编译原理辅导及习题全解

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出版者:电子科技大学出版社
作者:杨英、陈玉生
出品人:
页数:235
译者:
出版时间:2006-9
价格:22.00元
装帧:
isbn号码:9787811142716
丛书系列:
图书标签:
  • 编译原理
  • 编译器构造
  • 语法分析
  • 语义分析
  • 目标代码生成
  • 程序翻译
  • 计算机科学
  • 高等教育
  • 教材
  • 习题解答
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具体描述

编译原理辅导及习题全解(第2版清华大学计算机系列教材),ISBN:9787811142716,作者:杨英、陈玉生

深度探索:计算理论与高级编程范式 内容提要 本书旨在为读者提供一个跨越计算理论基础与现代编程实践前沿的深度学习路径。我们聚焦于揭示计算机科学领域中那些驱动现代软件架构和智能系统构建的核心原理。全书结构清晰,内容翔实,理论深度与工程实践紧密结合,是系统程序员、算法设计师以及希望深入理解计算本质的研究人员的理想参考资料。 第一部分:计算的基石——形式语言与自动机理论 本部分将从最基础的数学模型出发,系统阐述计算机可以“理解”和“处理”的语言的本质。 第一章:形式语言的层级结构 我们将从字母表、字符串和语言的定义出发,构建严谨的形式化基础。详细介绍Chomsky 形式化语言层次结构,深入剖析正则文法、上下文无关文法(CFG)和上下文相关文法的内在特性、表达能力与局限性。我们将通过大量实例(如代数表达式、编程语言结构)来阐明这些文法在描述结构化信息中的关键作用。 第二章:自动机模型与识别能力 理论研究需要对应模型来验证。本章将详细介绍有限自动机(FA),包括确定性有限自动机(DFA)和非确定性有限自动机(NFA),并证明它们在识别能力上的等价性。随后,我们将深入探讨下推自动机(PDA),阐明它们如何与上下文无关语言相匹配,以及它们在处理递归结构时的优势。最后,我们将探讨更强大的图灵机模型,为后续的计算能力界定打下基础。 第三章:可判定性与不可判定性 理论计算的边界在哪里?本章致力于解答这一深刻问题。我们将严谨地证明泵引理(Pumping Lemma)在证明语言非正则性和非上下文无关性中的应用。核心内容将集中在图灵机的构造、停机问题(Halting Problem)的不可解性证明,以及其他关键的不可判定问题,使读者对算法的内在局限性有一个清晰的认识。 第二部分:程序设计的范式转换——从命令式到函数式 本部分超越了对单一语言特性的描述,转而探讨驱动不同编程范式的深层数学和逻辑基础,旨在培养读者构建健壮、可维护系统的思维框架。 第四章:逻辑基础与程序语义 为了精确描述程序的“意义”,我们需要严格的工具。本章将介绍一阶逻辑(First-Order Logic, FOL)的基本推理规则和语义解释。在此基础上,我们将探讨Hoare 逻辑,并详细演示如何使用部分正确性断言(Pre/Post Conditions)来形式化验证循环和条件语句的正确性。我们将通过若干经典算法(如快速排序)的逻辑证明实例,展示这种方法的强大威力。 第五章:函数式编程的核心原理 函数式编程(FP)是现代并发和大规模数据处理的关键。本章将深入探讨Lambda 演算作为其理论基石。我们将详细分析: 函数是头等公民:高阶函数、柯里化与反柯里化。 不可变性与引用透明性:它们如何消除副作用并简化并发编程的难度。 代数数据类型与模式匹配:如何在实践中利用这些结构来安全地处理复杂数据。 递归与尾递归优化:在不依赖隐式状态的情况下实现高效迭代。 我们将结合实际案例(如使用 Haskell 或 Scala 等语言片段)来阐释这些抽象概念如何转化为高效、无错的代码。 第六章:类型系统理论与高级类型 类型系统是程序安全性和可维护性的第一道防线。本章将从理论高度审视类型系统设计。 简单类型系统(Simply Typed Lambda Calculus):作为基础模型。 Hindley-Milner 类型推导:理解 ML 家族语言(如 OCaml、Haskell)中强大类型推断的机制。 多态性(Polymorphism):深入分析参数多态(Parametric Polymorphism)和包含多态(Subtyping/Inclusion Polymorphism)的区别及其在面向对象与泛型编程中的应用。 效果系统(Effect Systems):探索如何通过类型系统显式跟踪和控制 I/O、异常或状态变更等副作用。 第三部分:并行计算与分布式系统的理论框架 面对摩尔定律的瓶颈和海量数据的挑战,理解并发与分布式系统的正确构建方法至关重要。 第七章:并发模型与同步机制 本章关注如何在共享内存模型下安全地管理并发。我们将剖析并发编程中的三大难题:竞态条件(Race Conditions)、死锁(Deadlocks)和活锁(Livelocks)。深入探讨同步原语的理论基础: 信号量(Semaphores)与管程(Monitors):它们如何基于互斥和条件同步来协调线程。 无锁数据结构(Lock-Free Data Structures):介绍基于原子操作(如 CAS - Compare-and-Swap)的设计技术,以及它们在性能优化中的潜力与复杂性。 第八章:分布式计算的共识与容错 在缺乏全局时钟的分布式环境中,维护数据一致性是一项艰巨的任务。 CAP 定理与分布式事务:对一致性、可用性和分区容错性之间的权衡进行深入分析。 拜占庭容错与共识协议:详细解析 Paxos 协议和 Raft 协议的运行机制、状态转换图和领导者选举过程,阐明它们如何在不可靠的网络中达成一致。 向量时钟与因果关系:介绍 Lamport 时间戳和向量时钟,用于在分布式系统中正确识别事件的先后顺序。 第九章:高级主题:中间表示与优化技术 本部分将视角转向编译器的核心环节——代码生成与优化。 三地址码(Three-Address Code, TAC):作为一种标准的中间表示形式,我们将分析其结构,以及如何基于它进行数据流分析。 数据流分析基础:介绍向前/向后分析框架,如到达定义分析、常数传播分析,并展示它们如何帮助编译器识别冗余计算。 控制流图(CFG)与循环优化:如何利用 CFG 识别程序中的循环结构,并应用循环不变量代码运动、循环展开等优化技术以提升执行效率。 通过对这些领域的系统性、理论驱动的探索,本书旨在培养读者超越具体语法细节,掌握计算科学领域中跨越不同技术栈的通用设计哲学和解决问题的能力。

