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出版者:Springer

作者:Moor, Oege De (EDT)/ Schwartzbach, Michael (EDT)

出品人:

页数:280

译者:

出版时间:2009-04-21

价格:USD 69.95

装帧:Paperback

isbn号码:9783642007217

丛书系列:

图书标签:

• 编译原理
• 编译器构造
• 程序语言
• 计算机科学
• 编译技术
• 语法分析
• 语义分析
• 代码生成
• 优化
• 前端后端

《代码的诞生：解析器、编译器与程序转换的艺术》 本书将带您踏上一场深入探究计算机程序如何从人类可读的代码转化为机器可执行指令的精彩旅程。我们将聚焦于编译器构造的核心要素，揭示其背后精妙的理论与实用的工程实践。 第一部分：程序语言的底层逻辑 在深入编译器细节之前，我们需要理解程序语言的本质。本部分将从形式语言和自动机理论的基石出发，为您构建坚实的理论框架。 形式语言的优雅： 您将接触到正规文法、上下文无关文法等概念，理解它们如何精确地描述程序语言的结构。我们将分析不同类型文法的表达能力，并探讨它们在编译器设计中的作用。 自动机的力量： 了解有限自动机、下推自动机等计算模型，认识它们如何匹配和识别程序代码中的模式。我们将深入分析词法分析器（扫描器）的工作原理，例如如何使用正则表达式构建词法分析器，以及如何将源代码分割成有意义的“记号”（tokens）。 语法分析的奥秘： 聚焦于上下文无关文法，学习如何构建解析器来验证源代码的语法结构。我们将详细讲解不同类型的解析技术，包括自顶向下解析（如递归下降解析、LL(1)解析）和自底向上解析（如LR解析，包括SLR、LALR、Canonical LR）。您将了解它们的工作流程、优缺点以及如何在实际中选择合适的解析方法。 第二部分：编译器的心脏——语义分析与中间代码生成 一旦源代码通过了语法检查，我们就需要理解其真正的含义。本部分将深入探讨语义分析和中间代码生成，这两个环节是编译器“理解”程序的关键。 语义的探寻： 学习如何进行类型检查，确保程序中的数据类型使用是合法的。我们将探讨变量的作用域、生命周期以及如何通过符号表来管理程序中的标识符信息。您还将了解如何实现语义规则的检查，例如函数调用参数的匹配、表达式的可赋值性等。 抽象的桥梁——中间代码： 认识到直接将源代码翻译成机器码的复杂性，我们将引入中间代码的概念。学习几种主流的中间代码表示形式，如三地址码、抽象语法树（AST）、静态单赋值（SSA）形式。您将理解中间代码在简化编译过程、支持优化以及跨平台编译中的重要作用。 第三部分：程序的优化与机器码的诞生 优化是编译器追求高效的终极目标，而生成高效的机器码则是编译过程的最终呈现。本部分将详细阐述这些关键环节。 优化的智慧： 深入了解各种程序优化技术。我们将从局部优化（如常量折叠、公共子表达式消除）讲到全局优化（如循环优化、过程内联、死代码消除）。您还将接触到更为复杂的优化技术，如数据流分析、别名分析，以及如何利用SSA形式进行优化。 寄存器分配的艺术： 理解将程序中的变量映射到有限的CPU寄存器上的挑战。我们将讲解图着色算法等经典寄存器分配方法，以及如何处理寄存器溢出。 机器码的生成： 学习如何将中间代码映射到目标机器的指令集。您将了解指令选择、指令调度等过程，以及如何生成符合目标体系结构要求的汇编代码或机器码。 第四部分：现代编译器技术与实践 本部分将放眼现代编译器的发展趋势，并提供一些实用的工程实践建议。 编译器基础设施： 探讨现代编译器常用框架，如LLVM。您将了解LLVM的架构、IR（中间表示）以及其在编译器开发中的优势。 自动化工具的应用： 介绍用于生成词法分析器和解析器的工具，如Lex/Flex和Yacc/Bison。学习如何利用这些工具加速编译器原型开发。 语言设计与编译器的互动： 简要探讨程序语言设计特性（如面向对象、函数式编程）对编译器设计带来的影响。 软件工程视角： 从软件工程的角度审视编译器开发，包括模块化设计、测试策略以及性能调优。 目标读者： 本书适合对计算机科学基础有一定了解，希望深入理解程序语言底层机制、学习如何构建编译器或进行程序转换工具开发的读者。无论是计算机科学专业的学生，还是对底层系统编程、语言实现感兴趣的开发人员，都能从中获得宝贵的知识和启发。 本书特色： 理论与实践并重： 既有严谨的理论推导，又有丰富的工程实践案例。 循序渐进的讲解： 从基础概念到高级技术，由浅入深，易于理解。 清晰的逻辑结构： 将复杂的编译器过程分解为易于掌握的各个阶段。 激发学习兴趣： 通过对程序转换艺术的探索，展现编译器的迷人魅力。 通过阅读《代码的诞生》，您将不仅掌握编译器构造的核心技术，更能深刻理解程序运行的底层逻辑，为您的软件开发生涯注入新的动力。

