编译程序设计艺术 理论与实践PDF电子书下载

第1章 编译程序理论概述 1

1.1 简介 1

1.2　语言与翻译程序 1

1.3　文法的作用 2

1.4　若干例子 4

1.5　编译程序的结构 6

1.5.1 词法分析 7

1.5.2　字符串表 8

1.5.3 语法分析 9

1.5.4　约束 9

1.5.5　符号表 9

1.5.6　代码生成 9

1.5.7　优化 10

符号 11

缩略词 11

关键术语 11

练习 12

复习小测验 12

编译程序实验项目 13

进一步阅读 13

第2章 文法：乔姆斯基层次 14

2.1 简介 14

2.2　文法 14

2.2.1 字母表与串 14

2.2.2　非终结符与产生式 15

2.2.3　若干文法例子 15

2.3　乔姆斯基层次 18

2.4　文法及其机器 19

2.4.1 图灵机 19

2.4.2　线性有界自动机 20

2.4.3 下推自动机 20

2.4.4　删除空产生式 21

2.4.5 比较上下文无关文法和上下文敏感文法 22

2.4.6　有穷状态自动机 22

2.5 空串与空语言 23

2.6　规范推导 23

2.7 二义性 24

2.8　文法思维的艺术 25

2.8.1 有穷状态自动机的局限性 26

2.8.2　上下文无关文法的计数 27

2.8.3　对上下文敏感 29

小结 30

符号 31

缩略词 31

关键术语 31

练习 32

复习小测验 34

编译程序实验项目 35

进一步阅读 35

第3章 扫描程序和正则语言 37

3.1　词法分析简介 37

3.2 正则表达式 37

3.2.1　正则表达式代数 39

3.2.2　正则表达式的形式化特性 40

3.3 文法与正则表达式的转换 41

3.4　有穷状态自动机 44

3.5　不确定的有穷状态自动机 45

3.6 将文法转换为自动机 46

3.7 自动机的转换 48

3.7.1　删除空环路 49

3.7.2　删除空变迁 50

3.7.3 自动机的确定化 51

3.7.4 自动机的约简 52

3.8 将自动机转换为文法 53

3.9　左线性文法 54

3.10 在计算机上实现有穷状态自动机 54

3.11 扫描程序的特殊实现问题 59

3.11.1　输入字母表的大小 59

3.11.2　扫描程序自动机中的停机状态 60

3.11.3　过滤空格与注释 60

3.11.4　单词的输出 61

3.12　字符串表的实现 62

3.12.1　基于线性查找的实现 63

3.12.2　基于散列表的实现 64

3.12.3　基于查找树的实现 66

3.12.4　不同实现的性能比较 69

3.13　保留字 69

3.14　使用扫描程序生成工具 70

小结 70

符号 71

缩略词 71

关键术语 71

练习 72

复习小测验 74

编译程序实验项目 74

进一步阅读 75

第4章 分析程序和上下文无关语言 76

4.1 简介 76

4.2　下推自动机 76

4.2.1　停机条件的等价性 78

4.2.2　根据上下文无关文法构造下推自动机 79

4.3　LL（k）条件 81

4.3.1　First和Follow集 82

4.3.2　选择集 83

4.4　左递归 85

4.5　公共左因子 86

4.6 为上下文无关文法扩展正则表达式运算符 88

4.7　使用分析程序生成工具 89

4.7.1　使用TAG编译程序 90

4.7.2　使用YACC 92

4.8　递归下降分析程序 92

4.9　递归下降分析程序作为下推自动机 95

小结 95

缩略词 96

关键术语 96

练习 97

复习小测验 101

编译程序实验项目 101

进一步阅读 102

第5章 语义分析与属性文法 103

5.1 简介 103

5.2　属性文法 103

5.2.1　继承属性和综合属性 104

5.2.2　属性值流 107

5.3　非终结符作为属性求值函数 108

5.4　符号表作为属性 109

5.5　Micro-Modula的属性文法 110

5.6　在TAG编译程序中使用属性 113

5.7　作用域与标识符类别 114

5.7.1　标识符作用域的文法 114

5.7.2　标识符作用域例子分析 116

5.7.3　符号表的其他问题 120

5.8　在递归下降中实现属性 121

5.9　实现符号表 122

小结 123

符号 123

关键术语 123

练习 124

复习小测验 126

编译程序实验项目 126

进一步阅读 126

第6章 语法制导代码生成 128

6.1 简介 128

6.2　计算机硬件体系结构 128

6.3　栈机器的表达式求值 130

6.4　Itty Bitty栈机器 131

6.5　带属性的代码生成 134

6.5.1 运算符优先级与结合性质 137

6.5.2　程序结构的语义 138

6.5.3 向前分支问题 139

6.6　过程和函数的代码生成 143

6.7　块结构的栈帧管理 144

6.7.1　帧与帧指针 144