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目录信息

读后感

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用户评价

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我一直对计算机的底层运行机制非常感兴趣,而编译器作为连接高级语言和机器代码的桥梁,其工作原理更是让我着迷。但是,市面上关于编译原理的书籍,要么过于理论化,要么侧重点不同,很难找到一本能够全面、系统地讲解并提供大量练习的书。《编译原理辅导及习题全解》这本书,可以说完全满足了我的需求。它最大的特点在于,它不仅仅是理论的讲解,更重要的是,它为读者提供了大量的、高质量的习题,并且对这些习题给出了非常详尽的解答。我尤其欣赏书中关于“表达式求值”的习题部分。它不仅仅是简单的四则运算,而是涉及到变量、函数调用、数组访问等多种情况,需要读者综合运用词法分析、语法分析、语义分析等多种技术。通过解决这些习题,我能够将书本上的理论知识转化为实际的应用能力。我记得有一道习题是要求我实现一个带有运算符优先级的表达式解析器,这让我对如何处理算术表达式的语法规则有了更深刻的理解。此外,书中对“虚拟机”的介绍也让我大开眼界。它详细讲解了虚拟机的工作原理,包括指令集设计、寄存器模型以及内存管理等。这让我不仅仅停留在编译阶段,更能深入了解代码是如何在运行时被执行的。这本书让我觉得,学习编译原理不再是一件枯燥乏味的任务,而是一个充满挑战和乐趣的探索过程。它让我不仅学到了知识,更重要的是,它培养了我解决复杂问题的能力。

