Introduction to Type (3rd) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Center for Applications of

作者:Isabel Briggs Myers

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1980-06

价格:USD 4.95

装帧:Paperback

isbn号码:9780935652062

丛书系列:

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精研编译原理：系统架构与底层逻辑的深度探索 作者：[虚构作者名，例如：李明，张伟] 出版社：[虚构出版社名，例如：清华大学出版社，机械工业出版社] --- 内容简介 本书是一本旨在为计算机科学、软件工程及相关领域的学生、研究人员和专业工程师提供全面、深入的编译原理知识体系的专著。它超越了传统教科书对基本概念的简单介绍，致力于构建一个结构清晰、理论扎实且紧密结合现代软件开发实践的编译系统构建蓝图。 本书的结构设计遵循现代编译器的典型生命周期，从前端的词法分析、语法分析，到中端的语义分析、中间代码生成，再到后端的目标代码优化与生成，提供了一套严谨的理论框架和实用的工程实现指导。 第一部分：编译器的基础与前端 本部分奠定了理解整个编译过程的基石，重点关注如何将人类可读的源代码转化为机器可理解的结构化表示。 第一章：编译器的概述与结构 本章首先对编译器的基本功能、历史演变以及在现代软件生态系统中的地位进行宏观介绍。深入探讨了编译过程中的七个经典阶段，并引入了编译器的组织结构，包括单遍、两遍和多遍编译器的设计哲学。着重分析了编译器设计中面临的挑战，如语言的复杂性、目标架构的多样性以及性能优化需求。此外，本章将讨论编译器基础设施（如编译器框架LLVM或GCC的组件划分）的概念，为后续深入学习打下基础。 第二章：词法分析的艺术与实践 词法分析是编译过程的起点。本章详尽阐述了正则表达式作为描述词法模式的数学工具。随后，深入讲解了如何利用有限自动机（Finite Automata）——确定性有限自动机（DFA）和非确定性有限自动机（NFA）——来实现高效的词法扫描器。特别关注子程序化（Subroutine Method）和表驱动法（Table-Driven Methods）的优劣对比，并引入了实际应用中如何处理关键字、标识符和错误恢复的策略。本章将通过一个具体的示例语言，展示如何自动生成高质量的词法分析器（如使用Lex/Flex工具背后的原理）。 第三章：语法分析的层次与递归 语法分析（Parsing）的核心在于确定源代码的结构是否符合语言的上下文无关文法（Context-Free Grammars, CFG）。本章系统地介绍了上下文无关文法的形式化描述及其局限性。随后，集中精力讲解两大主流分析范式： 自上而下分析（Top-Down Parsing）：重点剖析LL(k)文法的特性，并详细讲解递归下降分析器的构造原理，包括回溯、左递归消除和回溯消除技术的精细处理。 自下而上分析（Bottom-Up Parsing）：这是现代复杂语言分析的核心。本章深入探讨LR(k)分析家族，包括Simple LR (SLR)、Lookahead LR (LALR) 和 Canonical LR (CLR)。详细解析了LR(k)分析表（动作表和跳转表）的构造过程，并探讨了如何利用这些理论工具识别归约冲突和移进/归约冲突。 第四章：语义分析与中间表示（IR）的构建 词法和语法分析提供了程序的“骨架”，语义分析则为其注入“意义”。本章首先讨论属性文法（Attributed Grammars）的概念，这是将语义规则附加到语法结构上的核心方法。重点在于符号表管理的设计与实现，包括名称解析（Name Resolution）、作用域规则（Scope Rules）的维护以及不同数据类型的绑定。 随后，本章转向中间表示（Intermediate Representation, IR）的设计。我们将详细比较三地址码（Three-Address Code, TAC）、控制流图（Control Flow Graph, CFG）、静态单赋值形式（Static Single Assignment, SSA）的优劣。强调如何通过IR有效地捕获源语言的结构特性，并为后续的优化阶段做好准备。 第二部分：优化与代码生成 优化是编译器的“心脏”，决定了最终生成代码的效率和质量。