编译原理与技术练习题汇总.doc

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《编译原理与技术》练习题 31 练习 1 1.1 为什么高级程序语言需要编译程序？ 1.2 解释下列术语： 源程序，目标程序，翻译程序，编译程序，解释程序 1.3 简单叙述编译程序的主要工作过程。 1.4 编译程序的典型体系结构包括哪些构件，主要关系如何，请用辅助图示意。 1.5 编译程序的开发有哪些途径？了解你熟悉的高级编程语言编译程序的开发方式。 1.6 运用编译技术的软件开发和维护工具有许多类，简单叙述每一类的主要用途。 1.7 了解一个真实编译系统的组成和基本功能。 1.8 简单说明学习编译程序的意义和作用。 1.9 如果机器H上有两个编译：一个把语言A翻译成语言B，另一个把B翻译成C，那么可以把第一个编译的输出作为第二个编译的输入，结果在同一类机器上得到从A到C的编译。请用T形图示意过程和结果。 练习 2 2.1 词法分析器的主要任务是什么？ 2.2 下列各种语言的输入字母表是什么？ (1) C (2) Pascal (3) Java (4) C# 2.3 可以把词法分析器写成一个独立运行的程序，也可以把它写成一个子程序，请比较各自的优劣。 2.4 用高级语言编写一个对C#或Java程序的预处理程序，它的作用是每次调用时都把下一个完整的句子送到扫描缓冲区，去掉注释和无用的空格、制表符、回车、换行。 2.5 用高级语言实现图2.5所示的Pascal语言数的状态转换图。 2.6 用高级语言编程实现图2.6所示的小语言的词法扫描器。 2.7 用自然语言描述下列正规式所表示的语言： (1) 0(0|1)*0 (2) ((e|0)1)*)* (3) (a|b)*a(a|b|e) (4) (A|B|...|Z)(a|b|...|z)* (5) (aa|b)*(a|bb)* (6) (0|1|...|9|A|B|C|D|E)+(t|T) 2.8 为下列语言写正规式 (1) 所有以小写字母a开头和结尾的串。 (2) 所有以小写字母a开头或者结尾（或同时满足这两个条件）的串。 (3) 所有表示偶数的串。 (4) 所有不以0开始的数字串。 (5) 能被5整除的10进制数的集合。 (6) 没有出现重复数字的全体数字串。 2.9 试构造下列正规式的NFA，并且确定化，然后最小化。 (1) (a|b)*a(a|b) (2) (a||b)*a(a|b) * (3) ab((ba|ab)*(bb|aa))*ab (4) 00|(0|1)*|11 (5) 1(0|1)*01 (6) 1(1010*|1(010)*1*0 2.10 请分别使用下面的技术证明(a|b)*，(a*|b*)*以及((a|e)b*)*这三个正规式是等价的： (1) 仅用正规式的定义及其代数性质； (2) 从正规式构造的最小DFA的同构来证明正规式的等价。 2.11 构造有限自动机M，使得 (1) L(M) = {anbn | n 1}； (2) L(M) = {anbncn | n 1}； (3) 它能识别S＝{0, 1}上0和1的个数都是偶数的串； (4) 它能识别字母表{0, 1}上的串，但是串不含两个连续的0和两个连续的1； (5) 它能接受形如dd*，d*E和dd的实数，其中d={0，1，2，3，4，5，6，7，8，9}。 (6) 它能识别{a, b}上不含子串aba的所有串。 2.12 分别将下列NFA确定化，并画出最小化的DFA： (a) a 1 0 a,b b (b) a 4 0 a,b a 1 2 3 a b b b a (c) e a b F A a,b B C D e b b a S E e e 2.13 下面是URL的一个极其简化的扩展正规式的描述： letter → [A-Za-z] digit → [0-9] letgit → letter| digit letgit_hyphen → letgit | _ letgit_hyphen_string → letgit_hyphen | letgit_hyphen letgit_hyphen_string label → letter (letgit_hyphen_string? letgit)？ URL → (label.)*label (1) 请将这个URL的扩展正规改写成只含字母表{A, B, 0, 1, _, .}上符号的正规式； (2) 构造出识别（1）更简化的URL串的有限自动机。 2.14 用某种高级语言实现 (1) 将正规式转换成NFA的算法； (2) 将NFA确定化的算法； (3) 将DFA最小化的算法。 2.15 描述下列语言词法记号的正规表达式： (1) 描述C浮点数的正规表达式。 (2) 描述Java表达式的正规表达式。 2.16 Pascal语言的注释允许两种不同的形式：花括弧对{...}，以及括弧星号对(*...*)。 (1) 构造一个识别这两种注释形式的DFA； (2) 用Lex的符号构造它的一个正规式。 