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作为一个对底层计算机原理充满好奇的学习者,我一直对“代码是如何被执行”这个问题感到着迷。编译原理自然是解答这个问题的关键。然而,市面上很多关于编译原理的书籍,要么过于理论化,要么过于晦涩难懂,很难真正将理论与实践联系起来。我曾尝试阅读过一些经典著作,但往往在读到一半就因为无法理解而放弃。《编译原理辅导及习题全解》这本书,完全打破了我之前的这种困境。它最大的亮点在于,它能够将复杂的编译过程,分解成一个个易于理解的模块,并且在每个模块的讲解中,都贯穿了大量的实例和图解。我特别欣赏书中对“语法制导翻译”这一部分的阐述。它清晰地展示了如何将语法规则与语义动作相结合,从而在语法分析的同时完成语义检查和中间代码生成。通过书中提供的多个示例,我能够清晰地看到,如何为每个语法产生式编写相应的语义规则,以及这些规则是如何被执行的。而且,书中对“符号表管理”的讲解也让我受益匪浅。它详细介绍了符号表的结构、插入、查找等操作,并且通过一个完整的编译器示例,展示了符号表在整个编译过程中的重要作用。我记得有一道习题要求我设计一个简化的符号表,用于管理变量的作用域,这个习题让我对如何高效地组织和管理程序中的各种信息有了更深入的理解。此外,本书在讲解“代码优化”时,也提供了非常实用的技巧,例如如何进行死代码删除和常量传播。这些优化技巧的应用,让我看到了如何让生成的代码更加高效。总而言之,这本书让我对编译器的工作原理有了更全面、更深入的认识,也为我日后深入研究编译器技术打下了坚实的基础。

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说实话,我是一名非常“反感”理论学习的实践型开发者。每次接触到像编译原理这样偏理论的课程,我都感觉像是在啃一块难以下咽的石头,大脑一片空白,完全提不起兴趣。我的学习方式更倾向于动手去实现,通过实际操作来理解概念。在过去,我尝试过几本厚的、经典的编译原理教材,每次都被密密麻麻的公式和抽象的定义吓退,感觉离实际开发的应用场景太遥远了,学了也感觉像是在空中楼阁。后来,在一次偶然的机会,我朋友向我推荐了《编译原理辅导及习题全解》。起初我抱着试试看的心态,但当我翻开它之后,我的看法就完全改变了。这本书最让我印象深刻的一点是,它在讲解每一个理论概念时,都紧密结合了实际的编程场景。比如,在讲解词法分析的时候,它不仅仅是告诉你正则表达式是什么,而是通过构建一个简单的编译器前端来演示如何应用正则表达式匹配代码中的关键字、标识符和运算符。这种“理论与实践相结合”的方式,让我瞬间觉得编译原理不再是遥不可及的象牙塔,而是可以被拆解、被实现的工程问题。我尤其喜欢书中对递归下降分析和预测分析的讲解,作者没有停留在纯粹的算法描述上,而是引导读者思考如何将这些算法转化为具体的代码实现,包括如何处理回溯、如何构建抽象语法树。书中的习题设计也非常巧妙,它们不是那种简单的填空题或者选择题,而是需要读者动脑筋去设计、去分析,甚至去尝试实现。我记得有一道习题是要求实现一个简单的表达式求值器,这道题让我把之前学到的词法分析和语法分析知识融会贯通,并且体会到了错误处理的重要性。完成这道题的时候,我感到了一种前所未有的成就感。这本书让我明白,学习编译原理不仅仅是为了应付考试,更是为了更深入地理解计算机的底层运作机制,这对于提升我的编程功力大有裨益。

