程序设计语言编译原理（第3版 陈火旺) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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陈火旺 著

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• 编译原理
• 程序设计语言
• 陈火旺
• 计算机科学
• 编译技术
• 词法分析
• 语法分析
• 语义分析
• 目标代码生成
• 编译优化

店铺： 西南新兴图书专营店

出版社： 国防工业

ISBN：9787118022070

商品编码：25674559979

包装：平装

开本：16

出版时间：2014-12-01

内容介绍

　　陈火旺、刘春林、谭庆平、赵克佳、刘越编著的 《程序设计语言编译原理(第3版高等学校电子信息类 规划教材)》的参考学时数80学时，其主要内容包括 词法分析、语法分析、属性文法与语法制导翻译、语 义分析与中间代码产生、符号表与运行时存储空间组 织、优化．与目标代码生成、并行编译技术。本书将 编译技术的*发展，例如属性文法、面向对象语言 的编译技术、并行编译技术、编译程序自动构造工具 等内容系统地融合到教材中。本书的主要例题和习题 均以C、Pascal为语言背景，并在yi些重要的章节中 增加了必要的例题，以帮助读zhe理解和自学。使用本 教材时应注意，在学这门课之前，学生必须预修计算 引论(程序设计方法)和高级语言(PASCAL、C或C++)， 并且*具有数据结构和离散数学方面的基本知识。

