现代编译程序设计 Modern Compiler Design 中文版 pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:人民邮电作者:格伦出品人: 页数:548 译者:冯博琴出版时间:2003-9 价格:58.00元装帧:平装 isbn号码:9787115111494 丛书系列:国外著名高等院校信息科学与技术优秀教材

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具体描述

《现代编译程序设计》全面地介绍了现代编译技术，结构上分为通用编译技术和高级编译技术两大部分。第一部分介绍通用的编译程序实现技术，包括词法和语法分析、上下文处理、代码生成以及存储器管理的一般方法。第二部分介绍特定范型语言的高级编译技术，包括命令式语言、面向对象语言、逻辑式语言、函数式语言及并行 / 分布式语言的上下文处理和代码生成等内容。《现代编译程序设计》注重编译程序的具体实现和优化技术，实例丰富，具有很强的可读性和实用性。

《现代编译程序设计》可作为高校计算机专业本科和研究生编译程序设计课程的教科书，也可供从事计算机软件开发的人员参考。

现代编译程序设计 Modern Compiler Design 中文版：探寻代码转译的艺术与科学引言：在计算机科学的浩瀚星河中，编译程序无疑是最为核心也最具挑战性的领域之一。它如同连接人类思维与机器指令的桥梁，将我们用高级语言写下的优雅代码，转化为计算机能够理解并执行的二进制世界。而《现代编译程序设计》中文版，则是一部深入剖析这一转化过程的鸿篇巨著，它不仅为读者揭示了编译器的内部运作机制，更引领我们领略了代码转译所蕴含的深刻原理与精妙设计。本书并非枯燥的技术手册，而是融合了理论深度、工程实践与前沿思考的智慧结晶，致力于为读者构建起对现代编译程序设计的全面而深刻的认知。第一部分：编译器基础——剖析语言的本质与解析的艺术旅程的起点，我们将一同深入探索编译器的基本构成与核心功能。首先，本书将从语言层面出发，剖析不同程序设计语言的内在结构与表达方式。从词法分析的角度，我们学习如何识别构成源代码的最小单元——“词素”，并理解正则表达式与有限自动机在词法分析器生成中的关键作用。这部分内容将帮助我们理解，即便是看似自然的编程语句，在计算机眼中也遵循着严谨的规则与模式。紧接着，我们将迈入语法分析的殿堂。词法分析的成果将由语法分析器进一步加工，以确认代码是否符合预设的语法规则。本书将详细阐述各种语法分析技术，包括自顶向下的预测分析，以及自底向上的移进-归约分析。我们将深入理解LL(1)和LR(k)等分析方法，以及它们各自的优劣与适用场景。对于推导、规约、栈操作等核心概念，本书将通过清晰的图示与详实的算例进行讲解，让读者能够直观地把握语法分析的逻辑。此外，我们还将探讨抽象语法树（AST）的构建，它作为源代码的结构化表示，是后续编译过程的基础。第二部分：语义分析与中间代码生成——赋予代码意义与实现灵活转换语法正确并不意味着代码逻辑无误。因此，语义分析便成为编译器设计中的关键一步。本书将引领读者深入理解类型检查、变量作用域、控制流分析等语义规则。我们将学习如何构建和维护符号表，以跟踪变量、函数等标识符的信息，并在编译过程中进行必要的检查与验证。对于一些复杂的语义错误，如类型不匹配、未声明变量使用等，本书将提供详细的检测方法与处理策略。在语义分析之后，编译器需要将源代码转化为一种更易于优化和机器无关的中间表示形式，即中间代码。本书将重点介绍多种主流的中间代码表示，包括三地址码、P-代码、字节码等，并阐述它们各自的特点和适用性。读者将学习如何从抽象语法树生成这些中间代码，以及中间代码在描述程序控制流和数据流方面的优势。