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作为一名已经工作数年的软件工程师,我一直对编译过程中的一些细节感到好奇,但工作中的日常需求很少会涉及到深入的编译器开发。所以,虽然对编译原理有基础的了解,但很多深层次的概念和技巧都有些模糊。我曾尝试翻阅过一些经典教材,但那些教材往往过于学术化,对实际工程中的应用场景描述不足,读起来总是提不起精神,而且很多习题的答案也难以找到,让人感到学习的动力不足。《编译原理辅导及习题全解》这本书,可以说是在我这种情况下出现的“及时雨”。它最大的特点在于,它不仅仅是一本教材,更像是一位经验丰富的导师,能够在我遇到困惑时提供清晰的指导。我非常欣赏它对编译流程的梳理,从词法分析到目标代码生成,每一个环节都分解得非常细致,而且每个环节都有相应的理论讲解和实际操作的结合。例如,在讲解“语义分析”时,书中对类型检查、作用域分析等概念的解释,都结合了具体的代码示例,让我能够更直观地理解这些抽象的概念是如何在实际的编译器中应用的。我印象特别深刻的是,书中对“运行时存储管理”这一块的讲解。这部分内容在很多教材中都只是点到为止,但这本书却给了非常详尽的阐述,包括栈式存储、堆式存储以及垃圾回收机制的原理和实现方式。这对于我理解程序在内存中的运行机制,以及如何优化内存使用,提供了非常有价值的指导。而且,书中提供的习题解答,不仅仅是给出最终答案,而是对解题思路、方法以及可能遇到的陷阱都有详细的分析。我记得有一道关于“控制流图”的习题,书中的解答详细讲解了如何构建控制流图,以及如何利用控制流图进行数据流分析,这对我理解一些高级的程序分析技术非常有帮助。这本书让我觉得,编译原理并不是一门“遗世独立”的学科,而是与现代软件工程息息相关,并且能够帮助我解决实际开发中遇到的各种问题。

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我是一名对编程语言设计和实现充满热情的学生,一直梦想着能够自己动手构建一门新的编程语言。然而,在学习编译原理的过程中,我曾多次陷入迷茫。那些枯燥的理论和抽象的算法,让我感觉望而却步。《编译原理辅导及习题全解》这本书,就像是一位循循善诱的老师,带领我一步步走进编译的世界。它最让我惊喜的地方在于,它不仅仅是讲解理论,更注重引导读者去思考“如何实现”。我特别喜欢书中关于“解析技术”的章节,它详细介绍了LL(1)分析、LR(0)、SLR(1)、LALR(1)以及LR(1)分析等多种方法,并且通过丰富的图示和表格,清晰地展示了各种方法的构建过程和区别。我记得有一道习题是要求我使用LL(1)分析技术来解析一个简单的算术表达式,这个习题让我深刻体会到了如何根据文法选择合适的分析方法,以及如何处理文法中的左递归和回溯问题。此外,书中对“抽象语法树”的讲解也让我印象深刻。它详细介绍了抽象语法树的构建过程,以及如何利用抽象语法树进行后续的语义分析和代码生成。我记得有一道习题是要求我根据一个给定的文法,构建相应的抽象语法树,这个习题让我对如何将程序结构化地表示出来有了更直观的认识。这本书还提供了大量的习题解答,这些解答不仅仅是给出答案,更是对解题思路、技巧以及可能遇到的错误进行了详细的分析,这对于我独立解决问题非常有帮助。总之,这本书不仅让我掌握了编译原理的核心知识,更激发了我对编程语言设计和实现的浓厚兴趣。