目录

diyi章  引论   1.1  什么叫编译程序   1.2  编译过程概述   1.3  编译程序的结构     1.3.1  编译程序总框     1.3.2  表格与表格管理     I.3.3  出错处理     1.3.4  遍     1.3.5  编译前端与后端   1.4  编译程序与程序设计环境   1.5  编译程序的生成 第二章  高级语言及其语法描述    2.1  程序语言的定义     2.1.1  语法     2.1.2  语义   2.2  高级语言的yi般特性     2.2.1  高级语言的分类      2.2.2  程序结构      2.2.3  数据类型与操作     2.2.4  语句与控制结构   2.3  程序语言的语法描述     2.3.1  上下文无关文法     2.3.2  语法分析树与二义性     2.3.3  形式语言鸟瞰    练    习    第三章  词法分析    3.1  对于词法分析器的要求     3.1.1  词法分析器的功能和输出形式     3.1.2  词法分析器作为yi个独立子程序    3.2  词法分析器的设计      3.2.1  输入、预处理     3.2.2  单词符号的识别：超前搜索     3.2.3  状态转换图     3.2.4  状态转换图的实现   3.3  正规表达式与有限自动机     3.3.1  正规式与正规集     3.3.2  确定有限自动机(DFA)     3.3.3  非确定有限自动机(NFA)     3.3.4  正规文法与有限自动机的等价性     3.3.5  正规式与有限自动机的等价性     3.3.6  确定有限自动机的化简   3.4  词法分析器的自动产生     3.4.1  语言LEX的yi般描述     3.4.2  超前搜索     3.4.3  LEX的实现   练    习   第四章  语法分析——自上而下分析   4.1  语法分析器的功能   4.2  自上而下分析面临的问题   4.3  LL(1)分析法     4.3.1  左递归的消除     4.3.2  消除回溯、提左因子     4.3.3  LL(1)分析条件   4.4  递归下降分析程序构造   4.5  预测分析程序     4.5.1  预测分析程序工作过程     4.5.2  预测分析表的构造   4.6  LL(1)分析中的错误处理   练    习   第五章  语法分析——自下而上分析    5.1  自下而上分析基本问题     5.1.1  归约     5.1.2  规范归约简述     5.1.3  符号栈的使用与语法树的表示   5.2  算符优先分析     5.2.1  算符优先文法及优先表构造     5.2.2  算符优先分析算法     5.2.3  优先函数     5.2.4  算符优先分析中的出错处理   *5.3  LR分析法     5.3.1  LR分析器     5.3.2  LR(0)项目集族和LR(0)分析表的构造     5.3.3  SLR分析表的构造     5.3.4  规范LR分析表的构造     5.3.5  LALR分析表的构造     5.3.6  二义文法的应用     5.3.7  LR分析中的出错处理   5.4  语法分析器的自动产生工具YAcc   练    习 第六章  属性文法和语法制导翻译   6.1  属性文法   6.2  基于属性文法的处理方法     6.2.1  依赖图     6.2.2  树遍历的属性计算方法     6.2.3  yi遍扫描的处理方法     6.2.4  抽象语法树   6.3  Syi属性文法的自下而上计算   6.4  Lyi属性文法和自顶向下翻译     6.4.1  翻译模式     6.4.2  自顶向下翻译     6.4.3  递归下降翻译器的设计   6.5  自下而上计算继承属性     6.5.1  从翻译模式中去掉嵌入在产生式中间的动作yi     6.5.2  分析栈中的继承属性     6.5.3  模拟继承属性的计算     6.5.4  用综合属性代替继承属性   练    习 第七章  语义分析和中间代码产生   7.1  中间语言     7.1.1  后缀式     7.1.2  图表示法     7.1.3  三地址代码   7.2  说明语句     7.2.1  过程中的说明语句     7.2.2  保留作用域信息     7.2.3  记录中的域名   7.3  赋值语句的翻译      7.3.1  简单算术表达式及赋值语句     7.3.2  数组元素的引用     7.3.3  记录中域的引用   7.4  布尔表达式的翻译     7.4.1  数值表示法     7.4.2  作为条件控制的布尔式翻译   7.5  控制语句的翻译     7.5.1  控制流语句     7.5.2  标号与got语句     7.5.3  CASE语句的翻译   7.6  过程调用的处理   7.7  类型检查      7.7.1  类型系统     7.7.2  类型检查器的规格说明     7.7.3  函数和运算符的重载     7.7.4  多态函数   练    习 第八章  符号表   8.1  符号表的组织与作用     8.1.1  符号表的作用     8.1.2  符号表的组织方式   8.2  整理与查找     8.2.1  线性表     8.2.2  对折查找与二叉树     8.2.3  杂凑技术   8.3  名字的作用范围     8.3.1  FORTRAN的符号表组织     8.3.2  Pascal的符号表组织   8.4  符号表的内容   练    习 第九章  运行时存储空间组织   9.1  目标程序运行时的活动     9.1.1  过程的活动     9.1.2  参数传递   9.2  运行时存储器的划分     9.2.1  运行时存储器的划分     9.2.2  活动记录     9.2.3  存储分配策略   9.3  静态存储分配     9.3.1  数据区     *9.3.2  公用语句的处理     *9.3.3  等价语句的处理     *9.3.4  地址分配     9.3.5  临时变量的地址分配   9.4  简单的栈式存储分配     9.4.1  C的活动记录     9.4.2  C的过程调用、过程进入、数组空间分配和过程返回   9.5  嵌套过程语言的栈式实现      9.5.1  非局部名字的访问的实现     9.5.2  参数传递的实现   9.6  堆式动态存储分配     9.6.1  堆式动态存储分配的实现     9.6.2  隐式存储回收   练    习 第十章  优化   10.1  概述   10.2  局部优化     10.2.1  基本块及流图     10.2.2  基本块的DAG表示及其应用.   10.3  循环优化     10.3.1  代码外提     10.3.2  强度削弱     10.3.3  删除归纳变量   *10.4  数据流分析     10.4.1  任意路径数据流分析     10.4.2  全路径数据流分析     10.4.3  数据流问题的分类     10.4.4  其它主要的数据流问题     10.4.5  利用数据流信息进行全局优化   练    习 第十yi章  目标代码生成   11.1  基本问题   11.2  目标机器模型   11.3  yi个简单的代码生成器     11.3.1  待用信息     11.3.2  寄存器描述和地址描述      11.3.3  代码生成算法   11.4  寄存器分配   11.5  DAG的目标代码   11.6  窥孔优化    练    习 第十二章  并行编译基础    12.1  并行计算机及其编译系统.     12.1.1  向量计算机     12.1.2  共享存储器多处理机     12.1.3  分布存储器大规模并行计算机     12.1.4  并行编译系统的结构   12.2  基本概念      12.2.1  向量与向量的次序     12.2.2  循环模型与索引空间     12.2.3  输入与输出集合     12.2.4  语句的执行顺序   12.3  依赖关系     12.3.1  依赖关系定义     12.3.2  语句依赖图     12.3.3  依赖距离、依赖方向与依赖层次   12.4  依赖关系问题    12.5  依赖关系测试   12.6  循环的向量化与并行化    12.7  循环变换技术    练    习 参考文献

