編譯原理課程論文

編譯原理課程論文一、引言編譯原理對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生的重要性與高等數(shù)學(xué)對(duì)理科學(xué)生的重要性幾乎可以相提并論。編譯原理課程是高校計(jì)算機(jī)類專業(yè)的重要基礎(chǔ)和骨干課程。本課程系統(tǒng)的講述編譯系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、工程流程以及編譯程序各組成部分的設(shè)計(jì)原理和實(shí)現(xiàn)技術(shù)，通過本課程的學(xué)習(xí)，我們既掌握編譯理論和方法方面的基本知識(shí)，而且也獲得設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、分析和移植編譯程序方面的初步能力。

本書內(nèi)容包括語言及文法的基本知識(shí)、詞法分析、語法分析、語義分析及中間代碼生成、符號(hào)表組織、運(yùn)行時(shí)的存儲(chǔ)組織與分配、代碼優(yōu)化及目標(biāo)代碼生成等。本書將編譯的基本理論和具體的實(shí)現(xiàn)技術(shù)有機(jī)地結(jié)合起來，既準(zhǔn)確清楚地闡述相關(guān)的概念和原理，又給出典型的實(shí)現(xiàn)程序；同時(shí)，對(duì)目前頗為流行且使用效果良好的分析器自動(dòng)生成工具如LEX,LLama，YACC，OCCS等的功能和使用方法也作了相應(yīng)的介紹。二、關(guān)鍵字：發(fā)展、作用及應(yīng)用、學(xué)習(xí)方法三、編譯原理的發(fā)展1954年至1957年間，F(xiàn)ORTRAN語言及其編譯器的開發(fā)。花了18個(gè)人年。幾乎與此同時(shí)，NoamChomsky開始研究語言文法(grammar，結(jié)構(gòu)規(guī)則)的難易程度以及識(shí)別它們所需的算法來為語言分類。在60年代和70年代進(jìn)行的分析問題(parsingproblem，用于限定上下文無關(guān)語言的識(shí)別的有效算法)的研究。有窮自動(dòng)機(jī)(finiteautomata)和正規(guī)式(regularexpression)的研究與喬姆斯基的研究幾乎同時(shí)開始，引出了表示程序設(shè)計(jì)語言的單詞的符號(hào)方式。接著又深化了生成有效的目標(biāo)代碼的方法，這就是最初的編譯器，實(shí)際上應(yīng)稱作代碼改進(jìn)技術(shù)(codeimprovementtechnique)。當(dāng)分析問題變得好懂起來時(shí)，人們就在開發(fā)程序上花費(fèi)了很大的功夫來研究這一部分的編譯器的自動(dòng)構(gòu)造。Lex與Yacc。在70年代后期和80年代早期，大量的項(xiàng)目都關(guān)注于編譯器其他部分的生成自動(dòng)化，這其中就包括了代碼生成。這些嘗試并未取得多少成功。四、編譯原理的應(yīng)用1.語言的結(jié)構(gòu)化編輯器:Turbo-Edit、editplus和Ultraedit等2.語言程序的調(diào)試工具3.語言程序的測(cè)試工具4.高級(jí)語言之間的轉(zhuǎn)換工具5.交叉編譯程序從表面上看,編譯程序是將高級(jí)語言源程序翻譯成低級(jí)語言程序,但編譯程序構(gòu)造的基本原理和技術(shù)也廣泛應(yīng)用于一般軟件的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn),其中的設(shè)計(jì)思想、算法、思維方式和技術(shù)都可能會(huì)對(duì)學(xué)生今后的職業(yè)發(fā)展產(chǎn)生比較大的影響。當(dāng)今,程序設(shè)計(jì)已經(jīng)基本上從傳統(tǒng)的過程式轉(zhuǎn)向?qū)ο笫?并且正在從對(duì)象式轉(zhuǎn)向組件型。這其實(shí)是程序設(shè)計(jì)范型的變遷,是在計(jì)算機(jī)技術(shù)背景下認(rèn)識(shí)世界的觀點(diǎn)的變化:過程式將完成事務(wù)看成是一系列的步驟,而對(duì)象式卻將世界看成是由一系列對(duì)象組成的,這些對(duì)象之間交互合作完成特定的事務(wù)。從過程式到對(duì)象式,有著質(zhì)的變化,而非一般的修改和完善,由此帶來了語言(算法描述工具)的變化。編程語言影響思維,面向?qū)ο蟮乃季S方法又促進(jìn)了編程語言的發(fā)展。傳統(tǒng)的編譯程序構(gòu)造主要存在如下一些問題:(1)傳統(tǒng)編譯程序試圖通過將編譯程序根據(jù)功能模塊分解,而使整個(gè)編譯程序的復(fù)雜性降低。這種方法雖然在一定程度上簡(jiǎn)化了編譯過程。但為了處理大型、復(fù)雜且多變的編譯程序,僅僅將它按照功能分解成詞法分析、語法分析、語義處理和代碼生成幾個(gè)階段是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。(2)傳統(tǒng)的編譯程序構(gòu)造中,編譯的每個(gè)階段依然是大型、復(fù)雜的,且每個(gè)階段內(nèi)部依然存在復(fù)雜的聯(lián)系,這對(duì)編譯程序的可維護(hù)性沒有實(shí)際上的改變,反而造成維護(hù)困難。(3)雖然傳統(tǒng)的編譯程序構(gòu)造有著豐富的理論基礎(chǔ),也有一些工具諸如Lex、Yacc等,但對(duì)一個(gè)具體的編譯程序的構(gòu)造仍然要從最基本的描述開始。傳統(tǒng)的編譯程序構(gòu)造的功能分解方法缺乏支持復(fù)用的良好機(jī)制?？傊?過程式程序設(shè)計(jì)范式存在的問題在編譯程序設(shè)計(jì)中廣泛存在。而用對(duì)象式程序設(shè)計(jì)語言來描述編譯程序,則對(duì)象式程序設(shè)計(jì)范式帶來的好處基本上都能夠得到。具體主要表現(xiàn)在:(1)編譯程序效率高。由于面向?qū)ο蟮木幾g程序構(gòu)造采用的是語法樹構(gòu)造法,可以得到上下文相關(guān)信息,并根據(jù)上下文進(jìn)行語法樹的優(yōu)化,所以生成的代碼效率高。(2)復(fù)用方便。由于語法類和具體的語法結(jié)構(gòu)一一對(duì)應(yīng),所以在復(fù)用語法結(jié)構(gòu)時(shí),可以直接得到能被復(fù)用的語法類,不需要經(jīng)過查找過程。