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在过去的学习过程中,我对编译原理的理解总是碎片化的,难以形成一个完整的体系。很多教材在讲解某个特定章节时都比较深入,但整体的连贯性和过渡性却做得不够好。直到我遇到了《编译原理辅导及习题全解》,我才真正感受到了一本优秀编译原理书籍应该是什么样子。这本书最大的优点在于,它能够将复杂的编译过程,以一种非常清晰、非常有逻辑的方式呈现出来。从最初的词法分析,到最后的代码生成,每一个环节都衔接得非常自然。我尤其喜欢书中对“编译器架构”的讲解。它不仅仅是罗列出各个模块的功能,而是将它们有机地结合起来,展示了一个完整的编译器是如何工作的。书中通过一个贯穿全书的示例,从词法分析开始,逐步构建出语法分析、语义分析、中间代码生成、代码优化以及目标代码生成等各个阶段。这种“从整体到局部,再从局部到整体”的学习方式,让我能够更深刻地理解每个部分在整个编译流程中的作用。我记得有一道习题是要求我分析一个简单的C语言片段,并给出其对应的三地址码。完成这道题的过程中,我需要同时运用到词法分析、语法分析以及中间代码生成的相关知识,这让我对这些知识点之间的联系有了更清晰的认识。此外,书中对“错误处理”这一重要环节的重视,也让我印象深刻。它不仅讲解了各种类型的编译错误,还提供了相应的检测和报告方法。这对于我编写更健壮的编译器非常有启发。这本书让我不仅掌握了编译原理的知识,更重要的是,它帮助我建立起了一个完整的知识体系,让我在面对复杂问题时能够游刃有余。

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在接触《编译原理辅导及习题全解》之前,我对编译原理的印象一直停留在“枯燥”、“晦涩”的阶段。我记得大学时期学习这门课程时,老师讲得云里雾里,课本上的例题也是看得人头昏脑胀,很多同学都觉得这门课是“劝退课”。我当时虽然努力去记,去理解,但总感觉抓不住重点,对生成代码、优化代码这些概念更是模糊不清。直到我毕业工作后,在一次项目需求中,我需要处理一种自定义的脚本语言,当时就遇到了棘手的解析问题。无奈之下,我重新拾起了编译原理的书籍,希望能从中找到解决之道。就是在那个时候,我发现了《编译原理辅导及习题全解》。这本书的出现,就像是为我打开了一扇新的大门。它没有一开始就抛出大量的专业术语,而是从一个非常基础的角度出发,循序渐进地引导读者进入编译的世界。我特别欣赏它对“编译器是如何工作的”这个大方向的清晰勾勒,让我能够建立起一个宏观的认识。书中对每个阶段的讲解都非常到位,比如,在讲到“中间代码生成”时,它详细介绍了三地址码、P-code等多种中间表示形式,并且通过具体的代码示例,演示了如何将抽象语法树转换为这些中间代码。这让我之前对“中间代码”的模糊概念变得异常清晰。更难能可贵的是,书中对“代码优化”的讲解,没有停留在理论层面,而是通过对常见优化技巧的分析,比如常量折叠、死代码删除等,让我看到了优化代码对程序性能提升的巨大作用。我尤其喜欢书中关于“寄存器分配”的章节,它用通俗易懂的语言解释了这个复杂的概念,并给出了具体的算法和实现思路。此外,书中的习题设计也极具深度,它们不仅仅是知识点的简单应用,更需要读者进行分析和思考,甚至有时候需要自己去设计一些新的算法来解决问题。有一道习题要求我实现一个简单的循环优化,这让我之前关于循环不变表达式外提的知识得到了实际的运用。这本书极大地提升了我对编译原理的理解深度,也让我对如何设计和实现更高效的程序有了全新的认识。

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作为一名在计算机科学领域摸爬滚打多年的学生,我深知学习编译原理的艰辛。它不像数据结构和算法那样直观易懂,更像是一门需要耐心和细致去拆解的艺术。我之前也尝试过阅读一些经典教材,但总觉得理论晦涩难懂,即便花了大量时间去消化,也常常在习题面前感到力不从心,不知道如何将书本上的知识灵活运用。这种“懂了但不会”的困境,着实让人备受打击。直到我偶然间发现了这本书,它的标题——《编译原理辅导及习题全解》——就如同黑暗中的一束光,瞬间点燃了我继续攻克编译原理的希望。从拿到这本书的那一刻起,我就被它严谨而又不失亲和力的编排方式所吸引。它并没有简单地堆砌理论,而是通过深入浅出的讲解,一步步引导读者理解编译过程中每一个复杂的环节。我特别喜欢它对词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成、代码优化以及目标代码生成的详尽阐述。例如,在讲解词法分析时,作者不仅列举了各种正则表达式和有限自动机的构建方法,还通过大量的实例,清晰地展示了如何从源代码中提取出有意义的词法单元。这比我之前阅读的教材要生动得多,也更容易让我产生“原来如此”的顿悟。而当进入语法分析部分,LR分析、LL分析这些曾经让我头疼的概念,在这本书中也变得清晰起来。作者巧妙地运用图示和流程图,将抽象的算法可视化,使得理解过程中的关键步骤一目了然。更让我惊喜的是,书中对每一种分析方法的优缺点、适用场景都有深入的剖析,这不仅仅是“知其然”,更是“知其所以然”,为我日后独立分析问题提供了坚实的基础。总而言之,这本书彻底改变了我对编译原理的学习体验,让这门原本枯燥的学科变得生动有趣,也让我重拾了学习的信心。