这部分内容的设计，旨在让读者理解为何需要中间代码，以及它如何在编译过程中发挥承上启下的关键作用，为后续的优化与目标代码生成奠定坚实基础。第三部分：代码优化——提升程序性能的智慧之道代码的正确性得到保障后，我们便将目光投向程序的性能。代码优化是编译器的核心竞争力之一，它直接关系到最终生成程序的运行效率。本书将从多个维度深入探讨代码优化的技术。基本块与控制流图：首先，我们将学习如何将中间代码组织成基本块，并构建程序的控制流图，为后续的全局优化提供结构基础。局部优化：针对单个基本块内的优化，本书将详细介绍常量折叠、代数简化、公共子表达式消除、死代码消除等经典局部优化技术。全局优化：针对整个程序或函数的全局性优化，本书将深入讲解数据流分析（如到达定值分析、活跃变量分析、常数传播等）的方法，并在此基础上介绍循环优化（如循环不变代码外提、归纳变量消除）、过程间优化等高级技术。寄存器分配：随着现代处理器对寄存器的高度依赖，有效的寄存器分配成为至关重要的优化环节。本书将探讨图着色算法等经典寄存器分配技术，以及如何在有限的寄存器资源下最大化程序性能。指令级并行优化：对于超标量和流水线处理器，如何调度指令以最大化并行性也是一个重要课题。本书将介绍指令调度、超长指令字（VLIW）等技术。本书在代码优化部分，不仅会罗列各种优化技术，更会深入剖析其背后的原理，以及它们如何协同工作以达到提升程序执行速度、减少内存占用的目标。第四部分：目标代码生成——构建机器指令的精妙艺术代码优化完成后，编译器需要将中间代码转化为目标机器能够直接执行的机器指令。这一过程的复杂性在于，不同的处理器架构有着迥异的指令集、寻址模式和寄存器组织。指令选择：本书将讲解如何根据目标指令集，将中间代码的运算指令映射到具体的机器指令，并考虑指令的效率与可用性。指令调度：即使在生成机器指令后，还需要考虑指令的执行顺序，以充分利用处理器的流水线和并行能力，避免流水线冒险。寻址模式：各种复杂的寻址模式，如寄存器间接寻址、基址加变址寻址等，将如何被生成并有效地利用，本书将进行详细介绍。特定架构的考量：针对不同的目标架构（如x86、ARM等），本书将提及一些特定架构的编译策略和优化技巧。目标代码生成是编译过程的最终产物，其质量直接决定了程序的运行效率。本书将带领读者理解这一过程的精妙之处，以及如何为特定的硬件平台生成最优化的机器代码。第五部分：现代编译器的进阶主题与未来展望除了上述核心内容，本书还将触及一些现代编译器设计中的进阶主题，为读者描绘更广阔的视野。语言特性对编译器的影响：随着编程语言的不断发展，如面向对象、函数式编程、并发模型等新特性的引入，对编译器的设计提出了新的挑战。本书将探讨这些语言特性如何在编译器中得到支持与优化。即时编译（JIT）与混合编译：探讨Java、C等语言中广泛使用的即时编译技术，以及其工作原理和性能优势。静态分析与程序验证：介绍编译器如何在编译阶段进行更深层次的静态分析，以发现潜在的程序错误，提升代码的可靠性。编译器工具链与生态系统：简要介绍现代编译器开发中常用的工具，如LLVM、GCC等，以及相关的构建系统和调试工具。未来发展趋势：展望编译器技术未来的发展方向，如基于机器学习的优化、更智能的代码生成、针对新兴硬件架构的支持等。结语：《现代编译程序设计》中文版，是一部兼具理论深度与实践指导意义的著作。它将带领读者从宏观的编译器结构，到微观的指令生成细节，一步步揭示代码转译的奥秘。无论您是计算机科学专业的学生，希望系统地掌握编译原理；还是经验丰富的开发者，希望深入理解您所使用的工具；抑或是对编程语言底层机制充满好奇的技术爱好者，本书都将为您提供宝贵的知识与启迪。通过学习本书，您将不仅能深刻理解编译器的工作原理，更能从中汲取设计与优化的智慧，从而更有效地编写、理解和改进您的程序。这是一次对代码底层逻辑的深度探索，一场对计算机科学精妙之处的致敬。