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我最近对处理非标准输入和异常情况的鲁棒性设计非常感兴趣。在实际的工业应用中，输入数据的“不洁净”往往是导致系统崩溃的首要原因。因此，一本优秀的参考书，应该花费相当大的篇幅来讨论错误恢复机制、容错性设计以及如何构建健壮的中间表示（IR）。我希望看到详细的案例分析，展示当遇到上下文无关文法无法识别的结构时，系统是如何优雅地跳过错误、定位下一个有效状态，从而保证后续处理流程不至于全盘崩溃的。理想情况下，作者能提供一些关于性能调优中，如何平衡错误检测的完备性与处理速度的实用建议。这种“实战派”的考量，远比纯粹的理论推导更能体现一本书的实战价值，它关乎软件的生命力和可靠性，是我衡量一本技术著作是否达到专业水准的关键指标之一。

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我最近在尝试将理论知识应用于一个跨平台的嵌入式系统项目中，这让我对“底层交互”的理解达到了一个前所未有的瓶颈期。市面上很多教程或书籍要么过于抽象，充满了高深的数学公式，让人望而却步；要么又过于简单，仅仅停留在表层的API调用，根本无法解决实际的性能优化问题。我希望能找到一本既能深入剖析机器码生成过程，又能提供清晰、可操作的实践指导的“圣经”。理想中的这本书，应该能像一位经验丰富的老工匠一样，手把手地教我如何权衡寄存器分配的复杂性与代码执行效率之间的微妙平衡。我希望它能提供一些经典的、经过时间检验的优化技巧，比如循环展开、指令调度等，并且用现代编程语言的视角来重新审视这些古老的智慧。那种能让我看完后，立刻就能信心满满地去重构现有代码模块的感觉，才是真正有价值的阅读体验。

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我的阅读习惯非常注重“可追溯性”。我讨厌那种只抛出结论而不展示推导过程的书籍。对于复杂概念的阐述，我更倾向于那种能够提供历史背景和不同学派观点的讨论。比如，对于一个特定的解析算法，我希望作者能对比它与另一种主流算法的优缺点，分析它们各自适用的场景。如果能引用一些经典的、奠基性的学术论文作为参考文献，并对其中的核心思想进行解读，那就更好了。这种深挖源头的阅读体验，能极大地增强我对知识的掌握深度。我希望这本书不仅仅是知识的搬运工，更是一位思想的引路人，能够激发我进一步去探索更前沿、更细分的领域。它应该具备一种“启发性”，让你在合上书本后，仍然能感受到思维的火花在持续碰撞。

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说实话，我购买技术书籍往往抱着一种“赌博”的心态，因为很多新出版的著作，内容更新速度跟不上技术迭代的速度，读起来总有一种“滞后感”。我最看重的是一本书能否提供一种“框架性思维”，而不是零散的知识点堆砌。我希望它能构建一个清晰的知识地图，让我知道每一个模块——无论是词法分析、语法分析，还是语义分析——在整个处理流程中扮演的核心角色，以及它们之间错综复杂的前后依赖关系。如果这本书能够用一种非常直观的方式，例如通过一个贯穿始终的、从小规模到大规模的示例项目，来展示这些理论是如何逐步落地成型的，那简直是太棒了。我期待的不是背诵定义，而是理解“为什么”要这样做设计，以及在不同的约束条件下，不同的设计选择会带来何种后果。这种对设计哲学的探讨，比单纯的技术手册更有长久的价值。

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这本书的封面设计简直是一场视觉盛宴，那种深邃的蓝色调搭配着金色线条勾勒出的复杂符号，立刻就能抓住你的眼球。我是一个对排版和视觉美学有执着追求的人，而这本书在这方面做得实在太出色了。它的字体选择非常考究，衬线和无衬线的完美融合，既保证了学术的严谨性，又不失阅读的舒适度。每一页的留白都恰到好处，仿佛是在呼吸，而不是被密密麻麻的文字所束缚。初次翻阅时，我甚至有点舍不得下笔做笔记，生怕破坏了它原有的美感。而且，纸张的质感也相当上乘，那种略带纹理的触感，握在手中沉甸甸的，让人感觉这是一本真正用心打磨的作品。它不仅仅是一本工具书，更像是一件可以陈列在书架上的艺术品，即便只是摆在那里，也能为整个房间增添一份知识与品味的氛围。这种对细节的极致追求，往往预示着内容本身的扎实与深度，让人对即将展开的阅读之旅充满了美好的期待。

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