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作为一名曾经被编译原理折磨过的学生,我对学习这门学科充满了抗拒。抽象的概念、复杂的算法、难以理解的数学公式,无一不让我头疼。我曾尝试过阅读很多教材,但都收效甚微。《编译原理辅导及习题全解》这本书,彻底改变了我对编译原理的学习体验。它最让我感到惊喜的是,它拥有非常出色的“辅导”能力。每当我在阅读过程中遇到难以理解的概念时,这本书总能提供非常恰当的解释和类比,将抽象的理论转化为具体的、易于理解的知识点。我特别喜欢书中对“代码生成”这一部分的讲解。它不仅仅是罗列出各种指令,而是详细讲解了指令选择、寄存器分配以及指令调度等关键技术,并且通过大量的代码示例,展示了如何将中间代码转换为目标机器代码。我记得有一道习题是要求我为一段简单的代码生成汇编指令,这个习题让我深刻体会到了指令集架构对代码生成的影响,以及如何有效地利用寄存器来提高程序执行效率。此外,书中对“编译器优化”的讲解也让我受益匪浅。它详细介绍了各种常用的优化技术,例如循环展开、函数内联等,并且通过对比优化前后的代码,展示了优化对程序性能的巨大提升。这本书让我不仅学会了如何编写编译器,更重要的是,它让我对如何编写更高效、更优化的程序有了更深刻的认识。总而言之,这本书是一本非常优秀的编译原理学习指南,它能够帮助任何一位学习者克服困难,掌握这门重要的学科。

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坦白说,我是一个对抽象概念很容易感到厌烦的学习者,如果一本书上来就讲一大堆公式和理论,我可能会直接选择放弃。我在大学时期学习编译原理时,就曾经深受其苦,那时的教材对我来说就像一本天书,读了半天也摸不着头脑。《编译原理辅导及习题全解》这本书,彻底颠覆了我对编译原理学习的认知。它的最大的优点在于,它非常善于将抽象的理论概念,通过生动的比喻和形象化的图示,变得通俗易懂。我尤其喜欢书中对“递归下降分析”的讲解。在很多教材中,这部分内容通常会让人感到困惑,但这本书通过一个简单的算术表达式解析器的例子,一步一步地展示了如何构建一个递归下降分析器,包括如何处理左递归、如何进行回溯。这个过程就像是在跟着一本说明书搭积木,每一步都清晰可见。而且,书中提供的习题,设计得非常贴合理论讲解,很多习题都是对书中讲解的算法进行变种或扩展,这让我有机会去巩固和深化理解。我记得有一个习题是要求实现一个简单的“词法扫描器”,它不仅仅是要求我识别关键字和标识符,还需要我处理注释和字符串字面量。完成这个习题的过程,让我对“如何从原始文本中提取有意义的标记”有了非常深刻的认识。此外,这本书在讲解“中间代码生成”时,提供了非常丰富的示例,包括如何将各种控制流语句(如if-else, while循环)转换为三地址码。这让我之前对“中间代码”的模糊印象变得非常具体。这本书不仅让我学到了知识,更重要的是,它让我重新找回了学习的乐趣,让我觉得学习编译原理是一件有趣且有成就感的事情。

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