编译器构造

编译器构造 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:清华大学出版社
作者:Charles N. Fischer
出品人:
页数:683
译者:
出版时间:2010-6
价格:79.00元
装帧:
isbn号码:9787302227205
丛书系列:
图书标签:
  • 编译原理
  • 编译器
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具体描述

《编译器构造(影印版)》是一本面向计算机系本科生的编译器教材。作者在三所美国大学拥有长达25年的编译器教学经验,在《编译器构造(影印版)》中对编译器构造的基本知识与关键技术进行了全新的讲解。《编译器构造(影印版)》的主要内容包括:编译器历史和概述、词法分析(扫描)、语法分析(包括自顶向下和自底向上的分析)、语法制导翻译、符号表和声明处理、语义分析、中间表示形式、虚拟机上的代码生成、运行时支持、目标代码生成和程序优化等。

《编译器构造(影印版)》提供了详尽清晰的算法,主推在实践中学习编译器构造的相关技术,同时提供了配合教材使用的教学网站、参考资料以及源码下载。不仅可以作为计算机专业本科生或研究生的参考教材,同时也适合相关领域的软件工程师、系统分析师等作为参考资料。

图书简介:现代软件工程中的系统级编程与设计原理 第一章:软件系统的复杂性与工程挑战 引言: 在信息技术高速发展的今天,软件系统已渗透到社会运作的方方面面。从嵌入式设备到云计算平台,从金融交易系统到生命科学研究,高质量、高性能、高可靠性的软件是现代社会运行的基石。然而,随着系统规模的扩大和功能要求的提升,软件工程面临着前所未有的复杂性挑战。本章将深入探讨现代软件系统的固有复杂性来源,分析在面对大规模、跨平台、异构环境时的主要工程瓶颈。 1.1 复杂性的本质与管理: 软件的复杂性并非仅仅是代码量的堆砌,而是指系统内部组件间错综复杂的依赖关系、状态空间的指数级增长以及非线性演化特性。我们将分析布鲁克斯定律(Brooks' Law)在大型项目中的体现,并探讨模块化、抽象化和信息隐藏等经典设计原则在当前技术栈下(如微服务架构、分布式系统)的新挑战。重点讨论如何通过精细化的架构设计来控制和管理这种内在复杂性。 1.2 性能、资源与约束驱动的设计: 现代应用对性能指标(延迟、吞吐量)的要求日益苛刻,同时必须在严格的资源限制(内存、功耗、带宽)下运行。本节将介绍性能工程的基本概念,包括瓶颈分析、缓存一致性、并行化策略等。我们将探讨如何在设计初期就将资源约束纳入考量,并引入性能预算(Performance Budgets)的概念,确保系统在不同负载下的可预测性。 1.3 可靠性、安全性和可维护性的权衡: 软件系统的生命周期成本中,维护和演化占据了极大的比重。本章强调在需求规格不完全明确的情况下,如何设计出易于理解、测试和修改的系统结构。深入分析错误处理机制的设计,包括容错性(Fault Tolerance)、隔离性(Isolation)和健壮性(Robustness)。在安全性方面,讨论最小权限原则(Principle of Least Privilege)在系统级组件划分中的应用,以及如何通过设计来防御常见的攻击向量。 --- 第二章:底层系统交互与高效抽象的构建 2.1 操作系统与硬件的界面: 任何高性能软件都必须有效地与底层硬件和操作系统服务进行交互。本章从系统调用的机制入手,剖析进程与线程模型、内存管理单元(MMU)的工作原理,以及虚拟内存和地址翻译对应用程序性能的影响。我们将详细研究系统调用开销的构成,并介绍零拷贝(Zero-Copy)等优化技术,以减少用户态与内核态之间的上下文切换损耗。 2.2 并发、同步与无锁编程: 现代处理器核心数量的增加使得并发编程成为常态。本节将超越传统的互斥锁和信号量,深入探讨现代并发原语的底层实现。内容涵盖原子操作(Atomic Operations)、内存屏障(Memory Barriers)的必要性及其对编译器和CPU优化的影响。重点介绍无锁(Lock-Free)和无等待(Wait-Free)数据结构的设计模式,例如基于CAS(Compare-and-Swap)的实现,以及它们在实现高并发、低延迟服务中的应用场景和陷阱。 2.3 I/O 机制的演进与选择: 输入/输出是系统性能的关键瓶颈之一。本章对比了传统的阻塞式I/O、非阻塞I/O、I/O复用(如`select`, `poll`, `epoll`)以及异步I/O(AIO)的内在机制和适用性。针对网络编程,我们将分析Reactor模式(反应器模式)和Proactor模式(前摄器模式)的设计理念,并指导读者根据应用场景选择最优的I/O模型,以最大化事件处理效率。 --- 第三章:高级数据结构与内存布局优化 3.1 内存访问模式与缓存友好性: 现代CPU性能的提升主要依赖于指令级并行和更深层次的缓存结构(L1, L2, L3)。本章阐述了数据在内存中的布局(行对齐、字节序)如何直接影响程序执行速度。