编译原理

第1章 编译程序概论 1

1.1 什么是编译程序 1

1.2 编译过程和编译程序的结构 3

1.2.1 词法分析 3

1.2.2 语法分析 4

1.2.3 语义分析 5

1.2.4 中间代码生成 6

1.2.5 代码优化 6

1.2.6 目标代码生成 6

1.2.7 符号表管理和出错处理 7

1.2.8 编译阶段的组合和编译结构 9

1.3 实例：PL/0编译程序 10

1.3.1 PL/0语言简介 10

1.3.2 PL/0语言处理系统 11

习题 13

第2章 语言和文法 14

2.1 语言的基本概念 14

2.1.1 字母表和字 14

2.1.2 关于字的运算和字母表上的运算 14

2.1.3 语言 15

2.1.4 关于语言的运算 15

2.2 上下文无关文法 16

2.2.1 上下文无关文法的基本概念 16

2.2.2 归约与推导 17

2.2.3 上下文无关语言 18

2.2.4 句型、句子与分析树 20

2.2.5 归约、推导与分析树之间关系 20

2.2.6 文法的二义性 21

2.3 PL/0语言的语法 25

2.3.1 PL/0语言语法的上下文无关文法描述 25

2.3.2 PL/0语言语法的EBNF描述 26

习题 28

第3章 词法分析程序及其自动构造 31

3.1 词法分析概述 31

3.1.1 词法分析的任务 31

3.1.2 词法分析在编译程序中的组织 32

3.1.3 词法分析程序中如何识别单词 33

3.2 实例：PL/0编译程序中词法分析程序的设计和实现 33

3.3 词法分析程序自动构造原理 37

3.3.1 正规表达式与正规语言 37

3.3.2 有限自动机 40

3.3.3 词法分析程序构造的自动化 52

3.4 LEX：一个词法分析程序的生成工具 52

3.4.1 LEX描述文件中使用的正规表达式 53

3.4.2 LEX描述文件的格式 54

3.4.3 LEX的使用 56

3.4.4 与YACC的接口约定 56

3.4.5 用LEX构造PL/0词法分析程序 57

习题 57

第4章 自顶向下语法分析 60

4.1 自顶向下分析思想 60

4.2 LL（1）分析方法 63

4.2.1 First集合和Follow集合 63

4.2.2 LL（1）文法 66

4.2.3 LL（1）分析的实现 66

4.2.4 一些有用的文法变换 72

4.3 实例：PL/0编译程序中语法分析程序的设计和实现 76

4.3.1 PL/0语法分析程序的自顶向下预测分析思想 76

4.3.2 PL/0递归下降语法分析程序的设计 78

4.3.3 PL/0编译程序中的错误处理 80

习题 82

第5章 自底向上语法分析 85

5.1 自底向上分析思想 85

5.1.1 短语和直接短语 86

5.1.2 句柄 87

5.1.3 移进-归约分析 89

5.2 LR分析方法 92

5.2.1 LR分析基础 92

5.2.2 LR（0）分析 95

5.2.3 SLR（1）分析 100

5.2.4 LR（1）分析 102

5.2.5 LALR（1）分析 107

5.2.6 某些非LR文法的强制LR分析 109

5.3 LR分析中的错误处理 111

5.4 几类分析文法之间的关系 113

习题 113

第6章 语法制导的语义分析和中间代码生成 118

6.1 语法制导的语义处理基础 118

6.1.1 属性文法以及基于属性文法的语义处理 118

6.1.2 翻译模式以及基于翻译模式的语义处理 127

6.2 语法制导的语义分析 133

6.2.1 语义分析的主要工作 134

6.2.2 类型检查 134

6.3 语法制导的中间代码生成 137

6.3.1 常见的中间表示形式 137

6.3.2 生成抽象语法树 138

6.3.3 生成三地址码 139

6.4 YACC：一个语法分析/语义处理程序的生成工具 147

6.4.1 YACC描述文件 147

6.4.2 使用YACC的一个简单例子 151

6.4.3 用LEX和YACC实现PL/0编译程序 152

习题 152

第7章 符号表 158

7.1 名字的属性和说明 158

7.2 符号表的组织 159

7.2.1 符号表的总体组织 159

7.2.2 关键字域的组织 160