作者简介

目录信息

第1章导论 1
1.1 为什么学习编译程序构造 4
1.1.1 编译程序构造是非常成功的 4
1.1.2 编译程序构造的广泛应用 6
1.1.3 编译程序包含普遍适用的算法 6
1.2 一个简单的传统的模块化编译程序/解释程序 6
1.2.1 抽象语法树 7
1.2.2 范例编译程序的结构 8
1.2.3 范例编译程序的语言 9
1.2.4 范例编译程序的词法分析 10
1.2.5 范例编译程序的语法分析 11
1.2.6 范例编译程序的上下文处理 14
1.2.7 范例编译程序的代码生成 14
1.2.8 范例编译程序的解释程序 15
1.3 一个更接近于实际的编译程序的结构 16
1.3.1 结构 17
1.3.2 运行时系统 18
1.3.3 捷径 18
1.4 编译程序体系结构 18
1.4.1 编译程序的宽度 19
1.4.2 谁主控 20
1.5 一个优秀编译程序的特性 22
1.6 可移植性和可重定目标性 23
1.7 优化的位置和效用 23
1.8 编译程序构造简史 24
1.8.1 1945~1960年：代码生成 24
1.8.2 1960~1975年：分析 24
1.8.3 1975年至今：代码生成和代码优化；范型 24
1.9 文法 25
1.9.1 文法形式 25
1.9.2 产生式过程 25
1.9.3 文法的扩展形式 27
1.9.4 文法特性 27
1.9.5 文法形式化方法 28
1.10 闭包算法 29
1.10.1 闭包算法的迭代实现 31
1.11 本书使用的概要代码 33
1.12 小结 33
第2章从程序文本到抽象语法树 38
2.1 从程序文本到记号——词法结构 41
2.1.1 读程序文本 41
2.1.2 词法分析与语法分析 42
2.1.3 正则表达式和正则描述 43
2.1.4 词法分析 44
2.1.5 手动产生词法分析程序 45
2.1.6 自动产生词法分析程序 50
2.1.7 转换表压缩 63
2.1.8 词法分析程序的错误处理 68
2.1.9 一个传统的词法分析程序产生器——lex 69
2.1.10 记号的词法识别 70
2.1.11 符号表 72
2.1.12 宏处理和文件包含 76
2.1.13 小结 80
2.2 从记号到语法树——语法分析 81
2.2.1 语法分析的两种方法 82
2.2.2 错误检测和错误恢复 84
2.2.3 手工生成一个自顶向下的语法分析程序 86
2.2.4 自动生成一个自顶向下的语法分析程序 88
2.2.5 自动创建一个自底向上的语法分析程序 111
2.3 小结 132
第3章注释抽象语法树--上下文 142
3.1 属性文法 143
3.1.1 依赖图 146
3.1.2 属性计算 147
3.1.3 循环处理 153
3.1.4 属性分配 158
3.1.5 多次访问属性文法 158
3.1.6 属性文法类型的总结 167
3.1.7 L-属性文法 167
3.1.8 S-属性文法 170
3.1.9 L-属性文法与S-属性文法的等价性 171
3.1.10 扩展的文法符号和属性文法 172
3.1.11 小结 173
3.2 手工方法 173
3.2.1 线性化AST 174
3.2.2 符号解释 178
3.2.3 数据流方程 184
3.2.4 过程间的数据流分析 188
3.2.5 上传信息流——活跃分析 189
3.2.6 符号解释和数据流方程的比较 194
3.3 小结 194
第4章处理中间代码 202
4.1 解释 203
4.1.1 递归解释 203
4.1.2 迭代解释 207
4.2 代码生成 210
4.2.1 避免完全的代码生成 213
4.2.2 开始点 214
4.2.3 直接代码生成 214
4.2.4 简单代码生成 218
4.2.5 基本块的代码生成 230
4.2.6 BURS代码生成和动态程序设计 241
4.2.7 通过图着色的寄存器分配 255
4.2.8 超级编译 259
4.2.9 代码生成技术的评价 261
4.2.10 代码优化器的调试 261
4.2.11 预处理中间代码 262
4.2.12 后处理目标代码 265
4.2.13 机器代码生成 267
4.3 汇编程序、连接程序和装入程序 268
4.3.1 汇编程序设计问题 270
4.3.2 连接程序设计问题 272
4.4 小结 273
第5章存储管理 283
5.1 显式回收的数据空间分配 284
5.1.1 基本存储空间分配 285
5.1.2 链表 288
5.1.3 可扩展数组 290
5.2 隐式回收的数据空间分配 291
5.2.1 基本垃圾收集算法 291
5.2.2 背景预备 292
5.2.3 引用计数 297
5.2.4 标记和扫描 300
5.2.5 两空间复制 303
5.2.6 紧缩 306
5.2.7 世代垃圾收集 307
5.3 小结 307
