编译原理复习总结：核心概念与优化技术解析

"这是四川大学关于编译原理课程的期末复习资料，共19页，涵盖了编译程序的基础概念、文法定义、编译过程的各个阶段以及代码优化等相关知识点。" 1. 编译程序是计算机科学中的一个重要概念，它的主要任务是将高级语言源代码转换成计算机可执行的低级语言，通常是汇编语言或机器语言。编译器通过翻译源程序，确保源代码的逻辑结构在目标代码中得到等效体现。 2. 文法在编译原理中扮演着核心角色，它是描述编程语言结构的形式规范。一个文法通常由四个元素组成：非终结符号集Vn，终结符号集Vt，起始符号S，以及一组产生式P。非终结符号和终结符号共同构成了文法的词汇表，非终结符号是文法的构建块，而终结符号则是实际出现在程序中的基本符号。 3. 语法分析阶段的任务是对词法分析生成的单词符号串进行解析，依据文法规则将其拆解成不同的语法结构，如程序、语句和表达式，同时验证输入的程序是否符合文法，确保其语法正确性。 4. 局部优化是编译过程中提高代码效率的重要步骤。常见的技术包括删除公共子表达式、复写传播、删除无用代码、代数恒等变换（降低运算复杂度）、代码外提、强度削弱和删除归纳变量。这些技术旨在提升程序的运行速度和内存利用率，而不改变其最终行为。 5. 编译过程通常分为五个主要阶段：词法分析、语法分析、语义分析与中间代码生成、代码优化和目标代码生成。这些阶段逐次将源程序转化为不同的形式，直到生成可以直接由硬件执行的目标代码。 6. 文法是语言的数学表示，用于定义语言中句子的构造规则。它可以清晰地界定一个语言的合法句子，并且只关注句子的形式而非意义。文法通过有限的规则来描述无限多的可能句子。 7. 语义分析阶段的任务是深入理解语法分析产生的结构，赋予它们具体的含义，并进行初步的翻译，生成中间代码。同时，这一阶段还会检查静态语义，确保程序在编译时的正确性，例如类型匹配、变量声明等。 8. 代码优化的实施需要遵循三个基本原则：等价原则，即优化不能改变程序的逻辑结果；有效原则，优化应使程序运行更快或占用更少的存储空间；合算原则，优化手段的代价应低于其带来的收益。 9. 词法分析是编译的第一步，它负责读取源程序，识别并分割单词符号，去除无关的字符如空格、注释，并处理换行等格式问题。此外，词法分析器还可能执行宏展开等预处理任务。 10. 符号表是在编译过程中维护的一个数据结构，用于存储源程序中各种符号（如变量、函数、类等）的相关信息，如类型、作用域、生命周期等。符号表管理对于正确解析和翻译源代码至关重要，它确保了符号的唯一性和一致性。