2.17 写一个Lex输入源程序，它将产生一个把C语言程序中（注释除外）的保留字全部大写。 练习 3 3.1　对于文法G3.26[E] E→ T | E+T | E-T T→ F | T*F | T/F F→ (E) | i 证明(i+T)*i是它的一个句型。 3.2 给定文法G3.27[S] S→ aAcB | BdS B→ aScA | cAB | b A→ BaB | aBc | a 试检验下列符号串中哪些是G3.27 [S]中的句子。 (1) aacb (2) aabacbadcd (3) aacbccb (4) aacabcbcccaacdca (5) aacabcbcccaacbca 3.3 考虑文法G3.28[S] S→ (L) | a L→ L, S | S (1) 指出该文法的终结符号及非终结符号。 (2) 给出下列各句子的语法分析树： ① (a,a) ② (a,(a, a)) ③ (a, ((a, a), (a, a))) (3) 分别构造(b)中各句子的一个最左推导和最右推导。 3.4 考虑文法G3.29[S] S→ aSbS | bSaS |ε (1) 讨论句子abab的最左推导，说明该文法是二义性的。 (2) 对于句子abab构造两个相应的最右推导。 (3) 对于句子abab构造两棵相应的分析树。 (4) 此文法所产生的语言是什么？ 3.5 文法G3.30[S]为： S→ Ac | aB A→ ab B→ bc 写出L(G3.30)的全部元素。 3.6 试描述由下列文法G[S]所产生的语言。 (1) S→ 10S0 | aA A→bA | a (2) S→ SS | 1A0 A→1A0 | ε (3) S→ 1A | B0 A→1A | C B→B0 | C C→1C0 | ε (4) S→ bAdc A→AS | a (5) S→ aSS S→a (6) A → 0B | 1C B → 1 | 1A | 0BB C → 0 | 0A | 1CC 3.7 设已给文法G3.31=(VN,VT,P,S)，其中： VN = {S} VT = {a1,a2,…,an,∨,∧, ~, [,]} P = {S→ai| i=1,2,…,n}∪{S→ ~S, S→[ S∨S］, S → [ S∧S］}， 试指出此文法所产生的语言。 3.8 已知文法G3.32=({A,B,C},{a,b,c},A,P)，其中P由以下产生式组成： A abc A aBbc Bb bB Bc Cbcc bC Cb aC aaB aC aa 问：此文法表式的语言是什么？ 3.9 已知文法 G3.33 [P]: P → aPQR |abR RQ → QR bQ → bb bR → bc cR → cc 证明 aaabbbccc 是该文法的一个句子。 3.10 构造一个文法，使其产生的语言是由算符+, *, (, ) 和运算对象a构成的算术表达式的集合。 3.12 已知语言L={anbbn| n≥1}, 写出产生语言L的文法。 3.13 写一文法，使其语言是偶正整数的集合。 要求： (1) 允许0打头。 (2) 不允许0打头。 3.14 文法G3.34 [S]为： S→ Ac|aB, A→ ab B→ bc 该文法是否为二义的？为什么？（提示：找一个句子，使之有两棵不同的分析树。） 3.15 证明下述文法G3.35［〈表达式〉］是二义的： 〈表达式〉→ a | (〈表达式〉) |〈表达式〉〈运算符〉〈表达式〉 〈运算符〉→ + | - | * | / 3.16 下面的文法产生a的个数和b的个数相等的非空a、b串 S→ aB | bA B→ bS | aBB | b A→ aS | bAA | a 其中非终结符B推出b比a的个数多1个的串，A则反之。 (1) 证明该文法是二义的。 (2) 修改上述文法，不增加非终结符，使之成为非二义文法，并产生同样的语言。 3.17 考虑文法G3.36[R] R→R | R | RR | R* | (R) | a | b 其中R | R表示R或R；RR表示R与R的连接；R*表示R的闭包。 (1) 证明此文法生成={a, b}上的除了和ε的所有正规表达式。 (2) 试说明此文法是二义性的。 (3) 构造一个等价的无二义性文法，该文法给出*、连接和|等运算符号的优先级和结合规则。 3.18 给出产生下述语言的上下文无关文法： (1) { an bn am bm | n, m≥0}。 (2) { 1n 0m1m 0n | n, m≥0}。 (3) { wcwT | w∈{a, b}*}，其中wT是w的逆。 (4) { w | w∈{a,b}+，且w中a的个数恰好比b多1 }。 (4) { w | w∈{a,b}+，且|a|≤|b|≤2|a| }。 (5) { w | w是不以0开始的奇数集 }。 3.19 设G=(VN,VT,P,S)为CFG，α1,α2,…,αn为V上的符号串，试证明： 若 α1α2…αnβ 则存在V上的符号串β1,β2，…,βn，使β=β1β2…βn，且有 aiβi (i=1,2,…,n)。 