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　　diyi章引论 　　1．1什么叫编译程序 　　使用过现代计算机的人都知道，多数用户是应用高级语言来实现他们所需要的计算的。现代计算机系统yi般都含有不止yi个的高级语言编译程序，对有些高级语言甚至配置了几个不同性能的编译程序，供用户按不同需要进行选择。高级语言编译程序是计算机系统软件zui重要的组成部分之yi，也是用户zui直接关心的工具之yi。 　　在计算机上执行yi个高级语言程序yi般要分为两步：diyi步，用yi个编译程序把高级语言翻译成机器语言程序；第二步，运行所得的机器语言程序求得计算结果。 　　通常所说的翻译程序是指这样的yi个程序，它能够把某yi种语言程序(称为源语言程序)转换成另yi种语言程序(称为目标语言程序)，而后zhe与前zhe在逻辑上是等价的。如果源语言是诸如FORTRAN、Pascal、C、Ada、Smalhalk或Java这样的“高级语言”，而目标语言是诸如汇编语言或机器语言之类的“低级语言”，这样的yi个翻译程序就称为编译程序。 　　高级语言程序除了像上面所说的先编译后执行外，有时也可“解释’’执行。yi个源语言的解释程序是这样的程序，它以该语言写的源程序作为输入，但不产生目标程序，而是边解释边执行源程序本身。本书将不对解释程序作专门的讨论。实际上，许多编译程序的构造与实现技术同样适用于解释程序。 　　根据不同的用途和侧重，编译程序还可进yi步分类。专门用于帮助程序开发和调试的编译程序称为诊断编译程序(DiagnosticCompiler)，着重于提高目标代码效率的编译程序”4优化编译程序(0ptiIIlizingCompiler)。现在很多编译程序同时提供了调试、优化等多种功能，用户可以通过“开关”进行选择。运行编译程序的计算机称宿主机，运行编译程序所产生目标代码的计算机称目标机。如果yi个编译程序产生不同于其宿主机的机器代码，则称它为交叉编译程序(CrossCompiler)。如果不需重写编译程序中与机器无关的部分就能改变目标机，则称该编译程序为可变目标编译程序(RetargetableCompile，)。 　　世界上diyi个编译程序——FORrⅡ认N编译程序是20世纪50年代中期研制成功的。当时，人们普遍认为设计和实现编译程序是yi件十分困难、令人生畏的事情。经过40年的努力，编译理论与技术得到迅速发展，现在已形成了yi套比较成熟的、系统化的理论与方法，并且开发出了yi些好的编译程序的实现语言、环境与工具。在此基础上设计并实现yi个编译程序不再是高不可攀的事情。 　　本书主要介绍设计和构造编译程序的基本原理和方法。我们不想罗列太多细节性的材料，着重讲yi些原理性的东西，但将反映yi些*的进展。 　　……