本部分深入探讨了高级优化技术和针对特定机器架构的代码生成策略。 第五章：程序优化基础：数据流分析 优化建立在对程序执行路径的精确理解之上。本章专注于数据流分析（Data Flow Analysis）的理论基础，这是所有复杂优化的前提。我们将介绍控制流图（CFG）在分析中的作用，并系统阐述迭代算法在求解数据流方程中的应用。详细解析关键分析技术，包括： 向后分析（Backward Analysis）：如活跃变量分析（Live Variable Analysis）。 向前分析（Forward Analysis）：如可用定值分析（Available Expressions Analysis）。 本章将运用格子理论（Lattice Theory）来形式化分析过程，确保分析结果的正确性和收敛性。 第六章：编译器中的代码优化技术 本章聚焦于一系列跨越多个层次的优化技术，旨在提高代码的速度和减小代码体积。 1. 局部优化（Local Optimization）：包括公共子表达式消除（Common Subexpression Elimination, CSE）和常量折叠/传播（Constant Folding/Propagation）。 2. 循环优化（Loop Optimization）：这是性能优化的关键领域。深入讨论循环不变代码外提（Loop-Invariant Code Motion, LICM）的算法实现，以及归纳变量（Induction Variable）的识别与优化。 3. 过程间优化（Interprocedural Optimization, IPO）：探讨如何超越单个函数边界进行分析和优化，例如过程内联（Procedure Inlining）的影响。 第七章：目标代码生成与寄存器分配 本章将视角转向后端，关注如何将优化的IR翻译成高效的机器指令序列。 代码生成：首先讨论指令选择（Instruction Selection）的模式匹配技术，如何将IR操作映射到目标机器的最优指令集。接着，分析指令调度（Instruction Scheduling），即重新排列指令以最大化指令级并行性（Instruction-Level Parallelism, ILP）。 寄存器分配（Register Allocation）：这是代码生成中影响性能最深远的部分。本章详细介绍基于图着色（Graph Coloring）的寄存器分配算法。深入探讨干扰图（Interference Graph）的构建、如何利用图的着色来确定哪些变量可以驻留在寄存器中，以及当寄存器溢出时Spilling（溢出）的策略与代价分析。 第三部分：现代编译器的结构与实践 本部分将理论知识与现代编译系统（如LLVM）的设计思想相结合，探讨面向未来的编译技术。 第八章：面向现代架构的优化 随着多核处理器和异构计算的普及，编译器的设计必须适应新的硬件范式。本章讨论向量化（Vectorization）和并行化（Parallelization）的编译策略，包括如何自动识别和重构代码以利用SIMD指令集（如SSE, AVX）。此外，还将讨论链接时优化（Link-Time Optimization, LTO），以及如何通过目标代码的反馈机制（Profile-Guided Optimization, PGO）来驱动下一轮的更精确优化。 第九章：编译器框架与生态系统 本章不再关注单一编译器的内部细节，而是探讨如何构建一个可扩展、可维护的编译系统。通过分析现代开源编译框架（如LLVM/Clang）的设计哲学，阐述中间表示的设计如何作为不同语言前端和目标架构后端之间的通用桥梁。探讨即时编译（Just-In-Time, JIT）的概念、动态代码生成的技术挑战，以及插件式架构在编译器设计中的应用。 --- 本书特色 1. 理论深度与工程实践的完美结合：每一章节的理论讲解都配有清晰的算法描述和实际代码示例的伪代码或结构化描述，强调如何将理论转化为高性能的工程代码。 2. 面向未来技术视野：本书不仅覆盖经典编译原理，更融入了对 SSA、图着色寄存器分配、向量化等现代编译系统中不可或缺的高级主题的深入探讨。 3. 清晰的结构化教学：内容组织遵循编译器的自然流程，逻辑严密，非常适合作为高等院校编译原理课程的教材，或作为软件工程师深入理解底层机制的参考手册。 通过本书的学习，读者将不仅能够理解现有编译器的“工作原理”，更能掌握设计、实现和优化下一代高性能编译器和语言工具链所需的核心技能。

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