3.20 设G=(VN,VT,P,S)为CFG，α和β都是V上的符号串，且α β，试证明： (1) 当α的首符号为终结符号时，β的首符号也必为终结符号； (2) 当β的首符号为非终结符号时，则α的首符号也必为非终结符号。 3.21 写出下列语言的3型文法： (a) {an | n≥0} (b) {anbm | n, m≥1} (c) {anbmck | n, m, k≥1} 3.22 已知文法G3.37 [S]： S→ dAB A→ aA|a B→ ε |Bb 给出相应的正规式和等价的正规文法。 3.23 给出下列文法G[A]消除左递归后的等价文法： (1) A→ BaC | CbB B→ Ac | c C→ Bb | b (2) A → B a | A a | c B → B b | A b | d (3) S→ SA | A A→ SB | B | (S) | ( ) B→ [S] | [ ] (4) S→ AS | b A→ SA | a (5) S→ (T) | a | ε T→ S | T, S 练习 4 4.1 证明：含有左递归的文法不是LL(1)文法。 4.2 对于文法G4.11[S] S → uBDz B → Bv | w D → EF E → y | e F → x | e (1) 计算文法G4.11各非终结符的FIRST集和FOLLOW集，以及各产生式的SELLECT集。 (2) 判断该文法是否是LL(1)文法。 (3) 若不是LL(1)文法，则修改此文法 , 使其成为能产生相同语言的 LL(1) 文法。 4.3 已知布尔表达式文法G4.12[bexpr] bexpr→ bexpr or bterm | bterm bterm→ bterm and bfactor | bfactor bfactor→ not bfactor | (bexpr) | true | false 改写文法G4.12为扩充的巴克斯范式，并为每个非终结符构造递归下降分析子程序。 4.4已知用EBNF表示的文法G4.13[A] A→ [ B B→ X ] {A} X→ (a | b) {a | b} 试用类 C 或类 PASCAL 语言写出其递归下降子程序。 4.5 已知文法G4.14[S] S→ (L) | a L→ L, S | S (1) 消除文法G4.14的左递归，并为每个非终结符构造不带回溯的递归子程序。 (2) 经改写后的文法是否是LL(1)文法？给出它的预测分析表。 (3) 给出输入串 (a, a)$ 的分析过程，并说明该符号串是否为文法G4.14的句子。 4.6 对于文法G4.15[R] R → R | T | T T → TF | F F → F* | C C → (R) | a | b (1) 消除文法的左递归。 (2) 计算文法G4.15各非终结符的FIRST集和FOLLOW集。 (3) 构造LL(1)分析表。 4.7 已知文法G4.16[A] A→ aABe | a B→ Bb | d (1) 判断该文法是否为LL(1) 文法。 (2) 写出输入串aade$ 的分析过程。 练习 5 5.1 设文法G5.10[E]为 E → E+T | E-T | T T → T*F | T/F | F F → F↑P | P P → (E) | i 求以下句型的短语、直接短语、素短语、句柄和最左素短语： （1）E-T/F+i （2）E+F/T-P↑i （3）T*(T-i)+P （4）(i+i)/i-i 5.2 根据下列优先关系矩阵计算其优先函数，并说明优先函数是否存在。 S A B a b c S ≯ A ≮ ≮ ≌ ≮ ≮ B ≌ a ≌ ≮ ≮ ≯ b ≯ ≯ ≯ ≯ ≯ ≌ c ≯ 5.3 对于文法G5.11[S] S → (R) | a | b R → T T → S; T | S （1）计算G5.11 [S]的FIRSTTV和LASTTV； （2）构造G5.11 [S]的优先关系表，并说明G5.11 [S]是否为算符优先文法； （3）计算G5.11 [S]的优先函数。 5.4 对于文法G5.12 [S] S → S;G | G G → G(T) | H H → a | (S) T → T+S | S （1）构造G5.12 [S]的算符优先关系表，并判断G5.12 [S]是否为算符优先文法； （2）给出句型a(T+S);H;S的短语、直接短语、句柄、素短语和最左素短语； （3）分别给出(a+a)和a;(a+a)的分析过程，并说明它们是否为G5.12 [S]的句子； （4）给出（3）中输入串的最右推导，分别说明它们是否为G5.12 [S]的句子； （5）从（3）和（4）说明算符优先分析的优缺点。 5.5 对于文法G5.13[P] P → LAd | cd L → c A→ aP | P | a 请证明它不存在优先函数。 