南开大学软件学院编译原理

### 南开大学软件学院编译原理课程概述

#### 课程目标
编译原理是一门理论性和实用性都很强的学科，旨在让学生掌握编程语言处理程序的设计方法和技术。通过该课程的学习，学生能够理解并设计简单的编译器，熟悉词法分析、语法分析、中间代码生成、优化以及目标代码生成等各个阶段的工作机制。

#### 主要教学内容
1. **绪论**
- 编译过程概览及其各阶段的任务介绍。
- 解释不同类型的编译工具链组件的作用和工作流程[^1]。

2. **形式化语言基础**
- 正规表达式的定义与应用实例解析。
- 上下文无关文法的概念阐述及BNF范式说明。

3. **词法分析**
- 字符串模式匹配算法讲解，如DFA/NFA转换技术。
- 实现有限自动机的方法探讨，包括状态图表示法。

4. **语法分析**
- 自顶向下和自底向上的两种基本策略对比分析。
- LL(1)预测分析表构建原则描述；LR(k)族文法特性总结。

5. **语法制导翻译**
- 中间表示IR的形式讨论——三地址码结构特点展示。
- 属性文法规则设定方式举例说明。

6. **运行时刻环境**
- 符号表管理方案设计思路分享。
- 存储分配模型建立指南提供给定场景下的内存布局规划建议。

7. **代码生成**
- 基本块概念引入及其重要性强调。
- 寄存器分配策略研究，重点在于减少访存次数提高效率方面。

8. **优化技术**
- 静态单赋值SSA形式的优势体现。
- 循环不变量外提等经典局部/全局变换操作示范。

9. **实验环节**
- 使用特定平台（例如LLVM）完成小型编译系统的开发项目实战演练。

// 示例：C++风格的简单算术表达式求值函数
double evaluateExpression(const std::string& expr){
    // ...省略具体实现细节...
}