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编译原理四元式为什么不容易优化

发布时间:2025-08-04 07:24:57

1. 什么是目标代码

目标代码是指源代码经过编译程序产生的能被CPU直接识别的二进制代码。
目标代码的形式
目标代码生成是以中间代码作为输入,将其转换成特定机器的机器语言或汇编语言作为输出。在此以四元式序列作为它的加工对象,输出目标代码的形式有三种:具有绝对地址的机器语言程序,具有相对地址的机器码程序和汇编指令程序。

具有绝对地址的机器语言程序在存储空间中有固定的存储位置,一旦产生此种形式的目标代码之后,便可立即执行,因此这种形式最为迅速有效,但它并不灵活,不适合大型程序。
具有相对地址的机器语言程序由若干个目标模块组成,各个模块中都包含目标程序中的一部分代码,可将它们装人到存储空间的任何位置,然后由连接装配程序将它们连接在一起之后执行。显然,连接装配程序增加了开销,但这种形式有较大的灵活性,所以为许多编译程序所采用。
目标代码生成程序可以产生汇编语言形式的目标代码,这种形式在实现上要比前两种形式容易。当然,这种形式的目标代码还需经汇编后才能成为可执行代码。

目标代码的生成
目标代码生成是编译程序的最后一个工作阶段,其任务是把经优化处理之后的中间代码变换成特定机器上的机器语言程序或汇编语言程序,实现最终的翻译工作。由于目标语言依赖于硬件系统,因而如何充分利用现有的寄存器以节省访问内存的时间,合理地选择执行速度快的指令,生成尽可能短且有效的目标代码是这个阶段考虑的主要问题。

如果代码生成程序以四元式形式的中间代码序列作为输入,在其生成目标代码时,可假定每个四元式中的运算符及运算对象的数据类型均已知道,所需的全部类型转换操作均已在中间代码中得到体现。此外,如果出现在程序中的全部符号名运行时所需的存储空间均已得到分配,它们所在的数据区编号及相对地址已分别填人符号表各相应登记项栏中。所以在四元式中,仅出现符号名在符号表中登记项的序号。
参考文献
龙马工作室编着.第8章 CSS+Div常见用法 Dreamweaver CS5从新手到高手.人民邮电出版社,2011.02.
张晶主编.第11章 目标代码生成 编译原理.哈尔滨工程大学出版社,2011.08.
王丽芳,张静,李富萍等编着.第三章 程序设计语言和方法 计算机科学导论.清华大学出版社,2012.01.

2. 为什么要采用中间代码中间代码有哪几种形式(编译原理)

采用中间代码是把源程序映射成中间代码表示,再映射成目标代码的工作分在几个阶段进行,使编译算法更加清晰。中间代码有四种形式:

1、逆波兰表示

逆波兰表示又称后缀表示法,它是最简单的一种中间代码表示形式,早在编译程序出现之前,它就用于表示算术表达式。

2、四元式

四元式也是一种比较普遍采用的中间代码形式,

其形式为:(OP,ARG1,ARG2,RESULT)

3、三元式

三元式表示是与四元式类似的一种表示法,所不同的仅是三元式中没有表示运算结果的部分,凡要涉及到运算结果的均用三元式的位置或序号来代替。

4、树表示

树形表示是三元式的翻版。在树的表示中,树叶均为运算对象,即常量或变量,其他结点表示运算符。表达式的树形表示很容易实现:简单变量或常量的树就是该变量或常量自身。

(2)编译原理四元式为什么不容易优化扩展阅读

中间语言的优点:

1、中间语言与具体机器特性无关,一种中间语言可以为生成多种不同型号的目标机的目标代码服务。

2、可对中间语言进行与机器无关的优化,有利于提高目标代码的质量。

对于中间语言,要求其不但与机器无关,而且有利于代码生成。

3. 编译原理问题,求解答

好,我来帮你理解一下,先看基本知识:
四元式是一种比较普遍采用的中间代码形式。四元式的四个组成成分是:算符op,第一和第二运算对象ARG1和ARG@及运算结果RESULT。运算对象和运算结果有时指用户自己定义的变量,有时指编译程序引进的临时变量。例如a∶=b*c+b*d的四元式表示如下:
(1)(*,b,c,t1)
(2)(*,b,d,t2)
(3)(+, t1, t2, t3)
(4)(∶=,t3, -, a)
四元式和三元式的主要不同在于,四元式对中间结果的引用必须通过给定的名字,而三元式是通过产生中间结果的三元式编号。也就是说,四元式之间的联系是通过临时变量实现的。
有时,为了更直观,也把四元式的形式写成简单赋值形式或更易理解的形式。比如把上述四元式序列写成:
(1)t1∶=b*c
(2)t2∶=b*d
(3)t3∶=t1+t2
(4)a∶=t3
把(jump,-,-,L)写成goto L
把(jrop,B,C,L)写成if B rop C goto L
好,下面分析一下a<b
这是一个表达式,它的结果要么是0,要么是1,因为没有指定这个表达式存放在哪,所以需要一个临时变量来存放它的,在你的问题中,就是T。很显然T有2个值:0或者1
因此,有
101 T:=0 (这个是表达式为假的出口)
103 T:=1 (这个是表达式为真的出口)
因为你的表达式只有一个A<B,因此A<B的真假出口就是表达式的真假出口,所以
100: if a<b goto 103 (a<b为真,跳到真出口103)
101: T:=0(否则,进入假出口)
102: goto 104 (当然要跳过真出口罗,否则T的值不就又进入真出口了,变成真了)
103: T:=1
104:(程序继续执行)

4. 编译原理四元式

四元式的一般形式为(op, arg1, arg2, result),其中:op为一个二元(也可以是零元或一元)运算符。arg1和arg2为两个运算对象,可以是变量、常数或者系统定义的临时变量名。result为运算结果。
第一步:T1=a*b,
第二步:T2=c*d,
第三步:T3=T2/e,
第四步:T4=T1-T3,
第五步:f=T4.

5. 编译器有哪几部分构成.编译原理

1. 词法分析

词法分析器根据词法规则识别出源程序
中的各个记号(token),每个记号代表一类单词(lexeme)。源程序中常见的记号可以归为几大类:关键字、标识符、字面量和特殊符号。词法分析器
的输入是源程序,输出是识别的记号流。词法分析器的任务是把源文件的字符流转换成记号流。本质上它查看连续的字符然后把它们识别为“单词”。

2. 语法分析

语法分析器根据语法规则识别出记号流中的结构(短语、句子),并构造一棵能够正确反映该结构的语法树。

3. 语义分析

语义分析器根据语义规则对语法树中的语法单元进行静态语义检查,如果类型检查和转换等,其目的在于保证语法正确的结构在语义上也是合法的。

4. 中间代码生成

中间代码生成器根据语义分析器的输出生成中间代码。中间代码可以有若干种形式,它们的共同特征是与具体机器无关。最常用的一种中间代码是三地址码,它的一种实现方式是四元式。三地址码的优点是便于阅读、便于优化。