5.6 给定文法G5.14 [S] S →AS | b A → SA | a （1）构造它的LR(0)的项集； （2）构造识别该文法所有活前缀的DFA； （3）这个文法是SLR(1)吗？若是，构造出它的SLR(1)分析表。 5.7 给定文法G5.15[S] S →AS | e A → aA | b （1）构造它的LR(1)文法； （2）构造识别该文法所有活前缀的DFA； （3）构造出它的SR(1)分析表； （4）给出字符串abab$的分析过程。 5.8 若有定义二进制数的文法G5.16[D] D → L . L | L L → LB | B B → 0 | 1 （1） 通过构造该文法的无冲突的分析表来说明它是哪类LR文法; （2） 给出输入串101.010的分析过程。 5.9 给定文法G5.17[S] S → L = R| R L → *R | id R → L （1）构造它的LR(0)的项集； （2）构造它的LR(0)项集规范族； （3）构造识别该文法所有活前缀的DFA； （4）该文法是SLR(1)、LR(1)以及LALAR(1)？构造相应的分析表。 5.10 对于文法G5.18[S] S → A A → Ab | bBa B → aAc | aAb | a （1）证明它是SLR(1)文法，但不是LR(0)文法； （2）证明所有SLR(1)文法都是LR(1)文法。 5.11 证明文法G5.19[M] M → N N → Qa | bQc | dc | bda Q → D 是LALR(1)文法，但不是SLR(1)文法。 5.12 证明文法G5.20[S] S → aAa | aBb | bAb | bBa A → c B → c 是LR(1)文法，但不是LALR(1)文法。 5.13 对于文法G5.21[S] S → AaAb | BbBa A → e B → e （1）证明它是LL(1)文法，但不是SLR(1)文法； （2）证明所有LL(1)文法都是LR(1)文法。 5.14 对于下列各个文法，判断它是哪类最简单的LR文法，并构造相应的分析表。 （1） A → AA + | AA* | a （2） S → AB A → aBa | e B → bAb | e （3） S → D; B | B D → d | e B → B; a | a| e （4） S → D; B | B D → d | e B → B; a | a| e （5） S → (SR | a R → . SR | ) （6） S → UTa | Tb T → S | Sc | d U → US | e 5.15 命题演算的文法G5.22[B] B → B and B | B or B | not B | (B) | true | false | b 是二义性文法。 （1）为句子b and b or true构造两个不同的最右推导，以此说明该文法是二义的。 （2）为它写一个等价的非二义性文法。 （3）给出无二义性规则，构造出LR(0)分析表，并给出句子b and b or true的分析过程。 练习 6 6.1 符号表的作用有哪些？ 6.2 符号表的表项通常包括哪些属性，主要描述的内容是什么？ 6.3 符号表组织的数据结构有哪些种？每种组织结构选取的主要依据是什么？ 6.4 程序块是程序语言的主要构造元素，它允许以嵌套的方式确定局部声明。大多数语言规定，程序块结构的声明作用域使最近嵌套规则，请按照这个规则写出下列声明的作用域。 main() { /* 开始块B0 */ int a = 0; int b =0; { /* 开始块B1 */ int b = 1; { /* 开始块B2 */ int a = 2; …… } /* 结束块B2 */ { /* 开始块B3 */ int b = 3; …… } /* 结束块B3*/ …… } /* 结束块B1*/ } 6.5 C语言中规定变量标识符可以定义为：extern、ertern static、auto、local static和register，请对这5种变量分别说明其作用域。 6.6 设散列表为HT[13]，哈希函数定义为hash(key)=key%13（整数除法取余运算），用链地址法解决冲突对下列关键码12，23，45，57，20，3，31，15，56，78造表。 练习 7 7.1 请考虑过程和活动记录的联系和区别。 7.2 请解释下列概念： 生存期，过程的活动，活动树，活动记录。 7.3 有哪些常见的参数传输方式，请分析和比较它们各自的特点。 7.4 对你熟悉的高级程序语言（如C、Pascal、C++、Java或C#），了解它们的参数传输机制。 7.5 执行下面Pascal程序的输出a结果分别是什么，如果参数的传递机制是： （1）引用调用方式； （2）值－结果调用方式； program copyout (input, output); var a: integer; procedure unsafe （var x: integer）; begin x := 2; a := 0 end; begin a := 1; unsafe (a); writeln (a) end 7.6 执行下面程序时打印的a分别是什么，若参数的传递机制是： （1）按值调用方式； （2）引用调用方式； （3）值－结果调用方式； （4）换名调用方式。 