《深入理解编程语言：从理论到实践的系统探索》 一、 前言：构建高效软件的基石 在飞速发展的数字时代，编程语言是我们构建一切数字世界的基础。从用户友好的移动应用到支撑全球运作的复杂系统，编程语言扮演着至关重要的角色。然而，深入理解这些语言的内部运作机制，远不止于掌握语法和 API。真正的精通，在于理解它们是如何被翻译成机器可以执行的代码，以及在这个翻译过程中所经历的复杂而精妙的转换。 本书——《深入理解编程语言：从理论到实践的系统探索》——旨在为读者提供一个全面而深入的视角，去揭示编程语言的“幕后故事”。我们不仅仅是语言的使用者，更要成为理解其本质的探索者。本书将带领您穿越编译器的神秘世界，理解从人类可读的源代码到机器可执行指令的严谨蜕变过程。这不仅是理论上的探索，更是对软件工程实践中效率、性能和可靠性至关重要的核心技术的解析。 为何要深入了解编译原理？因为掌握了这一知识，您将能够： 编写更高效的代码： 理解代码如何被优化，有助于您写出运行速度更快、资源消耗更低的程序。 洞察语言设计： 了解不同语言设计决策背后的编译考量，帮助您更好地选择和使用合适的工具。 进行更有效的调试： 当程序行为异常时，深入的编译知识能够帮助您更快地定位问题根源。 参与语言开发与改进： 为下一代编程语言的设计和实现奠定坚实的基础。 理解软件生态： 认识到编译器在整个软件开发流程中的核心地位，以及它如何影响着我们所依赖的各种技术。 本书的写作风格注重理论与实践的结合，既有严谨的理论分析，又不乏生动的实例演示。我们力求以清晰易懂的方式，将抽象的概念具象化，让即使是初次接触编译领域的读者也能循序渐进地掌握核心知识。我们将系统地梳理从词法分析到代码生成的每一个阶段，并探讨现代编译器所面临的挑战与创新。 二、 核心内容概览：编译器的内在脉络 本书将围绕着编译器的生命周期展开，细致地剖析每一个关键的阶段。我们将遵循一个经典的编译流程，逐步深入： 1. 词法分析 (Lexical Analysis)：语言的“词语”识别 目标： 将源代码字符串分解成有意义的“词素”(tokens)。 核心概念： 正则表达式与有限自动机： 作为描述词素模式和实现扫描器的强大工具。我们将深入探讨如何使用正则表达式来定义关键字、标识符、运算符、字面量等，以及如何将其转化为高效的有限自动机进行匹配。 词素的定义与扫描： 学习如何精确定义不同类型的词素，并理解扫描器的工作原理，它如何逐个字符地读取源代码，并根据预定义的规则生成词素流。 符号表 (Symbol Table) 的初步构建： 在扫描过程中，一些基本的信息（如标识符的名称）会被记录下来，为后续阶段做准备。 实践应用： 掌握这一阶段，是理解如何将无序的字符流转化为结构化数据的关键。 2. 语法分析 (Syntax Analysis)：构建“句子”的结构 目标： 根据编程语言的语法规则，验证词素序列是否构成合法的程序结构，并构建抽象语法树 (Abstract Syntax Tree, AST)。 核心概念： 上下文无关文法 (Context-Free Grammar, CFG)： 学习如何使用 CFG 来形式化描述编程语言的语法结构，这是语法分析的核心理论基础。 解析技术： 自顶向下解析 (Top-Down Parsing)： 如递归下降解析、LL(k) 解析，理解其工作原理和局限性。 自底向上解析 (Bottom-Up Parsing)： 如移入-归约解析、LR(k) 解析（LR(0), SLR(1), LALR(1), LR(1)），深入探讨其强大的语法分析能力，并理解它们的区别和适用场景。 抽象语法树 (AST)： 解析的核心产物，它以树形结构直观地表示程序的语法结构，是后续语义分析和代码生成的直接输入。 实践应用： AST 是程序结构的高层抽象，对理解程序的逻辑和进行后续分析至关重要。 3. 语义分析 (Semantic Analysis)：理解“句子的”含义 目标： 检查程序的语义合法性，例如类型检查、变量作用域、声明与使用的一致性等。 核心概念： 类型系统： 深入理解不同编程语言的类型系统，包括静态类型、动态类型、类型推断、类型转换等。 类型检查 (Type Checking)： 学习如何运用 AST 和符号表来执行严格的类型检查，确保操作符与操作数的类型兼容。 作用域规则 (Scope Rules)： 理解变量、函数等标识符的可见范围，以及编译器如何处理嵌套作用域和名字解析。 属性文法 (Attribute Grammars)： 介绍一种更强大的形式化工具，用于描述和计算程序属性，如类型信息、值等。 符号表 (Symbol Table) 的深度构建： 在此阶段，符号表将包含更丰富的信息，如标识符的类型、作用域、存储位置等，是语义分析的核心数据结构。 实践应用： 语义分析是发现许多编译时错误的最后一道防线，确保程序在逻辑上是正确的。 