中间代码优化技术：公共表达式消除与值编码应用

"编译原理及实现技术：24.中间代码优化2.ppt，主要讨论了中间代码优化中的公共表达式节省和基于相似性及值编码的公共表达式优化技术。" 中间代码优化是编译器设计的重要环节，旨在提高程序的运行效率，减少不必要的计算。公共表达式节省是一种常见的优化方法，它主要针对重复出现的表达式。当一个表达式在多个位置被重复计算时，可以将其结果存储在一个临时变量中，后续的计算则直接引用这个临时变量，避免重复计算。 例如，考虑如下代码序列： 1. (*,c,b,t1) 2. (+,d,t1,t2) 3. (=,t2,-,d) 在这个例子中，表达式"c*b"被计算两次。通过公共表达式节省，我们可以将第一次计算的结果存储在`t1`中，然后在第二次计算时直接使用`t1`，从而优化后的代码变为： 1. (*,c,b,t1) 2. (+,d,t1,t2) 3. (=,t2,-,d) 优化过程通常会维护一个活跃运算代码表和等价变量表。活跃运算代码表记录当前有效的运算，而等价变量表用于存储变量之间的等价关系。当遇到新的运算代码时，编译器会检查等价变量表，如果发现有等价关系，就进行相应的替换或优化。 基于相似性的公共表达式优化进一步扩展了这一概念，考虑表达式的结构相似性。例如，在给定的优化案例中，有多个类似的操作： d=d+c*b a=d+c*b c=d+c*b 通过识别这些表达式的相似性，可以将它们合并，减少重复计算。在这个例子中，优化后的代码只计算一次"c*b"，并将结果分别赋值给d、a和c。 基于值编码的公共表达式优化则引入了变量的值编码。每个变量在每次赋值后都会获得一个新的编码，以反映其当前的值状态。这样，如果两个表达式中涉及的变量具有相同的值编码，那么它们就是等价的。例如，如果有四元式序列： a=b*c+b*c；d=b；e=d*c+b*c 在优化过程中，b的编码在第一行后被更新为a的编码，因此在第三行的四元式中，b的编码可以被替换为a的编码，减少了重复计算。 这些优化策略都是为了提高编译器生成的目标代码的效率，减少计算次数，降低内存占用，从而提升程序运行速度。在编译器设计中，对中间代码进行各种形式的优化是必不可少的步骤，它直接影响到最终程序的性能。