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经典编译原理

发布时间: 2025-03-22 07:56:00

1. !!编译原理DFA和NFA

DFA或NFA是对计算机程序的行为的抽象模型。你编写的程序其实就对应了一个自动机。简单举例来说,如果a,b可以取值0或1; 程序: if(a==1) b=1; 这个程序对应了一个自动机。
对应的自动机就有状态 (0,0), (0,1), (1,1), (1, 0)
比如你自动机的初始状态是 (1,0)即a=1,b=0时,运行程序的下一个状态就是(1,1)。

画图出来就是 这4个状态作为顶点,并且有下面几条边
(0,0) --> (0,0)(自环), (1,0)-->(1,1), (1,1)-->(1,1)(自环), (0,1)-->(0,1)自环

存在的意义就是一种理论模型,也可以认为是一种编程思想。 词法分析系也离不开 if else, 这一系列的if else和条件也就组成自动机。。。

最经典体现自动机思想的算法就是KMP算法,你肯定学过,字符串子串匹配的算法。 回忆这个算法的过程:算法第一步构造的next表(数据结构教材的说法)其实就是根据子串的内容构造了一个自动机! 算法第二步将原串作为自动机输入,自动机的输出就是匹配到的子串位置或者无匹配。

2. 编译原理--NFA转化为DFA问题 下面是个图,但是最小化后A和C为什么不能合并

看龙书吧,编译上的经典。
怎样实现倒是没有,不过我这里有一个网上淘的简单C语言编译器源码,如果你要我可以发给你。

3. 编译器龙书虎书鲸书基本抽象概念

在编译原理的世界里,三本堪称经典的着作犹如璀璨明珠:龙书(Aho, Sethi, Ullman合着的《编译原理技术和工具》)、虎书(Appel和Palsberg合作的《现代编译器实现:C语言版》),以及被称为“鲸书”的神秘巨着(未提及具体书名)。龙书是编译器领域的基石,涵盖了词法分析、语法分析等核心内容,虽早期版本存在一些过时技术,但后期修订版不断扩展新知识。虎书则紧跟时代步伐,融合了数据流分析等现代元素,特别适合教学,不仅有C语言版本,还有Java和ML版本,详细内容可通过参考链接获取。

深入研究现代商业编译器的关键问题,学生们通过学习基础概念,为后续深入探索奠定基础。推荐必读的《现代编译原理:C语言描述》由Steven S. Muchnick撰写,是虎书的升级版。而“鲸书”则为进阶学习者量身打造,探讨高级编译器设计与实现,涵盖了抽象层次的深入转换,如从高级语言到机器代码的优化过程,分为基础抽象、数据模型、编程语言语义和算法效率等几个核心领域。

基础抽象如同Java接口,它不仅包含操作的名称,还承载了预期的功能含义。这些抽象可以分为两类:一类是常见的操作,如字典和堆栈,提供多种实现;另一类是广泛应用于组件化的概念,如树和图。在计算思维中,抽象是灵魂,如图抽象中的“查找相邻节点”,它在图灵完备的语言中嵌入,类似于面向对象的类方法,但底层实现则更为具体,涉及有限自动机、解析器等与机器模型紧密相连的技术。声明性抽象,如正则表达式和关系代数,强调的是表达和描述而非实现,对优化性能有高要求;而计算抽象,如通用编程语言和理论模型,如RAM和并行计算模型,尽管可能非图灵完备,但其重要性不言而喻。

举例来说,当需要在声明阶段将标识符插入符号表S时,编译器会根据标识符类型进行检索。字典语言虽然不具备图灵机的复杂性,但它关注的是进程的表示,而非算法设计。字典操作的时间复杂性与集合大小相关,链表实现可能导致O(n)时间,而搜索树如AVL或红黑树则可达到O(log n)。

哈希抽象的核心是全集、哈希函数和哈希桶,操作基于计算哈希值。尽管哈希操作存在最坏情况性能问题,但通常假设平均性能。哈希桶存储结构可根据集合规模采用链表或优化存储,如调整磁盘块大小以适应主存容量。