4. 中间代码生成 (Intermediate Code Generation)：通用的“表达” 目标： 将 AST 转换为一种独立于具体机器的中间表示 (Intermediate Representation, IR)。 核心概念： 中间代码的形式： 三地址码 (Three-Address Code, TAC)： 最常见的 IR 形式，每个指令最多包含三个地址（源操作数、目标操作数），易于分析和优化。 后缀表达式 (Postfix Notation) / 逆波兰表示法 (Reverse Polish Notation, RPN)： 另一种表示形式，常用于表达式求值。 图形表示： 如控制流图 (Control Flow Graph, CFG)、数据流图 (Data Flow Graph, DFG)。 IR 的优势： 提高编译器的模块化程度，使得优化和代码生成可以独立于源语言和目标机器。 实践应用： 中间代码是编译器进行复杂优化的平台，也是连接前端（词法、语法、语义分析）和后端（优化、代码生成）的桥梁。 5. 代码优化 (Code Optimization)：让程序“跑得更快” 目标： 改进中间代码或目标代码，使其在速度、空间占用或能耗等方面更优。 核心概念： 局域优化 (Local Optimization)： 在基本块内进行的优化，如常量折叠、代数简化、公共子表达式消除等。 全局优化 (Global Optimization)： 在整个程序或函数范围内进行的优化，如循环不变代码外提、强度削弱、死代码消除、过程内/过程间分析等。 数据流分析 (Data Flow Analysis)： 学习如何分析程序中数据的流动，例如定义-使用链、活跃变量分析、常数传播等，为优化提供依据。 指令调度 (Instruction Scheduling)： 调整指令顺序以提高处理器流水线的效率。 寄存器分配 (Register Allocation)： 将变量尽可能地保存在 CPU 寄存器中，减少内存访问。 实践应用： 优化是现代编译器性能提升的关键，直接影响到软件的执行效率。 6. 目标代码生成 (Target Code Generation)：面向“机器”的翻译 目标： 将优化后的中间代码翻译成特定目标机器的机器代码或汇编代码。 核心概念： 指令选择 (Instruction Selection)： 根据中间代码指令选择对应的目标机器指令。 地址模式 (Addressing Modes)： 理解目标机器的各种寻址方式，并将其映射到中间代码的操作。 指令集体系结构 (Instruction Set Architecture, ISA)： 了解不同机器的指令集特性，对生成高效代码至关重要。 汇编与链接： 简要介绍汇编器和链接器的工作，它们将编译器生成的目标文件组合成可执行程序。 实践应用： 这是编译过程的最后一步，直接产生用户程序最终运行的代码。 三、 现代编译器的前沿话题与挑战 除了经典的编译流程，本书还将探讨一些现代编译器所面临的挑战和前沿技术： 并发与并行编译： 如何利用多核处理器加速编译过程。 即时编译 (Just-In-Time Compilation, JIT)： 解释 JIT 编译在 Java、JavaScript 等语言中的应用，以及它与静态编译的区别。 领域特定语言 (Domain-Specific Languages, DSLs)： 编译器如何支持更专业的语言。 代码优化的新技术： 如自动向量化、 Profile-guided optimization (PGO) 等。 编译器开发工具链： LLVM 等现代编译框架的介绍，以及它们如何简化编译器开发。 安全性与可靠性： 编译器在检测和缓解安全漏洞中的作用。 四、 目标读者与学习方法 本书适合以下读者： 计算机科学与技术专业的本科生和研究生： 作为系统学习编译原理课程的教材或参考书。 软件工程师： 希望深入理解编程语言底层机制，提升代码性能和调试能力。 系统软件开发者： 对操作系统、嵌入式系统、高性能计算等领域感兴趣的开发者。 语言设计者： 了解编译器如何实现语言特性，为语言设计提供理论支撑。 学习本书，建议读者具备一定的编程基础，并对数据结构和算法有初步了解。我们鼓励读者在阅读理论知识的同时，尝试动手实现一些简单的编译器组件，或使用现有的编译器工具进行实践，加深理解。 五、 结语：开启探索之旅 《深入理解编程语言：从理论到实践的系统探索》不仅仅是一本关于编译器的技术手册，更是一次关于计算思维的深度探索。通过理解编译器的工作原理，您将不仅仅是编写代码，更能理解代码的生命周期，掌握提升软件质量和性能的钥匙。我们相信，掌握了编译的精髓，您将能够以全新的视角审视编程世界，成为一名更强大、更具洞察力的开发者。 踏上这段激动人心的旅程，让我们一起揭开编程语言背后的神秘面纱！