7.2.3 符号表的基本实现技术 160

7.3 分程序结构的符号表 161

7.4 PL/0编译程序中符号表的设计与实现 164

7.4.1 PL/0符号表的设计 164

7.4.2 作用域与可见性 166

7.4.3 符号表的操作 168

习题 169

第8章 目标程序运行时的存储组织 171

8.1 数据空间的使用和管理方法 171

8.1.1 静态存储分配 172

8.1.2 动态存储分配 172

8.2 栈式存储分配的实现 173

8.2.1 动态地分配和释放一个过程的数据空间 174

8.2.2 对非局部变量的引用 175

8.2.3 分程序共享过程的活动记录 179

8.3 参数传递 180

8.3.1 形实参对应的方法 181

8.3.2 传值的实现 181

8.3.3 传地址的实现 182

8.4 PL/0程序运行时的存储组织 183

8.4.1 PL/0程序运行栈中的过程活动记录 183

8.4.2 实现过程调用和返回的类P-code指令 185

习题 186

第9章 代码优化和代码生成 189

9.1 基本块和流图 191

9.1.1 基本块 191

9.1.2 控制流图 192

9.1.3 循环的判定 193

9.1.4 跟踪基本块内部变量使用信息 194

9.1.5 跟踪基本块之间变量使用信息 196

9.2 中间代码优化 200

9.2.1 局部优化 200

9.2.2 循环优化 202

9.2.3 全局优化 205

9.3 目标代码的生成和优化 207

9.3.1 设计代码生成程序的基本考虑 207

9.3.2 一个简单的代码生成算法 209

9.3.3 目标代码优化 211

9.4 PL/0编译程序中的目标代码生成 212

习题 214

第10章 编译器和相关工具实例——GCC/Binutils 217

10.1 开源编译器GCC 217

10.1.1 GCC介绍 218

10.1.2 GCC总体结构 219

10.1.3 GCC编译流程 220

10.1.4 GCC代码组织 221

10.2 开源工具Binutils 222

10.2.1 目标文件 222

10.2.2 汇编器和链接器 223

10.2.3 其他工具 224

10.3 编译器和工具使用实例 224

10.3.1 编译特定版本的编译器 224

10.3.2 查看目标文件 227

10.3.3 程序代码优化 229

习题 232

附录A PL/0编译程序文本 233

附录A-1 PL/0编译程序文本（Pascal） 233

附录A-2 PL/0编译程序文本（C） 250

附录B 用于生成某个PL/0编译程序的LEX描述文件和YACC描述文件 279

附录B-1 LEX描述文件pl0.l 279

附录B-2 YACC描述文件pl0.y 280

附录B-3 头文件define.h 292

参考文献 293

《编译原理》主要介绍编译系统的一般构造原理和基本实现技术。内容包括语言基础知识、词法分析、语法分析、中间代码生成、代码优化、目标代码生成、符号表的构造和运行时存储空间的组织等，同时将“PL/0语言编译程序”的设计作为实例贯穿于相关章节中。最后还通过一系列程序实例介绍了工业界广泛使用的开源工具GCC和Binutils。

没有深奥理论，但求论述严谨
没有面面俱到，但求自成体系
立足原理学习，兼顾实际应用
编译程序在计算机科学技术的发展历史中发挥了巨大作用，是计算机系统的核心支撑软件。编译原理一直是国内外大学计算机相关专业的核心课程，其知识结构融贯整个计算机系统，其理论基础是联系计算机科学和计算机系统的典范。《编译原理》介绍编译程序构造的一般原理和基本技术，注重知识体系的基础性和连贯性，内容由语言基础知识、词法分析、语法分析、语法制导的语义处理基础、语义分析和中间代码生成、符号表组织、运行时存储组织、代码优化和目标代码生成等部分组成。同时将“PL／O语言编译程序”的设计作为实例贯穿于相关章节中。
最后通过一系列程序实例介绍了工业界广泛使用的开源工具GCC和Binutils。《编译原理》可作为计算机相关专业本科阶段的教材，也可用于自学或教学参考。《编译原理》的作者长期从事与编译理论和技术相关的课程教学，具有较丰富的教学经验，著有多部编译课程教材，并在程序设计语言理论和系统的研究领域取得许多有影响的成果，发表了较高水平的论文。