北京工業(yè)大學耿丹學院《編譯原理》2021-2022學年第一學期期末試卷

學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁北京工業(yè)大學耿丹學院

《編譯原理》2021-2022學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共30個小題，每小題1分，共30分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、在目標代碼生成階段，需要將中間代碼轉(zhuǎn)換為特定機器的目標代碼。假設(shè)我們的目標機器是一個具有特定指令集的處理器，對于一個加法運算，有專門的指令可以直接處理兩個寄存器中的值相加。在生成目標代碼時，以下哪種方式可能是最優(yōu)的？（）A.將操作數(shù)先加載到內(nèi)存，然后進行加法運算B.使用專門的加法指令處理寄存器中的操作數(shù)C.先將操作數(shù)轉(zhuǎn)換為浮點數(shù)，再進行加法運算D.避免使用硬件提供的加法指令，自行通過軟件實現(xiàn)加法2、在編譯原理中，關(guān)于語法分析器的生成工具，以下關(guān)于Yacc（YetAnotherCompilerCompiler）的描述，哪一個是準確的？（）A.Yacc是一個只能用于生成自頂向下語法分析器的工具B.它根據(jù)用戶提供的語法規(guī)則描述自動生成語法分析器的代碼，大大提高了開發(fā)效率C.Yacc生成的語法分析器代碼可讀性差，難以維護和修改D.使用Yacc時，用戶無需了解語法分析的基本原理和算法3、在編譯原理的優(yōu)化技術(shù)中，關(guān)于數(shù)據(jù)局部性優(yōu)化，以下說法不正確的是（）A.數(shù)據(jù)局部性優(yōu)化利用程序訪問數(shù)據(jù)的局部性特征，提高數(shù)據(jù)的訪問效率B.時間局部性是指最近被訪問的數(shù)據(jù)很可能在不久的將來再次被訪問C.空間局部性是指程序傾向于訪問相鄰的存儲位置的數(shù)據(jù)D.數(shù)據(jù)局部性優(yōu)化只適用于大型程序，對于小型程序沒有效果4、語義分析中，對于數(shù)組的處理通常包括下標越界檢查等，以下關(guān)于數(shù)組下標越界檢查的描述，不正確的是？（）A.可以在編譯時完全避免運行時的下標越界錯誤B.增加了程序的安全性C.可能會影響程序的性能D.對于復雜的數(shù)組訪問表達式，檢查可能比較困難5、對于LL(1)文法的First集合和Follow集合，以下描述錯誤的是？（）A.First集合用于預測推導B.Follow集合用于確定歸約位置C.計算First集合和Follow集合的方法是唯一的D.可以通過文法的產(chǎn)生式計算6、編譯過程中的錯誤處理是非常重要的環(huán)節(jié)。對于編譯時的錯誤恢復策略，以下說法不準確的是：（）A.錯誤恢復可以采用緊急方式，即一旦遇到錯誤就停止編譯B.可以通過跳過一些輸入符號，嘗試繼續(xù)進行編譯，以發(fā)現(xiàn)更多的錯誤C.錯誤恢復時可以插入一些默認的符號或表達式，使編譯能夠繼續(xù)進行D.錯誤恢復的策略應(yīng)該盡量保證能夠發(fā)現(xiàn)所有的錯誤，并且不引入新的錯誤7、在語義分析中，常常需要對表達式進行類型檢查，以下關(guān)于類型檢查的描述，哪一項是不準確的？（）A.確保操作數(shù)的類型與操作符相匹配B.可以在編譯時發(fā)現(xiàn)類型不匹配的錯誤C.類型檢查只在高級語言中需要，低級語言不需要D.