第6章命令式和面向对象程序 313
6.1 上下文处理 314
6.1.1 识别 315
6.1.2 类型检查 321
6.1.3 小结 328
6.2 源语言数据表示和处理 328
6.2.1 基本类型 329
6.2.2 枚举类型 329
6.2.3 指针类型 329
6.2.4 记录类型 332
6.2.5 共用体类型 333
6.2.6 数组类型 334
6.2.7 集合类型 336
6.2.8 例程类型 336
6.2.9 对象类型 337
6.2.10 接口类型 344
6.3 例程及其活动 345
6.3.1 活动记录 345
6.3.2 例程 347
6.3.3 例程上的操作 348
6.3.4 非嵌套例程 350
6.3.5 嵌套例程 352
6.3.6 Lambda提升 357
6.3.7 迭代器和协作例程 358
6.4 控制流语句的代码生成 359
6.4.1 局部控制流 359
6.4.2 例程调用 366
6.4.3 运行时错误处理 372
6.5 模块的代码生成 374
6.5.1 名字生成 375
6.5.2 模块初始化 375
6.5.3 泛型的代码生成 376
6.6 小结 377
第7章函数式程序 386
7.1 Haskell简介 387
7.1.1 越位规则 387
7.1.2 列表 388
7.1.3 列表内涵 388
7.1.4 模式匹配 389
7.1.5 多态类型 390
7.1.6 引用透明性 391
7.1.7 高阶函数 391
7.1.8 惰性计算 392
7.2 编译函数式语言 393
7.2.1 函数核 394
7.3 多态类型检查 395
7.3.1 多态函数应用 396
7.4 脱糖 397
7.4.1 列表的翻译 397
7.4.2 模式匹配的翻译 397
7.4.3 列表内涵的翻译 399
7.4.4 嵌套函数的翻译 401
7.5 图归约 402
7.5.1 归约顺序 405
7.5.2 归约引擎 406
7.6 函数核程序的代码生成 409
7.6.1 避免一些应用框架的构造 411
7.7 优化函数核 412
7.7.1 严格性分析 413
7.7.2 装箱分析 417
7.7.3 尾部调用 417
7.7.4 累加器转换 419
7.7.5 局限性 420
7.8 高级图处理 421
7.8.1 可变长度结点 421
7.8.2 指针标记 421
7.8.3 聚集结点分配 421
7.8.4 向量应用结点 422
7.9 小结 422
第8章逻辑式程序 427
8.1 逻辑式程序设计模型 428
8.1.1 构建模块 428
8.1.2 推理机制 430
8.2 解释的通用实现模型 431
8.2.1 解释程序指令 432
8.2.2 避免冗余目标列表 434
8.2.3 避免复制目标列表尾部 434
8.3 合一 435
8.3.1 结构、列表和集合的合一 435
8.3.2 合一的实现 437
8.3.3 两个自由变量的合一 440
8.3.4 小结 441
8.4 编译的通用实现模型 441
8.4.1 列表程序 442
8.4.2 编译子句的搜索和合一 444
8.4.3 WAM中的优化子句选择 448
8.4.4 应用“cut”机制 450
8.4.5 谓词assert和retract的实现 452
8.5 合一的编译代码 455
8.5.1 WAM中的合一指令 456
8.5.2 通过手工局部计算得到合一指令 457
8.5.3 WAM中的结构合一 462
8.5.4 一种优化：读/写模式 464
8.5.5 WAM中合一结构的进一步优化 466
8.5.6 小结 467
第9章并行和分布式程序 472
9.1 并行程序设计模型 474
9.1.1 共享变量和管程 474
9.1.2 消息传递模型 476
9.1.3 面向对象语言 477
9.1.4 Linda元组空间 477
9.1.5 数据并行语言 478
9.2 进程和线程 479
9.3 共享变量 481
9.3.1 锁 481
9.3.2 管程 481
9.4 消息传递 482
9.4.1 接收方定位 483
9.4.2 编组 483
9.4.3 消息的类型检查 484
9.4.4 消息选择 484
9.5 并行的面向对象语言 485
9.5.1 对象定位 485
9.5.2 对象迁移 486
9.5.3 对象复制 487
9.6 元组空间 488
9.6.1 避免关联寻址的开销 488
9.6.2 元组空间的分布实现 490
9.7 自动并行 492
9.7.1 自动地使用并行性 492
9.7.2 数据依赖 494
9.7.3 循环转换 495
9.7.4 分布式存储器的自动并行 496
9.8 小结 498
附录A 一个简单的面向对象编译程序/解释程序 502
附录B 练习答案 509
附录C 参考文献 519
附录D 术语表 527
· · · · · · (收起)