从词法分析到后端优化,现代编译器分为前后端任务。前端涉及词法分析、句法分析、语义分析和中间代码生成,而共享符号表则用于收集源代码信息。如Lex,通过正则表达式实现标记简化,早期的磁带检索技术效率较低,但Aho-Corasick算法通过一次遍历查找多个关键字,提高了效率。句法分析器生成器基于正则表达式,产生确定性有限自动机,确保语法的有效性。

2.1.1 Lex的升级:Aho-Corasick算法通过集成多个正则表达式集合,显着提升了关键字检索的效率。

2.1.2 Lex设计关注交互复杂性,区分标识符与控制流关键字,避免混淆。

2.1.3 懒惰评估的DFA(确定性有限自动机)技术,优化了正则表达式到DFA的转换,为grep等工具的性能提升做出了贡献。

继续深入,语法分析构建了语言的结构,如表达式树。上下文无关文法(CFG)描述编程语言的句法规则,LR(k)分析法通过一次左到右扫描,处理复杂语法结构。

编译器研究涉及众多抽象层次,从关系模型在编程语言中的应用,到SQL的抽象和优化,再到分布式计算和量子计算的前沿探索。随着技术的演进,我们期待在编译器领域的知识体系中,不断发掘新的抽象理论,推动计算机科学的边界不断拓宽。

参考资料:[1] [2] [3]

4. 编译原理 学的是什么

编译原理是计算机专业的一门重要专业课,旨在介绍编译程序构造的一般原理和基本方法。内容包括语言和文法、词法分析、语法分析、语法制导翻译、中间代码生成、存储管理、代码优化和目标代码生成。 编译原理是计算机专业设置的一门重要的专业课程。虽然只有少数人从事编译方面的工作,但是这门课在理论、技术、方法上都对学生提供了系统而有效的训练,有利于提高软件人员的素质和能力。 目前各个大学使用的教材机械工业出版社、国防工业出版社出版的《编译原理》。
编译原理课程
这门课程关注的是编译器方面的产生原理和技术问题,似乎和计算机的基础领域不沾边,可是编译原理却一直作为大学本科的 必修课程,同时也成为了研究生入学考试的必考内容。编译原理及技术从本质上来讲就是一个算法问题而已,当然由于这个问题十分复杂,其解决算法也相对复杂。 我们学的数据结构与算法分析也是讲算法的,不过讲的基础算法,换句话说讲的是算法导论,而编译原理这门课程讲的就是比较专注解决一种的算法了。在20世纪 50年代,编译器的编写一直被认为是十分困难的事情,第一Fortran的编译器据说花了18年的时间才完成。在人们尝试编写编译器的同时,诞生了许多跟 编译相关的理论和技术,而这些理论和技术比一个实际的编译器本身价值更大。就犹如数学家们在解决着名的哥德巴赫猜想一样,虽然没有最终解决问题,但是其间 诞生不少名着的相关数论。

5. 学习编译原理哪本书好

我们学校用的是《编译原理》与《编译原理与实践》这两本书,这两本书都是国外的教材。我觉得《编译原理与实践》这本书不错,自学应该能看懂,而且代码比较多,书最后还有整个小型编译器的源代码。
编译不好学,你就慢慢学吧。

下面的资料请作参考:

当代编译技术三大圣经级别的教材

1.龙书(Dragon book)
书名是Compilers: Principles,Techniques,and Tools
作者是:Alfred V.Aho,Ravi Sethi,Jeffrey D.Ullman

