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本书全面讲述了现代编译器的各个组成部分，包括词法分析、语法分析、抽象语法、语义检查、中间代码表示、指令选择、数据流分析、寄存器分配以及运行时系统等。全书分成两部分，第一部分是编译的基础知识，适用于第一门编译原理课程（一个学期）；第二部分是高级主题，包括面向对象语言和函数语言、垃圾收集、循环优化、存储结构优化等，适合于后续课程或研究生教学。

第一部分　编译基本原理

第1章　绪论　　1

1.1　模块与接口　　1

1.2　工具和软件　　3

1.3　树语言的数据结构　　3

程序设计：直线式程序解释器　　7

推荐阅读　　8

习题　　9

第2章　词法分析　　10

2.1　词法单词　　10

2.2　正则表达式　　11

2.3　有限自动机　　13

2.4　非确定有限自动机　　15

2.5　Lex：词法分析器的生成器　　20

程序设计：词法分析　　22

推荐阅读　　23

习题　　23

第3章　语法分析　　27

3.1　上下文无关文法　　28

3.2　预测分析　　32

3.3　LR分析　　39

3.4　使用分析器的生成器　　48

3.5　错误恢复　　54

程序设计：语法分析　　57

推荐阅读　　58

习题　　58

第4章　抽象语法　　62

4.1　语义动作　　62

4.2　抽象语法分析树　　65

程序设计：抽象语法　　71

推荐阅读　　71

习题　　72

第5章　语义分析　　73

5.1　符号表　　73

5.2　Tiger编译器的绑定　　79

5.3　表达式的类型检查　　82

5.4　声明的类型检查　　84

程序设计：类型检查　　86

习题　　87

第6章　活动记录　　89

6.1　栈帧　　90

6.2　Tiger编译器的栈帧　　96

程序设计：栈帧　　102

推荐阅读　　103

习题　　103

第7章　翻译成中间代码　　106

7.1　中间表示树　　106

7.2　翻译为树中间语言　　108

7.3　声明　　120

程序设计：翻译成树　　122

习题　　123

第8章　基本块和轨迹　　125

8.1　规范树　　126

8.2　处理条件分支　　131

推荐阅读　　134

习题　　134

第9章　指令选择　　136

9.1　指令选择算法　　138

9.2 　CISC机器　　144

9.3　Tiger编译器的指令选择　　146

程序设计：指令选择　　152

推荐阅读　　153

习题　　154

第10章　活跃分析　　155

10.1　数据流方程的解　　156

10.2　Tiger编译器的活跃分析　　162

程序设计：构造流图　　164

程序设计：活跃分析模块　　165

习题　　165

第11章　寄存器分配　　166

11.1　通过简化进行着色　　166

11.2　合并　　168

11.3　预着色的结点　　171

11.4　图着色的实现　　175

11.5　针对树的寄存器分配　　181

程序设计：图着色　　184

推荐阅读　　185

习题　　185

第12章　整合为一体　　188

程序设计：过程入口/出口　　189

程序设计：创建一个可运行的编译器　　191

第二部分　高级主题

第13章　垃圾收集　　193

13.1　标记-清扫式收集　　194

13.2　引用计数　　197

13.3　复制式收集　　198

13.4　分代收集　　201

13.5　增量式收集　　203

13.6　Baker算法　　205

13.7　编译器接口　　205

程序设计：描述字　　208

程序设计：垃圾收集　　208

推荐阅读　　208

习题　　210

第14章　面向对象的语言　　211

14.1　类　　211

14.2　数据域的单继承性　　213

14.3　多继承　　214

14.4　测试类成员关系　　216

14.5　私有域和私有方法　　218

14.6　无类语言　　219

14.7　面向对象程序的优化　　219

程序设计：OBJECT-Tiger　　220

推荐阅读　　220

习题　　221

第15章　函数式程序设计语言　　222

15.1　一个简单的函数式语言　　222

15.2　闭包　　224

15.3　不变的变量　　225

15.4　内联扩展　　229

15.5　闭包变换　　233

15.6　高效的尾递归　　235

15.7　懒惰计算　　236

推荐阅读　　243

程序设计：编译函数式语言　　244

习题　　244

第16章　多态类型　　246

16.1　参数多态性　　246

16.2　类型推论　　253

16.3　多态变量的表示　　259

16.4　静态重载的解决方法　　265

推荐阅读　　266

习题　　266

第17章　数据流分析　　269

17.1　流分析使用的中间表示　　270

17.2　各种数据流分析　　271

17.3　使用数据流分析结果的几种转换　　274

17.4　加快数据流分析　　276

17.5　别名分析　　281

推荐阅读　　285

习题　　285

第18章　循环优化　　287

18.1　必经结点　　289

18.2　循环不变量计算　　292

18.3　归纳变量　　293

18.4　数组边界检查　　297

18.5　循环展开　　300

推荐阅读　　301

习题　　301

第19章　静态单赋值形式　　303

19.1　转化为SSA形式　　305

19.2　必经结点树的高效计算　　310

19.3　使用SSA的优化算法　　315

19.4　数组、指针和存储器　　320

19.5　控制依赖图　　321

19.6　从SSA形式转变回来　　323

19.7　函数式中间形式　　324

推荐阅读　　327

习题　　328

第20章　流水和调度　　331

20.1　没有资源约束时的循环调度　　332

20.2　有资源约束的循环流水　　336

20.3　分支预测　　341

推荐阅读　　343

习题　　343

第21章　存储层次　　346

21.1　cache的组织结构　　346

21.2　cache块对齐　　349

21.3　预取　　350

21.4　循环交换　　354

21.5　分块　　355

21.6　垃圾收集和存储层次　　357

推荐阅读　　358

习题　　358

附录　Tiger语言参考手册　　360

参考文献　　368

索引　　376

Andrew W. Appel

美国普林斯顿大学计算机科学系教授，第26届ACM SIGPLAN-SIGACT程序设计原理年会大会执行主席，1998~1999年在贝尔实验室做研究工作。主要研究方向是计算机安全、编译器设计、程序设计语言等。

Maia Ginsburg

美国普林斯顿大学计算机科学系讲师。

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Two of the most useful abstractions used in modern compilers are context-free grammars, for parsing, and regular expressions, for lexical analysis. To make best use of these abstractions it is helpful to have special tools, such as Yacc (which converts a grammar into a parsing program)and Lex(which converts a declarative specification into a lexical analysis program).

书籍介绍

本书全面讲述了现代编译器的各个组成部分，包括词法分析、语法分析、抽象语法、语义检查、中间代码表示、指令选择、数据流分析、寄存器分配以及运行时系统等。全书分成两部分，第一部分是编译的基础知识，适用于第一门编译原理课程（一个学期）；第二部分是高级主题，包括面向对象语言和函数语言、垃圾收集、循环优化、存储结构优化等，适合于后续课程或研究生教学。