现代编译程序实现 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:高等教育出版社

作者:

出品人:

页数:501

译者:

出版时间:2003-8

价格:38.00元

装帧:平装

isbn号码:9787040135015

丛书系列:

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现代编译程序实现：图书简介 图书名称： 现代编译程序实现 图书简介： 本书深入探讨了现代编译器设计与实现的各个关键环节，旨在为读者提供一套系统、全面且具有实践指导意义的知识体系。我们不关注具体某个语言的语法糖或特定平台的优化细节，而是聚焦于编译理论的基石、核心算法的演进以及前沿编译技术的发展趋势，从而帮助读者构建起对现代软件构建过程的深刻理解。 第一部分：编译器的理论基石与结构剖析 本部分首先奠定了编译理论的坚实基础，引导读者理解编译器是如何将高级语言的源代码转化为机器可执行的指令流。 词法分析的本质与工具链： 我们详细阐述了词法分析器（Lexer）的构造原理，侧重于正则表达式的数学模型以及有限自动机（DFA/NFA）在实际词法识别中的映射关系。书中不仅介绍了经典的工具如 Lex/Flex，更深入剖析了如何设计高性能、可扩展的自定义词法分析器，特别是如何有效处理 Unicode 字符集和复杂语言（如宏展开）的上下文依赖。 语法分析：自顶向下与自底向上的艺术： 语法分析是编译器的核心骨架。本书全面覆盖了LL(k) 和 LR(k)（包括 SLR, LALR, Canonical LR）的构建算法，并重点分析了它们在处理递归、悬挂else等常见语法难题时的优劣。我们不仅展示了如何手工推导分析表，更重要的是，讲解了现代编译器如何利用PEG（Parsing Expression Grammars） 和 自适应解析技术 来简化复杂语法的处理，从而避免传统上下文无关文法（CFG）在表达语义模糊性时的局限性。 抽象语法树（AST）的构建与语义表示： 词法和语法分析的成果需要被结构化。本书强调 AST 不仅仅是语法结构的树形表示，更是后续语义分析和代码生成的关键中间数据结构。我们详细讨论了AST 节点的类型系统、属性继承，以及如何利用 AST 上的遍历策略来实现结构化的数据处理，为后续的类型检查和绑定过程提供清晰的蓝图。 第二部分：语义的精确校验与中间表示（IR）的演进 编译器的第二阶段是确保程序的逻辑正确性，并将其转化为一种易于优化的通用形式。 类型系统与静态语义分析： 语义分析是区分现代语言复杂性的关键。本书深入探讨了类型推导（Type Inference） 算法，特别是 Hindley-Milner 算法在函数式语言中的应用。我们详细分析了类型检查、类型转换（Coercion） 的策略，以及如何设计强大的符号表管理系统来追踪变量的作用域、存储信息和类型定义，确保程序符合语言的语义规则。此外，还讨论了面向对象的语言（如继承和多态）在类型系统中的特殊处理机制。 中间表示（IR）的层级与设计哲学： 现代编译器之所以强大，很大程度上归功于其灵活的中间表示。本书系统地介绍了不同层次的 IR： 1. 三地址码（Three-Address Code, TAC）： 作为一种低级、线性化的表示，它便于进行数据流分析和控制流图的构建。 2. 静态单赋值形式（Static Single Assignment, SSA）： SSA 是现代优化器的“黄金标准”。我们详尽解释了 SSA 的构造过程，特别是 $phi$ 函数 的作用，以及 SSA 如何极大地简化了别名分析和常量传播等关键优化。 3. 更高级的 IR 结构： 讨论了如 LLVM IR 等基于 SSA 的更具表达力的 IR 形式，以及如何使用结构化的控制流图（CFG）来有效地表示循环和分支。 第三部分：核心优化技术与架构无关性 优化阶段是编译器提升程序性能的核心战场。本部分聚焦于那些独立于目标机器架构的、通用的优化技术。 数据流分析的基础： 所有的过程内（Intra-procedural）和过程间（Inter-procedural）优化都建立在精确的数据流分析之上。我们详细阐述了前向分析和后向分析的框架，并以到达定义分析、活跃变量分析为例，介绍了如何使用格论（Lattice Theory） 和不动点迭代来求解数据流方程，确保分析结果的准确性。 经典优化算法详解： 常量折叠与传播： 解释如何利用 SSA 简化后的结构快速识别和替换常量表达式。 死代码消除（Dead Code Elimination）： 基于活跃变量分析，识别并移除永远不会影响程序输出的计算。 循环优化： 深度剖析循环不变量外提（Loop Invariant Code Motion）、子表达式消除以及循环展开的适用场景和风险控制。 过程间优化（IPO）： 讨论了函数内联（Inlining）对性能的巨大影响，以及如何在保持编译速度和提高代码质量之间取得平衡。 第四部分：代码生成与目标机器的映射 本部分将编译的视野从抽象的 IR 转移到具体的机器指令集和硬件特性。 指令选择与资源管理： 代码生成的第一步是将 IR 映射到目标指令集。我们探讨了模式匹配（Pattern Matching） 在指令选择中的应用，并介绍了如何使用树遍历算法将复杂的 IR 结构转化为目标机器的指令序列。 寄存器分配的艺术： 寄存器是稀缺资源。本书详尽讲解了图着色算法（Graph Coloring） 在寄存器分配中的核心地位。我们分析了如何构建干扰图（Interference Graph），以及如何使用启发式算法（如优先度着色、简化、溢出处理）来高效地将程序变量映射到有限的硬件寄存器上，从而最大限度地减少代价高昂的内存访问（Spilling）。 指令调度与流水线优化： 现代处理器依赖指令流水线。我们讲解了基于依赖图的指令调度方法，目标是重新排序指令，以最小化数据冒险和控制冒险，充分利用处理器的并行执行单元。讨论还涵盖了针对特定指令集架构（如超长指令字或乱序执行）的微架构感知优化。 结论与展望 本书的最终目标是培养读者“理解编译”的能力，而非仅仅“使用编译器前端工具”。通过对这些基础理论和现代实践的深入探索，读者将具备设计、构建或深度定制高性能编译器和静态分析工具所需的核心能力。本书提供了理论的深度、算法的精确性，以及对未来编译技术（如 JIT 编译、领域特定语言编译）的深刻洞察。

