本书是在教育部计算机领域本科教育教学改革试点工作计划“编译原理”课程组的组织下编写的理论教材之一。本书从理论和实践两个方面指导与帮助学生深刻理解编译器的工作原理。其中，理论方法的教学使得学生能够理解编译器运行过程中的核心算法，而实践技术则帮助学生掌握理论方法及算法在代码实现层面的设计与编码要点，最后结合实践内容对理论方法与实践技术进行巩固。本书适合作为高校计算机及相关专业编译原理课程的教材，也适合作为研发人员了解编译技术的参考书。

目　　录

出版说明

前言

第1章　概述　1

1.1　内容组织　1

1.2　编译器的结构　3

1.2.1　词法分析　4

1.2.2　语法分析　5

1.2.3　语义分析　5

1.2.4　中间代码生成　6

1.2.5　目标代码生成　7

1.2.6　中间代码优化　7

1.3　语言和工具简介　8

1.3.1　源语言C--简介　9

1.3.2　目标语言MIPS简介　9

1.3.3　MIPS模拟器简介　11

1.3.4　实践环境　12

第2章　词法分析和语法分析　13

2.1　词法分析和语法分析的理论方法　16

2.1.1　词法分析概要　16

2.1.2　正则表达式　18

2.1.3　有限状态自动机　21

2.1.4　从NFA到DFA的转换　24

2.1.5　状态最小化算法　25

2.1.6　语法分析概要　26

2.1.7　上下文无关文法　28

2.1.8　自顶向下的语法分析算法　30

2.1.9　自底向上的语法分析算法　33

2.2　词法分析和语法分析的实践技术　36

2.2.1　词法分析实现思想概述　37

2.2.2　GNU Flex介绍　37

2.2.3　Flex：编写源代码　38

2.2.4　Flex：书写正则表达式　41

2.2.5　Flex：高级特性　42

2.2.6　词法分析实践的额外提示　45

2.2.7　语法分析实现思想概述　46

2.2.8　GUN Bison介绍　46

2.2.9　Bison：编写源代码　48

2.2.10　Bison：属性值的类型　51

2.2.11　Bison：词法单元的位置　52

2.2.12　Bison：二义性与冲突处理　53

2.2.13　Bison：源代码的调试　55

2.2.14　Bison：错误恢复　56

2.2.15　语法分析实践的额外提示　57

2.3　词法分析和语法分析的实践内容　58

2.3.1　实践要求　58

2.3.2　输入格式　58

2.3.3　输出格式　59

2.3.4　验证环境　59

2.3.5　提交要求　60

2.3.6　样例（必做部分）　60

2.3.7　样例（选做部分）　63

2.4　本章小结　67

习题　67

第3章　语义分析　69

3.1　语义分析的理论方法　72

3.1.1　属性文法　72

3.1.2　基于属性文法的处理方式　73

3.1.3　S属性文法和L属性文法　75

3.1.4　语法制导的定义　76

3.1.5　语法制导的翻译方案　77

3.1.6　SDT中左递归的消除　78

3.1.7　类型检查　80

3.2　语义分析的实践技术　82

3.2.1　语义分析实现思想概述　82

3.2.2　符号表的设计与实现　83

3.2.3　支持多层作用域的符号表　85

3.2.4　类型表示　87

3.2.5　语义分析实践的额外提示　89

3.3　语义分析的实践内容　89

3.3.1　实践要求　89

3.3.2　输入格式　91

3.3.3　输出格式　91

3.3.4　验证环境　92

3.3.5　提交要求　92

3.3.6　样例（必做部分）　92

3.3.7　样例（选做部分）　98

3.4　本章小结　101

习题　102

第4章　中间代码生成　105

4.1　中间代码生成的理论方法　108

4.1.1　运行时环境概要　108

4.1.2　存储组织与栈帧设计方法　108

4.1.3　中间表示　110

4.1.4　类型与声明　111

4.1.5　表达式的翻译　113

4.1.6　控制流与回填　117

4.2　中间代码生成的实践技术　122

4.2.1　线形中间表示　122

4.2.2　图形中间表示　123

4.2.3　运行时环境简介　123

4.2.4　基本表达式的翻译模式　124

4.2.5　语句的翻译模式　125

4.2.6　函数调用的翻译模式　126

4.2.7　数组和结构体的翻译模式　127

4.3　中间代码生成的实践内容　127

4.3.1　实践要求　127

4.3.2　输入格式　130

4.3.3　输出格式　130

4.3.4　验证环境　130

4.3.5　提交要求　130

4.3.6　样例（必做部分）　131

4.3.7　样例（选做部分）　133

4.4　本章小结　135

习题　136

第5章　目标代码生成　139

5.1　目标代码生成的理论方法　142

5.1.1　代码生成概述　142

5.1.2　指令集架构　145

5.1.3　基本块与流图　147

5.1.4　指令选择算法　150

5.1.5　寄存器分配算法　153

5.1.6　窥孔优化　156

5.1.7　代码生成器构建　159

5.2　目标代码生成的实践技术　162

5.2.1　QtSpim简介　162

5.2.2　MIPS32汇编代码简介　165

5.2.3　指令选择算法实现　167

5.2.4　朴素寄存器分配算法实现　169

5.2.5　局部寄存器分配算法实现　170

5.2.6　活跃变量分析算法实现　170

5.2.7　图染色算法实现　171

5.2.8　MIPS寄存器的使用　174

5.2.9　MIPS栈管理　175

5.2.10　目标代码生成实践的额外提示　179

5.3　目标代码生成的实践内容　180

5.3.1　实践要求　180

5.3.2　输入格式　181

5.3.3　输出格式　181

5.3.4　验证环境　181

5.3.5　提交要求　181

5.3.6　样例（必做部分）　182

5.4　本章小结　185

习题　186

第6章　中间代码优化　188

6.1　中间代码优化的理论方法　191

6.1.1　中间代码优化概述　191

6.1.2　数据流分析理论与框架　193

6.1.3　到达定值分析　208

6.1.4　可用表达式分析　215

6.1.5　活跃变量分析　219

6.2　中间代码优化的实践技术　223

6.2.1　局部优化　223

6.2.2　全局优化　228

6.2.3　过程间优化　251

6.3　中间代码优化的实践内容　253

6.3.1　实践要求　254

6.3.2　输入格式　254

6.3.3　输出格式　254

6.3.4　验证环境　255

6.3.5　提交要求　255

6.3.6　样例（必做部分）　255

6.3.7　样例（选做部分）　258

6.4　本章小结　267

习题　267

第7章　结束语　272

附录　273

附录A　C--语言文法　273

附录B　虚拟机小程序使用说明　279

附录C　资源下载和安装说明　282

参考文献　283