内容简介
《编译原理》作者Alfred V.Aho、Ravi Sethi和Jeffrey D.Ullman是世界着名的计算机 科学家,他们在计算机科学理论、数据库等很多领域都做出了杰出贡献。《编译原理》 是编译领域无可替代的经典着作,被广大计算机专业人士誉为“龙书”。《编译原理》一 直被世界各地的着名高等院校和科研机构(如贝尔实验室、哥伦比亚大学、普 林斯顿大学和斯坦福大学等)广泛用作本科生和研究生编译原理与技术课程的 教材,《编译原理》对我国计算机教育界也具有重大影响。 书中深入讨论了编译器设计的重要主题,包括词法分析、语法分析、语法制 导分析、类型检查、运行环境、中间代码生成、代码生成、代码优化等,并在 最后两章中讨论了实现编译器的一些编程问题和几个编译器实例,而且每章都 提供了大量的练习和参考文献。

与上一版相比,《编译原理》第二版进行了全面的修订,涵盖了编译器开发方面的最新进展。每章中都提供了大量的系统及参考文献。《编译原理》是编译原理课程方面的经典教材,内容丰富,适合作为高等院校计算机及相关专业本科生及研究生的编译原理课程的教材,也是广大技术人员的极佳参考读物。

作者简介
Alfred V.Aho,美国歌伦比亚大学教授,美国国家工程院院士,ACM和IEEE会士,曾获得IEEE的冯·诺伊曼奖。着有多部算法、数据结构、编译器、数据库系统及计算机科学基础方面的着作。
Monica S.Lam,斯坦福大学计算机科学系教授,曾任Tensilica的首席科学家,也是Moka5的首任CEO。曾经主持SUIF项目,该项目产生了最流行的研究用编译器之一。
Ravi Sethi,Avaya实验室总裁,曾任贝尔实验室高级副总裁TLucent Technologies通信软件的CTO。他曾在宾夕法尼亚州立大学、亚利桑那州立大学和普林斯顿大学任教,是ACM会士。
Jeffrey D.Ullman斯坦福大学计算机科学系教授和Gradiance CEO,他的研究兴趣包括数据库理论、数据库集成、数据挖掘和利用信息基础设施教学等。他是美国国家工程院院士、IEEE会士,获得过ACM的KarIstrom杰出教育家奖和Knuth奖。
第一版中文版
第二版中文版

2.鲸书(Whale book)
书名是:Advanced Compiler Design and Implementation
作者是:Steven S.Muchnick

内容简介
本书迎接现代语言和体系结构的挑战,帮助读者作好准备,去应对将来要遇到的编译器设计的问题。
本书涵盖现代微处理器编译器的设计和实现方面的所有高级主题。本书从编译设计基础领域中的高级问题开始,广泛而深入地阐述各种重要的代码优化技术,分析各种优化之间的相对重要关系,以及实现这些优化的最有效方法。
本书特点
●为理解高级编译器设计的主要问题奠定了基础
●深入阐述优化问题
●用Sun的SPARC、IBM的POWER和PowerPC、DEC的Alpha以及Intel的Pentium和相关商业编译 器作为案例,说明编译器结构、中间代码设计和各种优化方法
●给出大量定义清晰的关于代码生成、优化和其他问题的算法
●介绍由作者设计的以清晰、简洁的方式描述算法的语言ICAN (非形式编译算法表示)。

本书是经典的编译器着作,与“龙书”齐名,称为鲸书。书中针对现代语言和体系结构全面介绍了编译器设计与实现的高级论题,从编译器的基础领域中的高级问题开始,然后深入讨论了各种重要的代码优化。本书专为编译器专业人士和计算机专业本科生,研究生编写,在设计和实现高度优化的编译器以及确定优化的重要性和实现优化的最有效的方法等方面,为读者提供了非常有价值的指导。

作者简介
Steven S.Muchnick,曾是计算机科学教授,后作为惠普的PA-RISC和SUN的SPARC两种计算机体系结构的核心开发成员,将自己的知识和经验应用于编译器设计,并担任这些系统的高级编译器设计与实现小组的领导人。他在研究和开发方面的双重经验,对于指导读者作出编译器设计决策极具价值。