(3)修改方便。由于面向?qū)ο蠓椒ㄖ械姆庋b和多態(tài)等技術(shù)的實(shí)現(xiàn),語義處理方法中所用到的數(shù)據(jù)都是局部數(shù)據(jù),因此要做語義修改時(shí),只要繼承相應(yīng)的語法類,并且重載相應(yīng)的語義處理方法即可,需修改的內(nèi)容較之傳統(tǒng)方法要少。(4)有利于構(gòu)造編譯程序類庫(kù),使得編譯程序的構(gòu)造能夠大量復(fù)用已有的類,這是更高層次上的復(fù)用。五、編譯原理的作用編譯原理課程幫助我們了解高級(jí)語言程序轉(zhuǎn)換成機(jī)器指令程序的過程?？梢詭椭覀兏羁痰乩斫飧呒?jí)語言程序運(yùn)行的內(nèi)部機(jī)制。編譯原理課程各個(gè)部分之間的獨(dú)立性很強(qiáng)，包括詞法分析、語法分析、存儲(chǔ)的組織與分配、中間語言、語法制導(dǎo)翻譯、代碼生成與優(yōu)化這幾大部分。詞法分析和語法分析是其中的重點(diǎn)，語言分析也是難點(diǎn)，需要掌握比較復(fù)雜的算法邏輯；其他部分相對(duì)來說知識(shí)性更強(qiáng)一些。各部分之間的方法也互相獨(dú)立，在學(xué)習(xí)時(shí)，便于逐個(gè)擊破無論是工作上還是業(yè)余中如果想編一點(diǎn)稍微有一些智能的程序，必然要用到。目前大家都在用的正則表達(dá)式是用編譯原理做的，那只是一個(gè)很小的應(yīng)用例子。大一點(diǎn)的應(yīng)用可以做到一定的技術(shù)先進(jìn)性。比如可以用語法分析來分析出一段用戶上傳是否含有代碼，從而讓你的網(wǎng)站更健壯。分析和分解用戶輸入的SQL語句，理解是否有害和是否有SQL注入。在業(yè)務(wù)軟件中結(jié)算方面允許用戶輸入條件表達(dá)式和四則運(yùn)算，允許用戶自定義結(jié)算公式或條件，使軟件上一個(gè)檔次。六、怎樣學(xué)好編譯原理(1)盡可能地掌握編譯原理的思想，要站得高一點(diǎn)，盡可能理解算法的思想，而不是背固定的算法。應(yīng)該盡力理解為什么要這樣做，逐漸在頭腦中建立起編譯器的整體概念，而不是零零散散的一些算法。(2)很多題目的解法比較固定，要熟練掌握相應(yīng)的具體方法。(3)多做習(xí)題,對(duì)于編譯這樣的學(xué)科，題目的規(guī)模很大，步驟繁多，而且前面的步驟一旦出錯(cuò)，后面都錯(cuò)。(4)要扎扎實(shí)實(shí)地牢記重要算法，配合大量的習(xí)題進(jìn)行練習(xí)，達(dá)到拿到題目就可以動(dòng)手做的地步。(5)一邊學(xué)習(xí)，一邊總結(jié)，關(guān)鍵是找差異：同一問題可以用多種方法來求解，不同方法適用于不同的文法，對(duì)文法的限制和要求，相應(yīng)的表格的構(gòu)造、使用等，各個(gè)方面的差異都要關(guān)注。(6)親自動(dòng)手實(shí)現(xiàn)書上的一些算法,完成實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書上給出的一個(gè)簡(jiǎn)單的編譯程序，或者編譯程序的一部分，這樣能更靈活地掌握編譯程序構(gòu)造的精髓。七、參考文獻(xiàn)