编译原理：删除公共子表达式

"这篇内容来自一堂编译原理的课件，由辛明影老师讲解。课件涉及编译器的基本结构、高级语言语法、词法分析、语法分析、语义分析、代码优化、目标代码生成等多个方面。课程强调自顶向下、问题驱动的教学方法，并结合实验来拓展课堂教学。删除公共子表达式是代码优化中的一个重要概念，旨在提高程序执行效率。" 在编译原理中，"如果一个表达式E在前面已经定义过"，那么这个表达式E可能是一个公共子表达式。公共子表达式是指在一个计算过程中，出现在多个地方且其值在整个计算过程中保持不变的表达式。例如，在计算过程中，若存在相同的数学运算或者函数调用，这些重复的部分即为公共子表达式。 删除公共子表达式是一种代码优化技术，它的目的是减少不必要的计算，提高程序运行效率。当一个表达式E在后续计算中不需要再进行计算，且其结果在之前的计算中已经被确定，那么就可以在不影响最终结果的前提下，用之前计算的结果替代后续出现的E，从而避免了重复计算。这种优化在编译器设计中是非常关键的一环，因为它能显著减少程序的运行时间和资源消耗。 编译器通常包含多个阶段，如词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成、代码优化和目标代码生成。在代码优化阶段，编译器会寻找并删除公共子表达式，将其结果存储在临时变量中，然后在后续出现相同表达式的地方使用该临时变量，以此提高程序的运行性能。 此外，课程还介绍了编译器的基本结构和工作流程，从读取源程序开始，经过词法分析识别单词，语法分析理解句子结构，语义分析确保程序的逻辑正确性，再到中间代码生成、代码优化和目标代码生成，最后形成可执行程序。整个过程类似于自然语言的翻译，从源语言转换为目标语言，但涉及更复杂的程序逻辑和计算机底层知识。 教学设计方面，辛明影老师提倡采用自顶向下的方法，通过问题驱动学习，鼓励学生动手实践，将课程内容与实际应用相结合，通过实验加深对课堂知识的理解，并强调知识的连贯性和前后联系，确保学生能够系统地掌握编译原理的知识。