3.虎书(Tiger book)
书名是:Modern Compiler Implementation in C /Java /ML,Second Edition
作者是:Andrew W.Appel,with Jens Palsberg

内容简介
《现代编译原理——C语言描述(英文版)/图灵原版计算机科学系列》全面讲述了现代编译器的各个组成部分,包括:词法分析、语法分析、抽象语法、语义检查、中间代码表示、指令选择、数据流分析、寄存器分配以及运行时系统等。与大多数编译原理的教材不同,《现代编译原理——C语言描述(英文版)/图灵原版计算机科学系列》采用了函数语言和面向对象语言来描述代码生成和寄存器分配,对于编译器中各个模块之间的接口都给出了实际的 C 语言头文件。 全书分成两部分,第一部分是编译的基础知识,适用于第一门编译原理课程(一个学期);第二部分是高级主题,包括面向对象语言和函数语言、垃圾收集、循环优化、 SSA(静态单赋值)形式、循环调度、存储结构优化等。
本书是一本着名的编译原理课程的教材。国际上众多名校均采用本书作为编译原理课程的教材,包括美国麻省理工学院、加州大学伯克利分校、普林斯顿大学和英国剑桥大学等。本书在国外享有“虎书”的称号,与有“龙书”之称的《编译原理》(Alfred Aho 等编着)齐名。与编译原理方面的其他名着相比,本书出版时间晚,内容新。 书中专门为学生提供了一个用 C 语言编写的实习项目,包括前端和后端设计,学生可以在一学期内创建一个功能完整的编译器。

作者简介
Andrew W.Appel,美国普林斯顿大学计算机科学系教授,第26届ACM SIGPLAN-SIGACT程序设计原理年会大会执行主席,1998-1999年在贝尔实验室做研究工作。主要研究方向是计算机安全、编译器设计、程序设计语言等。

6. 《编译原理》讲的是什么

1.看完龙书应该是牛人了,特别对普通大学生来说,计算机专业很多都弄不下来,除非211学校。当然你的数学背景很不错。
2.看完龙书不知道编译学的是什么,有点对不起龙书。
3.编译经典部分主要讲识别token的算法和构建语法树的算法,同时也讲了怎么样在树上进行标记。这些算法很经典,体现了计算机编程解决问题的很多基本思想。
4.你非计算机专业学这个做什么?也就是你自学的目的是什么?知道这个才能回答你的问题。如果你是想搞其它的研究,仅是了解下,则当纯粹理论就OK。如果你想考试,则弄本习题书做,如果你想学编程,当然最要紧的是写个编译器来实践。

7. 分别推荐下以下几个方面的经典书籍: 1、操作系统 2、数据结构 3、编译原理 4、算法 5、数据库 6、软件工

操作系统:《操作系统概念》、《现代操作系统》
数据结构:严版《数据结构(C语言版)》、《数据结构与算法分析》(Weiss着,有C/C++/Java描述的不同版本)
编译原理:传说中的“龙书”、“虎书”和“鲸书”,全名记不清了可以自己搜一下。
算法:《算法导论》、《算法设计与分析基础》(Levitin着)
数据库:《数据库系统概念》
软件工程:随意,反正得多做项目体会……以后可以看看《人月神话》

8. 哪里可以下载《编译原理》电子书

你需要开发环境,可以用集成的,也可以独立的。
windows下的话,一般用集成开发环境(IDE)。
微软的visual studio应该说最好了。我用2005版的,资料相对多一些。2008版的是为vista做的。你可以用那个体验版/学生版的,功能少一些,但对初学者来说足矣,免费。专业版和团队版的功能多、收费,网上有序列号。
devcpp是个相对很小的集成开发环境。程序简单的话,用它也可以。
linux下可以用命令行下的gcc,gdb,也有anjuta,netbeans,eclipse等IDE。
当然,你最好再下载C++的电子书如:
Visual C++ 2005 入门经典
C++面向对象程序设计基础教程
C++参考大全第四版
C++高级编程

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