復雜的類型系統(tǒng)可能增加類型檢查的難度8、在編譯過程中，錯誤處理是必不可少的一部分，以下關(guān)于編譯錯誤處理的說法，不正確的是？（）A.應(yīng)盡可能準確地報告錯誤位置和類型B.對于某些錯誤可以嘗試恢復并繼續(xù)編譯C.嚴重錯誤應(yīng)導致編譯立即停止D.錯誤處理不會影響編譯的正常流程9、在編譯優(yōu)化中，死代碼消除是一種常見的優(yōu)化技術(shù)。假設(shè)在一段程序中，存在一個計算結(jié)果從未被使用的表達式。以下哪種情況可以確定該表達式為死代碼？（）A.表達式的計算結(jié)果在當前函數(shù)內(nèi)未被使用B.表達式的計算結(jié)果在整個程序中未被使用C.表達式的計算結(jié)果在后續(xù)的代碼中可能會被使用D.以上情況都不能確定該表達式為死代碼10、在編譯原理中，語法樹是一種表示程序語法結(jié)構(gòu)的樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。關(guān)于語法樹的特點，以下說法錯誤的是：（）A.語法樹的根節(jié)點表示程序的開始，葉子節(jié)點表示終結(jié)符B.語法樹可以清晰地展示程序的語法結(jié)構(gòu)和層次關(guān)系C.對于同一個源程序，其語法樹的表示是唯一的D.語法樹可以用于語法分析、語義分析和代碼生成等階段11、在目標代碼生成中，為了提高寄存器的使用效率，常常采用寄存器輪轉(zhuǎn)分配策略，以下關(guān)于該策略的描述，錯誤的是？（）A.依次輪流使用寄存器B.可以避免寄存器沖突C.不考慮變量的使用頻率D.適用于變量較少的情況12、在語法分析中，預測分析表的構(gòu)建是LL(1)分析法的關(guān)鍵步驟。關(guān)于預測分析表的構(gòu)建，以下說法不正確的是：（）A.預測分析表是根據(jù)文法的First集和Follow集來構(gòu)建的B.對于一個LL(1)文法，其預測分析表一定是唯一的C.預測分析表中的每一項表示在特定輸入符號下應(yīng)選用的產(chǎn)生式D.構(gòu)建預測分析表時需要處理文法中的左遞歸和左公共因子13、在目標代碼生成中，對于條件跳轉(zhuǎn)指令的生成需要考慮目標機器的特性。假設(shè)目標機器的條件跳轉(zhuǎn)指令有一定的限制，以下哪種方式可能用于優(yōu)化條件跳轉(zhuǎn)的生成？（）A.減少條件跳轉(zhuǎn)的使用B.合并條件跳轉(zhuǎn)C.改變條件判斷的順序D.以上都有可能14、在詞法分析中，有限自動機是一種重要的工具。關(guān)于確定有限自動機（DFA）和非確定有限自動機（NFA），以下說法錯誤的是：（）A.DFA的每個狀態(tài)對于輸入字符的轉(zhuǎn)移是唯一確定的，而NFA不是B.任何NFA都可以轉(zhuǎn)換為等價的DFAC.DFA的狀態(tài)數(shù)一定少于或等于與其等價的NFA的狀態(tài)數(shù)D.在詞法分析器的實現(xiàn)中，通常使用NFA而不是DFA，因為NFA更簡單15、語法分析是編譯過程中的重要環(huán)節(jié)，用于檢查源程序的語法結(jié)構(gòu)是否正確。對于上下文無關(guān)文法，以下說法不正確的是：（）A.上下文無關(guān)文法可以用巴科斯范式（BNF）或擴展巴科斯范式（EBNF）來描述B.可以通過自頂向下或自底向上的方法對上下文無關(guān)文法進行語法分析C.每一個上下文無關(guān)語言都可以用一個上下文無關(guān)文法來描述D.上下文無關(guān)文法能夠描述具有嵌套結(jié)構(gòu)和遞歸性質(zhì)的語法規(guī)則，但無法處理上下文相關(guān)的語法現(xiàn)象16、對于以下的文法

