上篇 程序设计语言的设计 1
第1章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 强制式语言 2
1.2.1 程序设计语言的分类 2
1.2.2 冯·诺依曼体系结构 3
1.2.3 绑定和绑定时间 4
1.2.4 变量 5
1.2.5 虚拟机 9
1.3 程序单元 10
1.4 程序设计语言发展简介 12
1.4.1 早期的高级语言 12
1.4.2 早期语言的发展阶段 14
1.4.3 概念的集成阶段 15
1.4.4 再一次突破 16
1.4.5 大量的探索 17
1.4.6 Ada语言 17
1.4.7 第四代语言 18
1.4.8 网络时代的语言 18
1.4.9 新一代程序设计语言 22
1.4.10 面向未来的汉语程序设计语言 22
1.4.11 总结 24
习题1 27
第2章 数据类型 28
2.1 引言 28
2.2 内部类型 29
2.3 用户定义类型 30
2.3.1 笛卡儿积 31
2.3.2 有限映像 31
2.3.3 序列 32
2.3.4 递归 33
2.3.5 判定或 33
2.3.6 幂集 33
2.4 Pascal语言数据类型结构 35
2.4.1 非结构类型 35
2.4.2 聚合构造 37
2.4.3 指针 41
2.5 Ada语言数据类型结构 42
2.5.1 标量类型 43
2.5.2 组合类型 44
2.6 C语言数据类型结构 48
2.6.1 非结构类型 48
2.6.2 聚合构造 50
2.6.3 指针 53
2.6.4 空类型 53
2.7 Java语言的数据类型 54
2.7.1 内部类型 54
2.7.2 用户定义类型 55
2.8 抽象数据类型 55
2.8.1 SIMULA 67语言的类机制 56
2.8.2 CLU语言的抽象数据类型 60
2.8.3 Ada语言的抽象数据类型 61
2.8.4 Modula 2语言的抽象数据类型 64
2.8.5 C＋＋语言的抽象数据类型 66
2.8.6 Java抽象数据类型 69
2.9 类型检查 71
2.10 类型转换 72
2.11 类型等价 73
2.12 实现模型 75
2.12.1 内部类型和用户定义的非结构类型实现模型 75
2.12.2 结构类型实现模型 76
习题2 81
第3章 控制结构 82
3.1 引言 82
3.2 语句级控制结构 82
3.2.1 顺序结构 82
3.2.2 选择结构 83
3.2.3 重复结构 86
3.2.4 语句级控制结构分析 88
3.2.5 用户定义控制结构 90
3.3 单元级控制结构 90
3.3.1 显式调用从属单元 90
3.3.2 隐式调用单元——异常处理 94
3.3.3 SIMULA 67语言协同程序 103
3.3.4 并发单元 104
习题3 108
第4章 程序语言的设计 110
4.1 语言的定义 110
4.1.1 语法 110
4.1.2 语义 113
4.2 文法 115
4.2.1 文法的定义 115
4.2.2 文法的分类 117
4.2.3 文法产生的语言 118
4.2.4 语法树 120
4.3 语言的设计 121
4.3.1 表达式的设计 122
4.3.2 语句的设计 123
4.3.3 程序单元的设计 125
4.3.4 程序的设计 126
4.4 语言设计实例 126
4.5 一些设计准则 128
习题4 129
下篇 程序设计语言的实现（编译） 130
第5章 编译概述 130
5.1 引言 130
5.2 翻译和编译 130
5.3 解释 131
5.4 编译步骤 131
习题5 133
第6章 词法分析 134
6.1 词法分析概述 134
6.2 单词符号的类别 135
6.3 词法分析器的输出形式 136
6.4 词法分析器的设计 136
6.5 符号表 142
6.5.1 符号表的组织 142
6.5.2 常用的符号表结构 143
6.6 Lex介绍 145
6.6.1 Lex原理 145
6.6.2 Lex进阶 149
6.6.3 Lex例子 151
习题6 154
第7章 自上而下的语法分析 155
7.1 引言 155
7.2 回溯分析法 156
7.2.1 回溯的原因 157
7.2.2 提取公共左因子 159
7.2.3 消除左递归 160
7.3 递归下降分析法 162
7.3.1 递归下降分析器的构造 162
7.3.2 扩充的BNF 164
7.4 预测分析法 166
7.4.1 预测分析过程 166
7.4.2 预测分析表的构造 168
7.4.3 LL（1）文法 171
7.4.4 非LL（1）文法 172
习题7 172
第8章 自下而上的语法分析 174
8.1 引言 174
8.1.1 分析树 174