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这本书的作者，在编译器设计领域深耕多年，其渊博的学识和严谨的治学态度在这本书中得到了淋漓尽致的体现。从宏观的编译器整体架构，到微观的词法分析、语法分析、语义分析，再到代码生成和优化，每一个环节都被剖析得入木三分。我尤其欣赏的是作者在讲解每一个概念时，都会辅以大量的实例，并且这些实例都经过精心设计，能够清晰地阐明抽象的理论。例如，在讨论上下文无关文法和解析树时，作者不仅给出了清晰的定义，还通过一个简单的算术表达式的解析过程，一步步展示了如何构建解析树，以及如何利用解析树来理解程序的结构。这种“理论+实践”的学习模式，极大地降低了理解门槛，让原本可能枯燥的技术知识变得生动有趣。

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作为一名多年的软件开发者，我曾多次尝试去理解编译器的内部运作机制，但往往因为资料的晦涩难懂而半途而废。直到我遇见了《现代编译程序实现》，这本书彻底改变了我的看法。作者在描述编译器前端（词法、语法、语义分析）时，采用了非常直观的方式，例如，他用一个生动的比喻来解释词法分析器如何将源代码分解成一个个“有意义的单词”，并将这些单词按照一定的语法规则组织起来。对于语法分析，书中不仅介绍了自顶向下和自底向上的各种解析技术，还深入探讨了如何处理左递归、消除二义性等实际问题。更让我惊喜的是，本书还触及了代码生成和优化的部分，虽然篇幅相对较少，但作者依旧能够抓住核心要点，让我对目标代码的生成以及各种优化手段（如常量折叠、循环不变代码外提等）有了初步的了解。

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我是一位对计算机科学基础理论有着浓厚兴趣的程序员，一直希望能够深入理解程序是如何被“翻译”成机器语言的。这本书完全满足了我的需求。作者在讲解类型系统和类型推导时，不仅回顾了经典类型论的思想，还介绍了现代语言中常见的类型系统设计，如泛型、高阶函数、代数数据类型等。他对于虚拟机指令集的设计和优化，也让我对如何构建一个高效的运行时环境有了更深入的理解。书中关于并发和并行程序编译的简介，更是让我窥见了现代软件开发中的重要议题，以及编译器在其中扮演的角色。

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这本书的阅读体验非常出色，即使是在处理一些非常复杂的技术概念时，作者也能做到条理清晰、引人入胜。我尤其赞赏他对编译器性能优化的深入探讨。从指令级并行、流水线技术，到缓存优化、内存访问优化，每一个方面都被作者剖析得淋漓尽致，并且提供了具体的实现技巧和注意事项。他对编译器前端的错误检测和恢复机制的讲解，也让我看到了一个成熟的编译器是如何在面对各种不规范的输入时，依然能够尽可能地提供有用的反馈信息，帮助开发者进行调试。书中对国际化和本地化支持的考量，也体现了作者全面的视野。

