 3、編譯原理 4、演算法 5、資料庫 6、軟體工
操作系統:《操作系統概念》、《現代操作系統》
數據結構:嚴版《數據結構(C語言版)》、《數據結構與演算法分析》(Weiss著,有C/C++/Java描述的不同版本)
編譯原理:傳說中的「龍書」、「虎書」和「鯨書」,全名記不清了可以自己搜一下。
演算法:《演算法導論》、《演算法設計與分析基礎》(Levitin著)
資料庫:《資料庫系統概念》
軟體工程:隨意,反正得多做項目體會……以後可以看看《人月神話》
8. 哪裡可以下載《編譯原理》電子書
你需要開發環境,可以用集成的,也可以獨立的。
windows下的話,一般用集成開發環境(IDE)。
微軟的visual studio應該說最好了。我用2005版的,資料相對多一些。2008版的是為vista做的。你可以用那個體驗版/學生版的,功能少一些,但對初學者來說足矣,免費。專業版和團隊版的功能多、收費,網上有序列號。
devcpp是個相對很小的集成開發環境。程序簡單的話,用它也可以。
linux下可以用命令行下的gcc,gdb,也有anjuta,netbeans,eclipse等IDE。
當然,你最好再下載C++的電子書如:
Visual C++ 2005 入門經典
C++面向對象程序設計基礎教程
C++參考大全第四版
C++高級編程