procedure p(x, y, z); begin y := y +1; z := z＋x; end p; begin a := 2; b := 3; p(a+b, a, a); print a; end; 7.7 设计存储分配时要考虑哪些主要因素？常见的存储分配策略有哪些？简单说明在什么情况下使用哪种存储分配策略。 7.8 C++语言中关于变量的存储类型符有4个：auto、register、static和extern，请说明每个说明符所表示的存储方式。 7.9 为下面FORTRAN程序的运行时环境构造出一个可能的组织结构，要保证对AVE的调用时存在的一个存储器指针（参考7.4节）。 REAL A(SIZE), AVE INTEGER N, I 10 READ *, N IF (N .LE. 0 .OR. N .GT. SIZE) GOTO 99 READ *, (A(I), I=1, N) PRINT *, ‘AVE = ‘, AVE(A, N) GOTO 10 99 CONTINUE END REAL FUNCTION AVE (B, N) INTEGER I, N REAL B(N), SUM SUM = 0.0 DO 20 I=1, N 20 SUM = SUM+B(I) AVE = SUM/N END 7.10考虑C语言中的下列过程： void f ( char c, char s[10], double r) { int * x; int y [5]; ...... } （1）使用标准C参数传递约定，利用7.5.1所描述的活动记录结构判断以下的fp的偏移：c，s[7]和y[2]（假设数据大小为：整型＝2个字节，字符＝1个字节，双精度＝8个字节，地址＝4个字节） （2）假设所有的参数都是按值传递（包括数组），重做（1）； （3）假设所有的参数都是引用传递（包括数组），重做（1）。 7.11为下面C程序的运行时环境构造出一个可能的组织结构（参考7.5.1节）。 (1) 在进入函数f中的块A之后； (2) 在进入函数g中的块B之后。 int a[10]; char *s = ‘hello’; int f ( int i, int b[] ) { int j = 1; A: { int i = j; char c = b[i]; ...... } return 0; } void g (char *s) { char c = s[0]; B: { int a[5]; ...... } } main () { int x = 1; x = f (x, a); g (s); return 0; } 7.12 使用访问链（参考7.5.2节）分别画出下面Pascal程序执行到 （1） 第1次调用r之后的运行时栈的内容； （2） 第2次调用r之后的运行时栈的内容； program pascal1; procedure p; var x: integer; procedure q; procedure r; begin x := 2; ...... if ... then p; end; { r } begin r; end; { q } begin q; end; { p } begin { pascal1 } p; end. 7.13 使用显示表display重做练习7.12。 7.14 对下面的Pascal程序，分别画出程序执行到点（1）和（2）时刻的运行时栈的内容。 program pascal2 (input, output); var i: integer; d: integer; procedure a ( k: real ); var p: char; procedure b; var c: char; begin ...(1)... end: {b} procedure c; var t: real; begin ...(2)... end: {c} begin ...... b; c; ...... end; {a} begin { pascal2 } ...... a (d); ...... end. 7.15 使用显示表display重做练习7.14。 7.16 实现栈式动态存储管理的一个问题是，如何分配空闲块。请考虑有几种空闲块的分配策略，并比较每个策略的优缺点。 7.17 了解面向对象语言（如面向对象Pascal、C++、C#、Java）是如何实现垃圾搜集任务的。 7.18 存储紧缩有时也称为“单空间复制”，以区别双空间复制，请指出两者的相同之处和差异。 