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计我相当喜欢，那种深邃的蓝色基调，加上简洁而富有力量感的字体，一下子就抓住了我的眼球。拿到手的时候，书页的质感也非常好，纸张厚实，印刷清晰，翻阅起来有种沉甸甸的实在感，让人忍不住想立刻沉浸其中。我个人对技术类书籍的要求比较高，不仅内容要扎实，阅读体验同样重要。这本书在外观和触感上的用心，无疑为我后续的学习打下了良好的基础，它让一本晦涩难懂的学术著作变得触手可及，仿佛在告诉我，即使是编译原理这样复杂的领域，也能用一种亲切的方式去探索。我期待这本书能像它的外观一样，为我打开一扇通往程序设计语言奥秘的明亮之窗，让我能更深入地理解软件是如何被创造出来的。

评分☆☆☆☆☆

刚开始翻阅这本书，我就被作者严谨的逻辑和清晰的思路所吸引。每一章的开篇都如同为我铺设了一条清晰的路径，让我知道接下来要探索的方向和要掌握的核心概念。即使是对于我这样一个初涉编译原理领域的学习者来说，书中提出的每一个问题，以及作者给出的解答，都显得那么循序渐进，合乎情理。不像有些书，上来就抛出大量公式和术语，让人望而却步，这本书却巧妙地将抽象的概念与具体的实例相结合，让我在理解理论的同时，也能看到它们是如何在实际中应用的。这种“由浅入深，层层递进”的讲解方式，极大地降低了学习门槛，也增强了我继续深入学习的信心。我甚至能在阅读的过程中，隐约感受到作者在梳理这些知识点时所付出的心血和智慧。

评分☆☆☆☆☆

我尤其欣赏书中对某些关键概念的深入剖析。比如，在解释词法分析和语法分析的部分，作者并没有停留在简单的定义上，而是花了大量篇幅去阐述它们背后的原理，以及不同的算法在效率和实现复杂度上的权衡。他用生动的比喻和形象的图示，将那些原本抽象的算法过程变得可视化，让我在脑海中形成了清晰的图像，不再是枯燥的文字堆砌。这种“拔高”式的讲解，让我不仅理解了“是什么”，更明白了“为什么”，以及“如何做得更好”。这种深度和广度兼具的讲解，对于我这种想要彻底弄懂编译原理的学生来说，无疑是莫大的帮助。它不仅仅是知识的传授，更是一种思维方式的培养，让我学会如何去分析和解决问题。

评分☆☆☆☆☆

阅读过程中，我发现这本书在结构上也非常合理。章节之间的过渡非常自然，仿佛是前一章的结论自然地引出了下一章的课题。这使得我的阅读体验非常连贯，不会出现前后脱节的感觉。我能够清晰地看到整个编译过程是如何被分解成不同的阶段，而每一个阶段又如何在逻辑上承接前一个阶段、为后一个阶段打下基础。这种精巧的结构设计，就像是在搭建一座宏伟的建筑，每一块砖瓦都找到了它最合适的位置，共同构筑起一个坚实而完整的知识体系。我能够感受到作者在组织材料时所花费的巨大精力，这种系统性的编排，对于我构建起对编译原理的整体认知至关重要。

评分☆☆☆☆☆

总的来说，这本书给我留下了非常深刻的印象。它不仅仅是一本技术书籍，更像是一位经验丰富的老师，用耐心和智慧引导我一步步探索编译原理的奇妙世界。书中内容的深度和广度，以及作者循循善诱的讲解方式，都让我受益匪浅。它不仅提升了我对程序设计语言底层机制的理解，也为我日后的编程实践提供了更坚实的理论基础。我相信，这本书会成为我学习生涯中不可或缺的宝贵财富，并在我未来的技术道路上，持续发光发热。我非常庆幸自己选择了它，它所带来的启发和帮助，已经远远超出了我的预期。