山东大学软件学院2022-2023第二学期编译原理期末考试（回忆版）_山东大学软件学院编译原理期末考试

山东大学软件学院2022-2023第二学期编译原理期末考试（回忆版）

前言

1、考试时间：2023/5/26 14:00-16:00
2、考试科目：编译原理（老师：LiuHong）
3、考题语言：中文
4、考试形式：闭卷
5、考后感悟：本次考试题目近80%都是2023年初开学考试的题目，真的一模一样，符号都不带变的。提醒一下最好带个尺子、铅笔和橡皮，这样更方便画图和表格。
6、分享：
链接：编译原理历年题总结
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一、简答题（5*5’ = 25’ ）

1、画出编译原理的程序框图。

2、什么是文法的二义性？为什么要消除二义性？如何消除二义性？

1、二义性：给定文法，若存在某个句子，有多个最左/右推导，即可以生成多棵解析树，则这个文法就是二义的。
2、通常要求程序设计语言的文法的无二义性的，否则会导致一个程序有多个“正确”的解释。即使文法允许二义性，但仍需要在文法之外加以说明，来剔除不要的语法分析树。总之，必须保证文法消除了二义性使得最后的语法解析树只有一棵。
3、①改写原文法 ②引入消除二义性的规则。

3、简述推导和归约的概念。

推导：将终结符替换为它的某个产生式的体。
归约：将一个与某个产生式的体相匹配的特定子串替换为该产生式的头。

4、简述递归下降语法分析技术的基本思想。

对于LL(1)文法，不必实际构建解析树，而且可以借助系统栈来实现预测分析，这就是递归下降算法。

5、简述划分基本块的算法。

①确定首指令：第一个三地址指令；任意一个转移指令的目标指令；转移指令后的一个指令。
②确定基本块：从一个首指令开始到下一个首指令之间的部分为一个基本块。

二、词法分析（20’）

根据正则式：a( (b(a|b)*) |$\epsilon$)ba，写出NFA ,确定化，最小化。
答:
①NFA:

②确定化：

DFA:

③最小化：
初步划分为{0，1，2，4，5}、{3}；
根据a将{0，1，2，4，5}划分为{0，1，5}、{2，4}；
根据a将{0，1，5}划分为{0}，{1}，{5}；
{2，4}不用划分，归为一个节点；
最终节点划分为{0}、{1}、{2，4}、{3}、{5}。

三、语法分析（20’）

G(S)文法如下：

S$\to$CC
C$\to$cC
C$\to$d

3.1 G(S)对应的First和Follow是什么？证明是G(S)是LL(1)。

First(S) = {c,d}
First(C) = {c,d}
Follow(S) = {$}
Follow(C) = {c,d,$}
证明：① G（S）不含左递归。
② 对于C——>cC，C——>d中，First(cC) ⋂ First(d) = $\varnothing$
③ 对于A,C,它们的首终结符都不含$\epsilon$
所以G（S）是LL(1)。

3.2写出G(S)的预测分析表。

Start(S——>CC) = {c,d}
Start(C——>cC) = {c}
Start(C——>d) = {d}

3.3根据预测分析表，写出cdccccd的TOP-DOWN的推导过程。

四、语义分析（20’）

给出以下文法：

E$\to$aA|bB
A$\to$cA|d
B$\to$cB|d

4.1证明是LR(0)。

证明：
对文法进行拓广：
(1)E'——>E
(2)E——>aB
(3)E——>bB
(4)A——>cA
(5)A——>d
(6)B——>cB
(7)B——>d
画图如下：

从上图可以看出该文法没有 移入-归约冲突，也没有 归约-归约冲突，所以是LR(0）文法。

4.2 写出预测分析表。

4.3 根据预测分析表，写出accd自底向上的推导过程。

注意归约E'——>E

五、语法制导翻译（7’)

写出语法制导翻译的基本思想。并说明抽象语法树在语法制导翻译中的角色。
1、基本思想：对字符串进行语法分析，构建语法分析树，然后根据需要遍历语法树并在语法书的各结点处按语义规则进行计算。这种有源程序的语法结构驱动的处理方法就是语法制导翻译。
2、抽象语法树中，每个结点代表一个语法结构，比如对应某个运算符；
结点的每个子结点代表其子结构，比如对应运算分量,表示这些子结构按照特定的方式组成了较大的结构,可以忽略掉一些标点符号等非本质的东西。
抽象语法树是将源代码转换为目标代码的中间表示形式，可以帮助我们更好地理解源代码的结构和语义。在语法制导翻译中，我们可以通过遍历抽象语法树来执行语义动作，生成目标代码。

六、代码优化（8’）

说明局部优化和全局优化的不同。写出至少四个优化方法，并简述其算法。
1、局部优化是指单个基本块范围内的优化；全局优化是指面向多个基本块的优化。
2、优化方法：
①删除公共子表达式：如果表达式 x op y 先前已被计算过，并且从先前的计算到现在，x op y 中变量的值没有改变。那么可以删除公共子表达式。
②删除无用代码：在复制语句x = y的后面尽可能地用y代替x
③常量合并：如果在编译时刻推导出一个表达式的值是常量，就可以 使用该常量来替代这个表达式
④代码移动：对于那些不管循环执行多少次都得到相同结果的表达式，在进入循环之前就对它们求值。
⑤强度削弱：用较快的操作代替较慢的操作。

结尾

建议把往年题目多做几遍，本次考试的题目80%都是往年题。
其中 词法分析中构建NFA，DNF，最小化；语法分析中的LL(1)，LR(0) 是重点。
注：以上题目的答案均为个人理解，仅作参考。如有错误，欢迎指出。