7.19 为以下的C++类画出对象的存储器框架和虚拟函数表（参考7.6.3节）： class A { public: int a; virtual void f(); virtual void g(); }; class B: public A { public: int b; virtual void f(); void h(); }； class C: public B { public: int c; virtual void g(); } 练习 8 8.1 语义分析的基本任务是什么？请简单说明它们可以在编译的哪些阶段或者由编译的哪些模块完成？ 8.2 考虑下列无符号数的简单语法： number digit number | digit digit 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 写出计算number整数值的属性规则。 8.3 根据下列文法，给出求十进制浮点数的值的语义规则（提示：用属性count表示小数点后的数字数目）： num num.num num num digit | digit digit 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 8.4 考虑下面的简单的Pascal风格的声明： decl var-list：type var-list var-list，id | id type integer | real （1）为它设计一个计算变量类型的属性文法； （2）为每个产生式对应的属性文法划一个依赖图； （3）为声明a, b, c: real画出属性依赖图。 8.5 修改例8.4中的文法G8.3，使之只用综合属性就可以计算based-num的值。 8.6 考虑下列属性文法： 文法规则 语义规则 S ABC B.u := S.u A.u := B.v + C.v S.v := A.v A a A.v := 2*A.u B b B.vl := B.u C c C.v := 1 (1) 构造出串abc的分析树及其属性依赖图，并给出计算这些属性的一个正确顺序； (2) 假设S.u在属性求值之前的值是3，那么S.v在属性求值之后的值是什么？ (3) 如果语义规则修改如下，问题（2）的结果如何？ 文法规则 语义规则 S ABC B.u := S.u C.u := A.v A.u := B.v + C.v S.v := A.v A a A.v := 2*A.u B b B.vl := B.u C c C.v := C.u - 2 8.7 设计有向图的一个拓扑排序算法，并用高级程序语言实现。 8.8 一个包含了综合属性和继承属性的属性文法中，如果综合属性依赖于继承属性（以及其它综合属性），但是继承属性不依赖任何综合属性，那么，用一趟混合的后序遍历和前序遍历就可以计算所有的属性值。请用高级语言或伪代码设计这个算法。 8.9 例8.11中的三个属性isFloat、etype和val的语义规则如表8.8所示，它们需要遍历分析树或语法树两次才能计算出来。第一遍后序遍历计算出综合属性isFloat的值，第二遍用混合的前序遍历和后序遍历计算出继承属性etype与综合属性val的值。 （1）请用高级语言或伪代码设计这个算法； （2）描述5/2/2.0属性的计算过程。 8.10 请按照例8.14中的语义规则，画出float x, y的带属性的分析树以及依赖关系图。 8.11 考虑文法 S ( L ) | a L L, S | S （1）写一个打印括号对数的属性文法； （2）写一个翻译模式，它输出每个a的嵌套深度。例如，对于输入串(a, (a, a))的输出是1，2，2。 （3）写一个翻译模式，它打印出每个a在句子中的位置。例如，对于输入串(a, (a, a))的结果是2，5，7。 8.12 下列文法由S符号开始产生一个二进制数，令综合属性val给出该数的值： S L.L | L L LB | B L 0 | 1 请设计求S.val的属性文法。其中B的唯一综合属性c给出由B产生的二进位的结果值。例如，输入101.101时，S.val是5.625，其中第一个二进位的值是4，最后一个二进位的值是0.125。 8.13 考虑下列类似于C语言包含赋值语句的表达式的文法 S E E E := E | E + E | (E) | id 即b := c表示把c的值赋给b的赋值表达式，而a:= ( b:= c)表示c的值赋给b后再赋给a。试构造语义规则，检查表达式的左部是一个左值。提示：同非终结符E的继承属性side表示生成的表达式出现在赋值运算符的左边还是右边。 8.14 请根据例8.5的属性文法， （1）把语义规则翻译成LR属性求值器的栈操作代码（参考例8.12）； （2）建立对应的翻译模式； （3）消除基础文法的左递归，对新增的符号增加综合属性和继承属性，编写无左递归的翻译模式; （4）编写它的递归下降属性求值器。 8.15 为下列类型写出类型表达式 （1）指向实数的指针数组，下标范围从1到100； （2）二维数组，行的下标从1到10，列的下标从－10到10； （3）一个函数，它的定义域是从整型到整型指针的函数，值域是一个实型和字符组成的记录。 