读后感

☆☆☆☆☆

用户评价

☆☆☆☆☆

这本书的封面设计实在太吸引人了，那种深邃的蓝色调配上简洁的字体，一眼就能感受到它蕴含的专业和深度。我本来对编译器这个领域有点望而生畏，总觉得那是计算机科学里最硬核、最难以企及的部分。但拿到手里后，我发现作者的叙述方式非常平易近人。它不像一些老旧的教科书那样堆砌晦涩的术语，而是像一个经验丰富的老师在手把手地带你入门。特别是对词法分析和语法分析这两块，作者用了很多生动的比喻和实际的例子来解释 LL(k) 和 LR 分析器的构造过程，这让我这个初学者能迅速抓住核心概念。我特别喜欢它在讲解中间代码生成时，那种对优化策略的细致剖析，它不仅仅是告诉你“怎么做”，更告诉你“为什么这么做”，以及不同方法之间的权衡利弊。这本书给我最大的感受就是，它成功地将一个复杂的主题拆解成了易于消化的模块，让我在阅读过程中充满了探索的乐趣和成就感。它不仅仅是一本工具书，更像是一本引人入胜的技术冒险指南。

☆☆☆☆☆

读完前几章，我简直有种醍醐灌顶的感觉，尤其是在理解类型系统和语义分析这部分内容时。以往接触的资料往往把类型检查描述得过于抽象，但这本书里，作者似乎非常懂得如何将理论与实践相结合。他们详细阐述了如何构建一个健壮的符号表结构，以及如何利用它来高效地处理变量作用域和类型冲突。最让我印象深刻的是关于面向对象语言（比如 C++ 或 Java 的子集）的虚函数表和动态派发机制的讲解，那种深入到内存布局和指针操作层面的剖析，是其他很多教材望尘莫及的。我甚至在跟着书中的例子，自己用一个简单的语言搭建了一个小型解释器框架，书里提供的代码片段和解释，直接成为了我调试和改进代码时的主要参考依据。可以说，这本书的实用性超出了我的预期，它不是那种只停留在理论高度的“纸上谈兵”，而是真正能指导你动手实现一个现代编译器必需的知识体系。对于想要从理论学习者转型为实践工程师的朋友来说，这本书简直是必备的“实战手册”。

☆☆☆☆☆

这本书的份量摆在那里，一开始还担心阅读起来会非常沉重和乏味，但实际阅读体验却远超我的想象。作者在讲解复杂的后端优化技术，如循环展开、常量折叠和过程间常量传播时，没有采用那种填鸭式的灌输，而是通过模拟真实编译器的决策过程来引导我们。我感觉自己仿佛真的在扮演一个编译器设计师的角色，需要权衡编译时间、代码体积和执行速度这“三驾马车”。书中对SSA（静态单赋值）形式的介绍及其在优化中的核心地位，讲解得尤其精彩，它清晰地展示了如何将复杂的控制流转化为易于分析的形式。这本书的价值在于，它不仅是一本“怎么做”的指南，更是一本“为什么会这样”的深度剖析录。对于任何希望深入理解程序如何在底层高效运行的人来说，这本书提供的知识深度和广度，足以支撑起一个长期的技术探索旅程。它让人对编译原理这门学科重燃热情，并对其在未来计算领域的核心地位有了更深刻的认识。

☆☆☆☆☆

这本书的排版和细节处理非常到位，这对于一本技术书籍来说至关重要。字体选择清晰易读，公式推导过程中的逻辑链条清晰可见，而且关键算法的伪代码部分都用醒目的方框标出，便于快速定位和记忆。我注意到作者在讨论代码优化这一块的内容时，花费了大量的篇幅来讲解数据流分析和控制流图的构建，这部分内容通常是初学者的难点，但在这里，每一个迭代过程和不动点计算的步骤都被解释得清清楚楚，让人感觉不再是面对一堆枯燥的数学公式，而是在解决一个有趣的逻辑谜题。更棒的是，它对不同架构（比如 RISC 和 CISC 的差异）下的指令选择和寄存器分配策略也有所涉猎，这让读者不会局限于单一的视角。这本书的深度和广度兼顾得非常好，让我在阅读过程中始终保持着对前沿技术的渴望，而不是满足于掌握基础知识就停滞不前。

☆☆☆☆☆

这本书的语言风格非常严谨，但又不失一种老派学者的风范。它在保持学术精准性的同时，巧妙地融入了一些关于编译器发展历史和设计哲学上的思考。比如在介绍垃圾回收机制时，作者不仅分析了分代收集和复制收集的优缺点，还引申到对编程语言内存管理范式的讨论，这种宏观的视角极大地拓宽了我的视野。我发现，读这本书不仅是在学习“如何写编译器”，更是在思考“如何设计一门优秀的编程语言”。它教会了我一种结构化的思维方式，如何从需求出发，层层递进地设计出高效、可维护的系统。我尤其欣赏它对错误处理和调试支持的讲解，这往往是很多教材忽略的“工程实践”部分。书中提到如何通过调试信息（DWARF 等）来映射高级代码和机器代码，这对于理解编译器在真实世界中的应用价值至关重要。这本书无疑是构建坚实理论基础和工程思维的完美结合体。

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