S->aS|b

，其產(chǎn)生的語言是：（）A.以

a

開頭，后跟任意個

a

和

b

的字符串B.以

b

開頭，后跟任意個

a

和

b

的字符串C.由

a

和

b

組成的任意字符串D.以上都不是17、在編譯原理中，符號表是用于管理程序中各種符號的重要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。假設(shè)我們正在編譯一個包含多個函數(shù)和大量變量的程序。當一個變量在不同的函數(shù)中有相同的名稱時，以下哪種處理方式能夠確保符號表的正確管理和訪問？（）A.為每個函數(shù)創(chuàng)建獨立的符號表B.在全局符號表中區(qū)分不同函數(shù)中的同名變量C.禁止在不同函數(shù)中使用相同名稱的變量D.以上方法都不可行，無法處理這種情況18、在編譯過程中，中間代碼的生成起到了承上啟下的作用。關(guān)于中間代碼，以下說法錯誤的是：（）A.中間代碼通常比源程序更接近目標機器語言，但仍然保持了一定的抽象性B.常見的中間代碼形式有三地址碼、四元式、樹形表示等C.中間代碼的生成有助于提高編譯器的可移植性和代碼優(yōu)化的效率D.中間代碼一旦生成就不能再進行修改和優(yōu)化，直接用于目標代碼生成19、對于編譯原理中的代碼優(yōu)化級別，以下關(guān)于局部優(yōu)化和全局優(yōu)化的描述，哪一個是準確的？（）A.局部優(yōu)化主要針對單個基本塊內(nèi)的代碼進行優(yōu)化，而全局優(yōu)化考慮整個程序的控制流和數(shù)據(jù)流B.全局優(yōu)化的效果總是比局部優(yōu)化好，因此在編譯過程中應(yīng)優(yōu)先進行全局優(yōu)化C.局部優(yōu)化和全局優(yōu)化是相互獨立的，進行全局優(yōu)化時不需要考慮局部優(yōu)化的結(jié)果D.局部優(yōu)化只關(guān)注指令的優(yōu)化，而全局優(yōu)化還涉及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的改進20、在編譯過程中，語法分析是一個重要的環(huán)節(jié)。假設(shè)我們正在設(shè)計一個基于上下文無關(guān)文法的語法分析器，對于一個包含嵌套括號的表達式，例如“((2+3)*4)”，以下哪種語法分析方法在處理這種復雜結(jié)構(gòu)時可能具有更高的效率和準確性？（）A.自頂向下的遞歸下降分析B.自底向上的算符優(yōu)先分析C.自底向上的LR分析D.不確定，取決于具體的文法規(guī)則和表達式的復雜程度21、語法分析中的LR分析法在處理復雜語法時表現(xiàn)出色。假設(shè)語法中存在回溯的情況，LR分析法如何應(yīng)對？（）A.自動處理回溯B.報錯，要求修改語法C.無法處理回溯D.以上都不對22、編譯原理中的符號表用于管理程序中的各種符號信息。假設(shè)在一個程序中，有多個函數(shù)都定義了同名的局部變量。在符號表的組織和管理中，以下哪種方式可以有效地處理這種情況？（）A.為每個函數(shù)創(chuàng)建獨立的符號表B.將所有變量都存儲在同一個符號表中，通過上下文區(qū)分C.禁止使用同名的局部變量D.隨機選擇一個變量進行處理23、目標代碼生成是編譯的最后一個階段，將中間代碼或語法樹轉(zhuǎn)換為目標機器的指令代碼。對于目標代碼生成，以下說法不正確的是：（）A.目標代碼可以是機器語言代碼，也可以是匯編語言代碼B.目標代碼生成需要考慮目標機器的寄存器分配、指令選擇等問題C.不同的目標機器可能需要不同的目標代碼生成策略D.目標代碼生成過程中不需要考慮目標機器的存儲管理和尋址方式24、考慮以下的代碼片段

int*p;p=newint[10];