8.1.2 规范归约、短语和句柄 176
8.2 算符优先分析法 177
8.2.1 算符优先文法 177
8.2.2 算符优先分析算法 178
8.2.3 算符优先关系表的构造 181
8.3 LR分析法 183
8.3.1 LR分析过程 184
8.3.2 活前缀 186
8.3.3 LR（0）项目集规范族 186
8.3.4 LR（0）分析表的构造 190
8.3.5 SLR（1）分析表的构造 191
8.4 Yacc介绍 194
8.4.1 Yacc原理 195
8.4.2 Yacc进阶 199
8.4.3 Yacc例子 202
习题8 204
第9章 语义分析和中间代码生成 206
9.1 语义分析概论 206
9.1.1 语义分析的任务 206
9.1.2 语法制导翻译 206
9.2 中间代码 207
9.3 语义变量和语义函数 209
9.4 说明语句的翻译 210
9.5 赋值语句的翻译 211
9.5.1 只含简单变量的赋值语句的翻译 211
9.5.2 含数组元素的赋值语句的翻译 213
9.6 控制语句的翻译 218
9.6.1 布尔表达式的翻译 218
9.6.2 无条件转移语句的翻译 219
9.6.3 条件语句的翻译 221
9.6.4 while语句的翻译 224
9.6.5 for语句的翻译 226
9.6.6 过程调用的翻译 227
习题9 228
第10章 代码优化和目标代码生成 229
10.1 局部优化 229
10.1.1 优化的定义 229
10.1.2 基本块的划分 229
10.1.3 程序流图 230
10.1.4 基本块内的优化 232
10.2 全局优化 233
10.2.1 循环的定义 233
10.2.2 必经结点集 234
10.2.3 循环的查找 234
10.2.4 循环的优化 235
10.3 并行优化 237
10.3.1 数据的依赖关系分析 237
10.3.2 向量化代码生成 242
10.3.3 反相关与输出相关的消除 243
10.3.4 标量扩张 244
10.3.5 循环条块化 244
10.4 目标代码生成 245
10.4.1 一个计算机模型 245
10.4.2 简单的代码生成方法 246
10.4.3 循环中的寄存器分配 246
习题10 248
第11章 运行时存储空间的组织 250
11.1 程序的存储空间 250
11.1.1 代码空间 250
11.1.2 数据空间 250
11.1.3 活动记录 251
11.1.4 变量的存储分配 252
11.1.5 存储分配模式 253
11.2 静态分配 254
11.3 栈式分配 257
11.3.1 只含半静态变量的栈式分配 257
11.3.2 半动态变量的栈式分配 258
11.3.3 非局部环境 259
11.3.4 非局部环境的引用 261
11.4 参数传递 262
11.4.1 数据参数传递 263
11.4.2 子程序参数传递 265
习题11 266
第12章 MINI语言编译器的设计与实现 268
12.1 MINI语言概述 268
12.2 MINI编译器概述 269
12.3 词法分析 270
12.3.1 概述 270
12.3.2 MINI语言词法分析程序的实现 270
12.3.3 关键字与标识符的识别 271
12.3.4 为标识符分配空间 272
12.4 语法分析 272
12.4.1 概述 272
12.4.2 MINI语言的语法 272
12.4.3 MINI语言语法分析程序的实现 273
12.5 语义分析 273
12.5.1 概述 273
12.5.2 MINI语言的语义 274
12.5.3 MINI语言的符号表 274
12.5.4 MINI语言语义分析程序的实现 275
12.6 运行时环境 275
12.6.1 概述 275
12.6.2 MINI语言的运行时环境 275
12.7 代码生成 276
12.7.1 概述 276
12.7.2 目标机器——MINI Machine 277
12.7.3 MINI代码生成器的实现 280
12.8 代码优化 283
12.8.1 将临时变量放入寄存器 283
12.8.2 在寄存器中保存变量 284
12.8.3 优化测试表达式 285
12.9 MINI编译器的使用方法 285
12.10 进一步的工作 288
第13章 clang/LLVM编译器平台介绍 289
13.1 发展背景 289
13.2 clang架构 290
13.3 静态单赋值指令 291
13.4 代码转换过程 293
13.5 clang与GCC的比较 296
13.6 clang/LLVM特色 299
13.7 目录结构 300
附录A 形式语言与自动机简介 302
参考文献 321