6. 编译原理全部的名词解释

书上有别那么懒!。。。。
编译过程的六个阶段:词法分析,语法分析,语义分析,中间代码生成,代码优化,目标代码生成
解释程序:把某种语言的源程序转换成等价的另一种语言程序——目标语言程序,然后再执行目标程序。解释方式是接受某高级语言的一个语句输入,进行解释并控制计算机执行,马上得到这句的执行结果,然后再接受下一句。
编译程序:就是指这样一种程序,通过它能够将用高级语言编写的源程序转换成与之在逻辑上等价的低级语言形式的目标程序(机器语言程序或汇编语言程序)。
解释程序和编译程序的根本区别:是否生成目标代码
句子的二义性(这里的二义性是指语法结构上的。):文法G[S]的一个句子如果能找到两种不同的最左推导(或最右推导),或者存在两棵不同的语法树,则称这个句子是二义性的。
文法的二义性:一个文法如果包含二义性的句子,则这个文法是二义文法,否则是无二义文法。
LL(1)的含义:(LL(1)文法是无二义的; LL(1)文法不含左递归)
第1个L:从左到右扫描输入串 第2个L:生成的是最左推导
1 :向右看1个输入符号便可决定选择哪个产生式
某些非LL(1)文法到LL(1)文法的等价变换: 1. 提取公因子 2. 消除左递归
文法符号的属性:单词的含义,即与文法符号相关的一些信息。如,类型、值、存储地址等。
一个属性文法(attribute grammar)是一个三元组A=(G, V, F)
G:上下文无关文法。
V:属性的有穷集。每个属性与文法的一个终结符或非终结符相连。属性与变量一样,可以进行计算和传递。
F:关于属性的断言或谓词(一组属性的计算规则)的有穷集。断言或语义规则与一个产生式相联,只引用该产生式左端或右端的终结符或非终结符相联的属性。
综合属性:若产生式左部的单非终结符A的属性值由右部各非终结符的属性值决定,则A的属性称为综合属
继承属性:若产生式右部符号B的属性值是根据左部非终结符的属性值或者右部其它符号的属性值决定的,则B的属性为继承属性。
(1)非终结符既可有综合属性也可有继承属性,但文法开始符号没有继承属性。
(2) 终结符只有综合属性,没有继承属性,它们由词法程序提供。
在计算时: 综合属性沿属性语法树向上传递;继承属性沿属性语法树向下传递。
语法制导翻译:是指在语法分析过程中,完成附加在所使用的产生式上的语义规则描述的动作。
语法制导翻译实现:对单词符号串进行语法分析,构造语法分析树,然后根据需要构造属性依赖图,遍历语法树并在语法树的各结点处按语义规则进行计算。
中间代码(中间语言)
1、是复杂性介于源程序语言和机器语言的一种表示形式。
2、一般,快速编译程序直接生成目标代码。
3、为了使编译程序结构在逻辑上更为简单明确,常采用中间代码,这样可以将与机器相关的某些实现细节置于代码生成阶段仔细处理,并且可以在中间代码一级进行优化工作,使得代码优化比较容易实现。
何谓中间代码:源程序的一种内部表示,不依赖目标机的结构,易于代码的机械生成。
为何要转换成中间代码:(1)逻辑结构清楚;利于不同目标机上实现同一种语言。
(2)便于移植,便于修改,便于进行与机器无关的优化。
中间代码的几种形式:逆波兰记号 ,三元式和树形表示 ,四元式
符号表的一般形式:一张符号表的的组成包括两项,即名字栏和信息栏。
信息栏包含许多子栏和标志位,用来记录相应名字和种种不同属性,名字栏也称主栏。主栏的内容称为关键字(key word)。
符号表的功能:(1)收集符号属性 (2) 上下文语义的合法性检查的依据: 检查标识符属性在上下文中的一致性和合法性。(3)作为目标代码生成阶段地址分配的依据
符号的主要属性及作用:
1. 符号名 2. 符号的类型 (整型、实型、字符串型等))3. 符号的存储类别(公共、私有)
4. 符号的作用域及可视性 (全局、局部) 5. 符号变量的存储分配信息 (静态存储区、动态存储区)
存储分配方案策略:静态存储分配;动态存储分配:栈式、 堆式。
静态存储分配
1、基本策略
在编译时就安排好目标程序运行时的全部数据空间,并能确定每个数据项的单元地址。
2、适用的分配对象:子程序的目标代码段;全局数据目标(全局变量)
3、静态存储分配的要求:不允许递归调用,不含有可变数组。
FORTRAN程序是段结构,不允许递归,数据名大小、性质固定。 是典型的静态分配
动态存储分配
1、如果一个程序设计语言允许递归过程、可变数组或允许用户自由申请和释放空间,那么,就需要采用动态存储管理技术。
2、两种动态存储分配方式:栈式,堆式
栈式动态存储分配
分配策略:将整个程序的数据空间设计为一个栈。
【例】在具有递归结构的语言程序中,每当调用一个过程时,它所需的数据空间就分配在栈顶,每当过程工作结束时就释放这部分空间。
过程所需的数据空间包括两部分
一部分是生存期在本过程这次活动中的数据对象。如局部变量、参数单元、临时变量等;
另一部分则是用以管理过程活动的记录信息(连接数据)。
活动记录(AR)
一个过程的一次执行所需要的信息使用一个连续的存储区来管理,这个区 (块)叫做一个活动记录。
构成
1、临时工作单元;2、局部变量;3、机器状态信息;4、存取链;
5、控制链;6、实参;7、返回地址
什么是代码优化
所谓优化,就是对代码进行等价变换,使得变换后的代码运行结果与变换前代码运行结果相同,而运行速度加快或占用存储空间减少。
优化原则:等价原则:经过优化后不应改变程序运行的结果。
有效原则:使优化后所产生的目标代码运行时间较短,占用的存储空间较小。
合算原则:以尽可能低的代价取得较好的优化效果。
常见的优化技术
(1) 删除多余运算(删除公共子表达式) (2) 代码外提 +删除归纳变量+ (3)强度削弱; (4)变换循环控制条件 (5)合并已知量与复写传播 (6)删除无用赋值
基本块定义
程序中只有一个入口和一个出口的一段顺序执行的语句序列,称为程序的一个基本块。

给我分数啊。。。

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