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作为一名长期从事后端开发的技术人员，我一直想深入了解程序从源代码到可执行文件的整个生命周期。这本书为我提供了绝佳的视角。作者在讲解编译器优化时，特别强调了“局部优化”和“全局优化”的区别，并详细介绍了多种常见的全局优化技术，如过程间分析、内联展开、死代码消除等。他对于程序切片和静态分析的介绍，更是让我看到了如何通过分析程序的结构和行为来发现潜在的bug和优化机会。书中关于解释器和虚拟机工作原理的简要介绍，也让我对不同执行模型的差异有了更清晰的认识，以及它们与编译型语言的对比。

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这本书的质量，从纸张的印刷、装订的工艺，再到内容的编排，都堪称一流。然而，真正让我爱不释手的，是作者对编译原理的深刻洞察和清晰的逻辑阐述。我尤其喜欢他对于中间代码生成的讨论，比如三地址码、P-code等，以及它们在后续优化和目标代码生成中所扮演的角色。作者并没有停留在理论层面，而是深入到具体的指令选择、寄存器分配等细节，并且给出了多种实现策略的比较。这种细致入微的讲解，让我能够真正理解编译器是如何将高级语言的抽象概念一步步转化为机器能够直接理解和执行的指令序列的。书中关于数据流分析和控制流分析的章节，更是让我眼前一亮，理解了如何通过分析程序运行时的信息来发现潜在的优化机会。

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这本书的结构非常合理，从前端的词法、语法、语义分析，到中间的中间代码生成，再到后端的代码优化和目标代码生成，环环相扣，层层递进。我非常欣赏作者在讲解语法分析器生成工具（如Lex/Yacc或ANTLR）时的实用性。他并没有仅仅介绍这些工具的使用方法，而是深入分析了它们背后的原理，以及如何利用这些工具来高效地构建复杂的解析器。此外，书中关于代码优化的章节，也让我对如何提升程序的运行效率有了更深刻的认识。例如，关于死代码消除、公共子表达式消除、循环展开等优化技术的讲解，都配有详细的算法描述和示例，让我能够清晰地理解它们是如何工作的。

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我一直对计算机语言的“翻译”过程感到着迷，这本书为我揭开了这层神秘的面纱。作者的叙述方式非常流畅，仿佛在与一位经验丰富的老师进行一对一的交流。在讲解类型检查和类型推断时，作者不仅给出了严格的形式化定义，还结合了实际编程语言的例子，比如如何处理函数重载、运算符重载以及复杂的类型转换。他对于语义分析的深入探讨，让我明白了为什么有些代码在语法上没有错误，但在逻辑上却是不可接受的。书中关于错误处理和报告的章节，也让我看到了一个优秀编译器开发者对用户体验的考量，如何提供清晰、有用的错误信息，帮助开发者快速定位并解决问题。

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我是一名对计算机底层原理充满好奇的学生，一直渴望能够深入理解程序是如何被执行的。偶然的机会，我看到了《现代编译程序实现》这本书，它的标题就深深地吸引了我。在翻阅了几个章节后，我被作者的写作风格所折服。他并没有直接堆砌复杂的术语，而是循序渐进地引导读者进入编译器的世界。从最基础的字符流到最终的可执行代码，每一步都显得那么合乎逻辑。作者对递归下降解析、LL(1)分析、LR分析等经典解析方法进行了详尽的阐述，并对比了它们的优缺点，这让我对如何构建一个健壮的解析器有了更深刻的认识。书中对抽象语法树（AST）的设计与遍历的讲解，更是让我茅塞顿开，理解了如何将原始的源代码转化为一种更易于机器处理和优化的中间表示。

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我原本以为编译原理是一个极其抽象和困难的领域，但《现代编译程序实现》这本书彻底颠覆了我的这一认知。作者以其独特的视角，将复杂的概念分解成易于理解的组成部分。在讨论代码生成时，作者不仅介绍了通用寄存器分配的经典算法，还探讨了基于图着色算法的寄存器分配方法，并分析了其优劣。他对汇编语言的深入剖析，也让我对不同架构下的代码生成有了更直观的认识。书中关于垃圾回收机制的简介，虽然篇幅不长，但已经足够让我对内存管理在编译过程中的作用有一个基本的了解，以及不同的垃圾回收策略是如何影响程序性能的。

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伴我度过一段美好的时光~

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