8.16 对下面C语言的声明： typedef struct { int a,b: } CELL, *PCELL; CELL foo[100]; PCELL bar(x, y) int; CELL y; {...} 试为类型foo和函数bar写出类型表达式。 8.17 下列是一个包含文字串表的文法，其中符号的含义和图8.15中的一样。只是增加了类型list，它表示一个元素表，表中类型由of 后面的类型T确定。试设计一个翻译模式/语义规则，确定表达式(E)和(L)的类型。 P D; E D D; D | id:T T list of T | char | integer E (L) | literal | num | id E E; L | E 8.18 修改表8.15的语义规则，使之可以处理 （1）有值语句。赋值语句的值是赋值号:=右边表达式的值；条件语句和循环语句的值是语句体的值；顺序语句的值是该序列中最后一个语句的值； （2）布尔表达式。增加逻辑运算符and、or和not以及关系运算符、<、≤、=、>和≥，并且增加相应的翻译规则，给出这些表达式的类型。 练习 9 9.1 把下列表达式变换成后缀式： （1）2＋3＋a＋b （2）a*b + 2*c*d （3）(x := x +3) *4 （4）(x := y := 2) + 3*(x := 4) 9.2 把下列表达式变换成后缀式： （1）(not A and B) or (C or not D) （2）(A or B) and (C or not D and E) （3）if (x+y) *z = 0 then (a+b) *c else (a*b) +b （4）a[a[i]] = b [ j+2] 9.3 请把do S while E和for (V = E1; E2; E3) S形式的循环语句写成后缀式。 9.4 如果允许处理过程递归，还需要改变表9.7的翻译模式。在产生式D proc id; N D1; S的S之前，执行语义动作把id插入其直接外围过程的符号表。请通过引入非终结符R及其e产生式，修改表9.7的语义动作，使它能够处理递归过程调用。 9.5 请根据表9.7的语义动作，补充图9.4中符号表的构造过程，画出符号表以及tblptr和offset： （1）当编译扫描完quicksort的局部变量说明var k, v: integer；时； （2）当编译扫描完partition的声明、在局部变量说明var i, j: integer；之前； （3）当编译扫描完partition的整个过程时。 9.6 把下列表达式翻译成三地址代码： （1）x := y*(- a + b) （2）i := (j+k)*(10+m) 9.7 一般而言，程序设计语言都把算术表达式中不同类型的运算数进行转换，通常的规则是把整数转换成实数，然后进行运算。为了区别不同类型的运算，可以在运算符前加上类型，如实数加法的符号是real+，整数乘法的符号是int*。 （1）请利用单目转换符inttoreal以及表示类型的运算符，修改表9.9文法中加法表达式翻译规则，插入必要的类型转换。（提示：参考图9.6和表7.16，使用E的属性type和place） （2）把下列程序段的执行语句翻译成三地址代码： float x, y; int a, b; x := y + a*b 9.8 用9.3节所给的翻译模式，把下列赋值语句翻译成三地址代码： （1）a[i+j] := a[i]+a[j]*10 （2）A[i, j] := B[i, j] + C[A[k, 1]] + D[i+1] 9.9 按照表9.11翻译模式把下列布尔表达式翻译成三地址码（假设语句起始标号是10）： （1）ac 9.10 按照表9.12翻译模式把9.9题目中的布尔表达式翻译成三地址码。 9.11 利用回填技术把9.9题目中的布尔表达式翻译成四元式，假设语句起始标号是10，真值出口是100，假值出口是200。 9.12 根据9.4.2节的翻译规则，把下列语句翻译成抽象的三地址代码： （1）while a < b do if c < d then x := y + z; else x:= y - z; （2）while a < b and c > d do if a = 1 then c := c + 1 else while a <= d do begin d := d*2; c := c - d end; 9.13 利用回填技术，分别把题目9.12中的语句翻译成四元式的形式。 9.14 C语言中的for语句的一般形式是 for (E1; E2; E3) S 含义如下： E1; while (E2) do begin S; E3; end; 试构造一个把C语言for 语句翻译成三地址码的翻译模式。 9.15 给出描述下面语句的翻译模式 repeat S until E; 练习 10 10.1 一个编译程序的代码生成工作需要考虑哪些因素？ 