编译原理：源程序优化与目标代码生成

"源程序级局部优化、循环优化、全局优化-编译原理 龙书" 在编程领域，编译原理是理解计算机程序如何转换为机器可执行代码的关键。源程序级的优化是编译器的一项重要任务，旨在提高程序的性能和效率。这些优化可以分为局部优化、循环优化和全局优化。 1. 局部优化：这是在单个基本块或函数级别进行的优化，主要关注减少冗余计算和消除不必要的操作。例如，删除死代码（未使用的变量和代码段）、常量折叠（在编译时评估常量表达式）和复用计算结果（如将同一表达式的结果存储在临时变量中，避免重复计算）。 2. 循环优化：循环是程序中常见的时间消耗部分，因此针对循环的优化对提升性能至关重要。循环展开是一种常见的优化策略，通过增大循环步长来减少迭代次数，从而减少循环开销。另外，循环不变量外提可以将循环内部不依赖于迭代变量的计算移到循环外面，减少循环体内的计算。还有像循环合并和循环展开也是有效的循环优化手段。 3. 全局优化：这种优化跨越了函数甚至整个程序的边界，考虑到了程序的全局行为。全局优化包括函数 inline（内联），将小函数的调用替换为函数体，以减少调用开销；全局数据流分析，找出全局变量的使用模式，优化数据访问；以及消除公共子表达式，识别并替换重复的复杂表达式。 优化技术的目的是在不改变程序逻辑的前提下提高其效率。优化原则包括： 1. 等价原则：任何优化都不能改变程序的语义，即优化后的程序必须与原始程序有相同的输入输出行为。 2. 有效原则：优化应带来实际的性能提升，而不仅仅是理论上的。 3. 合算原则：考虑到优化带来的效益与实施优化所需的时间和资源，只有当优化的收益大于其成本时，才值得进行。 在《编译原理》这门课程中，学生将学习编译器的基本结构，如词法分析器、语法分析器、语义分析器和代码生成器。此外，还将涉及高级语言的语法描述、中间代码生成、程序运行时的内存管理以及目标代码生成。通过实验和问题驱动的教学方法，学生将深入理解编译器的运作机制，并掌握如何利用这些原理进行程序优化。了解这些知识对于成为优秀的程序员或系统开发者至关重要，因为它们有助于创建更高效、更优化的软件。