6.7.2　静态链与动态链 145

6.7.3　帧指针的Display向量 146

6.8　其他数据类型 148

6.9　结构化数据类型 149

6.9.1 指针类型 150

6.9.2　记录结构 151

6.9.3　数组的语义 151

6.10　其他数据结构 153

6.11 Itty Bitty栈机器的输入和输出 154

6.12　语法制导语义的局限 154

6.13 手工编写编译程序的代码生成 155

6.14　语法制导语义的应用 155

6.14.1　Tiny BASIC解释程序 155

6.14.2　Micro-Modula美化打印工具 156

小结 158

关键术语 158

练习 159

复习小测验 160

编译程序实验项目 160

进一步阅读 160

第7章 自底向上分析程序的自动化设计 162

7.1 简介 162

7.2　LR（k）分析程序 165

7.2.1　构造LR（k）状态机 166

7.2.2 一个LR（2）分析程序 168

7.2.3 归约与移进操作 168

7.3　冲突 169

7.4　例子：文法G2的冲突解析 169

7.5　在栈中保存状态 171

7.6 其他LR（k）分析程序：SLR 172

7.7 LALR（k）分析程序 174

7.8 自底向上分析程序的实现 175

7.9 出错恢复 177

7.10　LR分析程序中的属性求值 177

小结 178

关键术语 179

练习 180

复习小测验 180

编译程序实验项目 181

进一步阅读 181

第8章 变换属性文法 182

8.1 简介 182

8.2　程序的树表示 182

8.3　树变换文法 183

8.3.1 非生成的文法 186

8.3.2　一个TAG例子 187

8.3.3　求值次序 188

8.3.4　信息流与存储 188

8.3.5　带树值的属性 189

8.3.6　不确定的分析 191

8.4　组合串文法与树文法 191

8.5　TAG中的类型检查 192

8.6　基于变换的代码优化 193

8.6.1　数据流分析 193

8.6.2　数据流分析中使用属性文法 197

8.7 中间代码树表示的替代方案 198

8.7.1 四元式的数据流 199

8.7.2　循环的数据流分析 200

8.8　实用优化变换综述 203

8.8.1 模拟执行优化的类别 204

8.8.2　常量折叠分析 204

8.8.3 使用值编号检测公共子表达式 208

8.8.4　左移动提升 211

8.8.5　右移动提升 212

8.8.6　无用代码以及其他从右到左的数据流分析 216

8.8.7　数学等式与代码选择 216

8.8.8　循环结构分析 217

8.9　实现抽象语法树 220

8.10　实现TAG驱动的树变换 228

小结 231

符号 232

缩略词 232

关键术语 232

练习 233

复习小测验 234

编译程序实验项目 234

进一步阅读 234

第9章　代码生成与优化 237

9.1 简介 237

9.2　循环优化 237

9.2.1　循环的范围分析 238

9.2.2　归纳变量 239

9.2.3　循环展开 240

9.3 寄存器与内存分配 241

9.3.1　寄存器分配算法 242

9.3.2　表达式中的寄存器分配 243

9.3.3　更好的寄存器分配数据流分析 257

9.3.4　循环的寄存器分配 257

9.3.5 寻址模式 258

9.3.6　分支寻址选择 259

9.3.7　分支链 264

9.4　代码生成的复杂性 265

9.4.1 指令选择 266

9.4.2　强度削弱 268

9.5　专用指令 269

9.5.1　RISC和流水线处理器调度 269

9.5.2　向量处理器 272

9.6　代码优化的变形 276

9.6.1　代码优化的分类 276

9.6.2　窥孔优化 277

小结 277

缩略词 277

关键术语 278

练习 278

复习小测验 279

编译程序实验项目 279

进一步阅读 279

第10章 非过程式语言 281

10.1 简介 281

10.2　应用式语言的编译 282

10.2.1　Lisp语言的一些概念 283

10.2.2　尾递归 284

10.2.3　实现一个应用式语言的编译程序 285

10.3　变换属性文法的编译程序 293

10.3.1　TAG编译程序的组成部分 293

10.3.2　文法中的迭代运算符 294

10.3.3 向用户报告语法错误 295

10.3.4 自动构造扫描程序 296

10.3.5　TAG编译程序的语法分析 300

10.3.6　树变换 305

10.3.7　语法错误停机 307

小结 307

关键术语 308

练习 308

复习小测验 309

进一步阅读 309

附录A　Itty Bitty Modula语法图 311

附录B　TAG编译程序的TAG 313

附录C　Itty Bitty栈机器的指令集 335

附录D 四种计算机的代码生成表 339