10.2 利用语法制导的翻译技术把下列程序段翻译成目标代码： (1) x := (a+b)*c - a (2) a > b and c＝d or e < f 10.2 请把以下程序划分为基本块并作出其程序流图。 read C A := 0 B:= 1 L1: A := A + B if B C gogo L2 B := B + 1 goto L1 L2: write A 10.3请把以下程序划分为基本块并作出其程序流图。 i := m j := n a := u1 L1: i := i + 1 j := j – 1 if i > j goto L2 a := u2 L2: i := u3 goto L1 10.4 对下列中间代码序列 (1) T1 := B – C T2 := A*T1 T3 := D + 1 T4 := E – F T5 := T3*T4 W := T2/T5 W是基本块出口的活跃变量 (2) T1 := A + B T2 := T1– C T3 := T2 *T1 T4 := T1 + T3 T5 := T3 – E E := T4*T5 F是基本块出口的活跃变量 假设可用寄存器为R0和R1，用简单代码生成算法生成目标代码，同时列出代码生成过程中的寄存器描述和地址描述。对于（2）小题，如果只有一个寄存器R0可用，结果如何？ 10.5 对于下列基本块, 假设只有寄存器R1和R2可用，开始的时候没有值在寄存器中，A和B的值在内存中，L是基本块出口的活跃变量，而且假设目标代码的算术运算不满足交换率。请用简单代码生成算法生成其目标代码，同时列出代码生成过程中的寄存器描述和地址描述。 T1 := A－B T2 := A / T1 T3 := 3*T1 L := T3＋T2 10.6 分别把下列C语句首先转换成三地址代码，然后产生目标代码，假定三个可用的寄存器R0，R1和R2。 （1）X = A [i] +1 （2）A[i] = B[C[i]] （3）A[i] = A[i] + A[j] （4）if (i > j ) A = j + 1; else A = i + 1; 练习 11 11.1 何谓代码优化？代码优化需要什么样的基础？ 11.2 编译过程中可以进行的优化是如何分类的？ 11.3 常用的代码优化技术有哪些？ 11.4 使用基本的代码优化技术对下面的代码进行优化： x = 1; ... y = 0; ... if (y ) x := 0; ... if (x) y = 1; ... 11.5 对以下基本块B1和B2： B1: 1. A := B*C 2. D := B/C 3. E := A+D 4. F := 2*E 5. G := B*C 6. H := G*G 7. F := H*G 8. L := F 9. M := L B2: 1. B := 3 2. D := A+C 3. E := A*C 4. F := D+E 5. G :=B*F 6. H := A+C 7. I := A*C 8. J := H+I 9. K := B*5 10. L := K+J 11. M := L 分别构造出DAG，然后应用DAG就以下两种情况分别写出优化后的三地址中间代码： （1）假设变量G、L和M在基本块之后还要被引用； （2）假设只有变量L在基本块之后还要被引用。 11.6 下面的C语言程序 p = 0; for ( i = 0; i<= 20; i ++ ) { p = p + a[i] *b[i] }; 经过编译得到的中间代码如下 (1) p := 0 (2) i := 1 (3) t1 := 4*i (4) t2 := addr(a) - 4 (5) t3 := t2[t1] (6) t4 := 4*i (7) t5 := addr(b) - 4 (8) t6 := t5[t4] (9) t7 := t3*t6 (10) p := p + t7 (11) i := i + 1 (12) if i 20 goto (3) （1）把上述三地址程序划分为基本块并做出流图。 （2）将每个基本块的公共子表达式删除。 （3）找出流图中的循环，将循环不变量计算移出循环。 （4）找出每个循环中的归纳变量，并在可能之处删除它们。 11.7 请用窥孔优化技术对下列指令进行优化，其中R1和R2不一定是同一寄存器。 MOV R1, L MOV L, R1 11.8 窥孔优化经常使用模式变量描述，用一条规则表示一类优化，例如 MUL #2, %R ADD %R, %R 表示任何寄存器乘以2都可以用寄存器自身的加法代替（这里，用%R匹配任意的寄存器）。请考虑如何在窥孔优化器中实现这种模式匹配。 11.9 请利用代码优化的思想（代码外提和强度消弱），优化下列C语言程序，写出优化后的C程序。 main () { int i, j; int r[20][10]; for ( i = 0; i < 20; i++ ) { for ( j = 0; j < 10; j++ ){ r[i][j] = 10*i*j; } } }