，在編譯時，關(guān)于內(nèi)存分配的處理，正確的是：（）A.在運行時動態(tài)分配內(nèi)存B.在編譯時確定內(nèi)存分配C.不需要進行內(nèi)存分配D.以上都不對25、語義分析階段需要對語法分析樹中的各種語法結(jié)構(gòu)進行語義檢查和處理，以下關(guān)于語義分析的說法，錯誤的是？（）A.包括類型檢查、變量作用域檢查等B.可以生成中間代碼C.主要關(guān)注語法結(jié)構(gòu)的含義和邏輯D.不需要考慮運行時的效率問題26、語義分析中，對于指針的操作需要特別小心。假設(shè)一個指針在使用前沒有進行初始化，以下可能會發(fā)生的情況是？（）A.程序正常運行，沒有影響B(tài).程序會崩潰C.指針指向一個隨機的內(nèi)存地址，導致不可預測的結(jié)果D.以上都不對27、中間代碼生成是編譯原理中的重要階段，它將源程序轉(zhuǎn)換為一種中間表示形式。以下關(guān)于中間代碼生成的描述中，錯誤的是？（）A.中間代碼生成器的主要任務(wù)是將源程序轉(zhuǎn)換為一種中間表示形式，這種中間表示形式應(yīng)該易于進行后續(xù)的代碼優(yōu)化和目標代碼生成B.中間代碼可以采用三地址碼、四元式、樹形表示等形式C.中間代碼生成器在生成中間代碼的過程中，應(yīng)該考慮如何提高代碼的可讀性和可維護性D.中間代碼生成器的輸出是一個包含所有中間代碼的文件，這個文件可以直接作為目標代碼生成器的輸入28、中間代碼生成時，常常使用三地址碼的形式。以下關(guān)于三地址碼的優(yōu)點，不正確的是？（）A.便于代碼優(yōu)化B.直觀反映計算過程C.占用存儲空間小D.易于生成目標代碼29、中間代碼生成是編譯過程中的一個重要環(huán)節(jié)。關(guān)于中間代碼的形式，以下說法錯誤的是：（）中間代碼是一種介于源程序和目標代碼之間的表示形式，其目的是便于進行代碼優(yōu)化和目標代碼生成。常見的中間代碼形式有三地址碼、后綴表達式、抽象語法樹等。中間代碼生成需要根據(jù)源程序的語法結(jié)構(gòu)和語義信息，將其轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的中間代碼形式。那么，以下關(guān)于中間代碼的說法中，錯誤的是：A.中間代碼的設(shè)計應(yīng)便于進行優(yōu)化操作B.不同的編譯器可以采用不同的中間代碼形式C.中間代碼生成過程中不需要考慮目標機器的特性D.中間代碼可以提高編譯的效率和可移植性30、在語法分析中，LR分析法是一種強大的自底向上分析方法。假設(shè)我們有一個語法規(guī)則集，其中存在一些二義性的規(guī)則。對于LR分析法，以下哪種說法是正確的？（）A.可以自動處理所有的二義性B.無法處理二義性，需要修改語法規(guī)則C.可以通過特殊的規(guī)則指定處理二義性的方式D.以上說法都不對二、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）對于一個包含復雜表達式模板的C++程序，研究編譯器如何在模板實例化時處理表達式的計算和類型推導，以及對代碼生成和性能的優(yōu)化。2、（本題5分）對于一個包含復雜的模板元編程技巧（如模板遞歸、模板折疊）的程序，研究編譯器在處理這種高級模板編程時的挑戰(zhàn)和優(yōu)化策略。3、（本題5分）分析一個包含結(jié)構(gòu)體嵌套和指針數(shù)組的C程序，仔細探討編譯時對這種復雜數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)存布局和訪問優(yōu)化。4、（本題5分）分析一個使用引用參數(shù)和值傳遞參數(shù)的程序，探討編譯器如何在函數(shù)調(diào)用時處理參數(shù)的傳遞方式，以及對性能和內(nèi)存使用的影響。5、（本題5分）給定一個包含C語言聯(lián)合（Union）類型的程序，仔細探討編譯時對聯(lián)合類型的內(nèi)存布局和類型安全的處理。三、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）解釋編譯過程中的代碼混淆技術(shù)，說明其目的和實現(xiàn)方法，以及對代碼安全性和可讀性的影響。2、（本題5分）說明編譯過程中的代碼生成中的線程安全的考慮，如同步原語的生成、數(shù)據(jù)競爭的檢測和避免。3、（本題5分）論述在編譯中如何處理庫函數(shù)的鏈接和調(diào)用，包括動態(tài)鏈接和靜態(tài)鏈接的區(qū)別和實現(xiàn)。4、（本題5分）論述在編譯中如何處理代碼的分支預測錯誤對流水線的影響和恢復機制，分析其效率。5、（本題5分）論述編譯過程中的錯誤處理機制