我们将分析“缓存未命中”的代价,并介绍如何通过结构体的重排(Structure Reordering)、数据织入(Data Weaving)和结构化绑定(Structure of Arrays vs. Array of Structures)等技术,实现数据的空间局部性和时间局部性最大化。 3.2 动态内存管理的高效实现: 尽管现代语言提供了垃圾回收机制,但在对延迟敏感的系统或资源受限的环境中,手动或半手动地管理内存仍然是必需的。本章不涉及垃圾回收的理论,而是专注于实现高效的内存分配器(Allocators)。内容包括空闲链表管理、伙伴系统(Buddy System)的工作原理,以及针对特定工作负载(如小对象分配、大块内存分配)优化的分配策略,如TLSF(Two-Level Segregated Fit)算法的原理与实践。 3.3 针对特定任务的专业数据结构: 本章聚焦于那些在系统级软件(如数据库、网络协议栈、虚拟化层)中发挥核心作用的专业数据结构。我们将深入分析B树族结构(如B+树、LSM树)在磁盘I/O优化中的角色;研究Skip List(跳表)在并发有序集合实现中的优势;并探讨Trie(前缀树)在路由查找和字符串匹配中的高效应用。重点在于理解这些结构如何平衡空间占用、插入/删除复杂度和查找速度。 --- 第四章:面向特定环境的系统设计范式 4.1 嵌入式系统与资源受限编程: 嵌入式设备对代码体积、运行时内存和功耗有极其严格的要求。本章探讨如何设计“裁剪”后的系统软件。内容包括使用嵌入式C/C++的特定编程规范(如MISRA C/C++),如何有效地利用寄存器和硬件中断,以及在无标准库环境下的最小化运行时(Runtime)构建。重点是运行时状态机的设计和功耗敏感型任务的调度策略。 4.2 虚拟化与容器技术的基础: 理解现代云基础设施的运行机制,需要掌握虚拟化技术。本章解释了全虚拟化、半虚拟化和操作系统级虚拟化(容器)之间的根本区别。我们将深入剖析Hypervisor(虚拟机监视器)如何利用硬件辅助(如Intel VT-x/AMD-V)实现对CPU和内存的隔离与拦截。对于容器技术,重点分析Cgroups(控制组)和Namespaces(命名空间)如何提供资源限制和环境隔离,而不是通过传统的硬件模拟。 4.3 运行时代码生成与自适应系统: 某些高动态性或需要极致优化的应用(如高性能科学计算、即时交易)需要系统在运行时根据实际负载调整执行策略。本章介绍动态优化技术,包括探查(Profiling)数据的收集与分析,以及如何利用JIT(Just-In-Time)编译的思想,在安全沙箱内生成和执行定制化的机器码。讨论如何设计一个可靠的回退机制,以应对优化失败或运行时环境变化带来的风险。 --- 第五章:系统级调试、测试与验证 5.1 隔离故障与系统级调试技巧: 在多线程、多进程和分布式环境中定位错误极具挑战性。本章传授高级调试技术,如使用硬件断点、跟踪点(Tracepoints),以及理解信号处理机制。重点讨论如何利用核心转储(Core Dump)文件进行事后分析,并介绍系统级的进程间通信(IPC)调试工具,以诊断死锁和竞态条件。 5.2 压力测试与性能回归分析: 仅仅通过单元测试无法保证系统在真实负载下的稳定性。本章介绍如何设计高保真度的压力测试场景,包括模拟网络抖动、磁盘I/O饱和和高并发请求。强调性能回归(Performance Regression)的自动化监测流程,以及如何将性能指标固化为构建流程的一部分,确保每一次代码提交都不会引入不可接受的性能下降。 5.3 正式验证与静态分析: 为了达到极高的可靠性要求(如安全关键系统),我们需要超越传统的动态测试方法。本章介绍静态程序分析(Static Analysis)工具链的应用,如数据流分析、控制流分析,用于在编译阶段发现潜在的错误。最后,简要介绍形式化方法(Formal Methods)的基本理念,即如何使用数学模型来严格证明程序属性,并在系统设计中确定哪些组件需要此类级别的验证强度。

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读后感

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用户评价

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作为一名自由职业的开发者,我经常需要接触各种不同的技术栈,并根据客户的需求来选择最合适的工具和方法。在我的技术工具箱里,《编译器构造》这本书占有非常重要的位置。它不仅仅是一本关于编译器技术的教材,更是一本能够帮助我理解不同编程语言底层机制的“秘密武器”。我发现,当我深入理解了一个语言是如何被编译的,我就能更深刻地理解它的语法特性、性能表现以及潜在的陷阱。例如,当我阅读关于代码生成和指令集选择的章节时,我突然明白了为什么某些代码片段在某些处理器上运行得更快,或者为什么某些优化技巧会产生意想不到的效果。书中对于不同架构的处理器和指令集的讨论,也让我对硬件层面的知识有了更深入的了解。我尤其欣赏书中对于“抽象”这一概念的强调。编译器在处理源程序时,会经历多个抽象层次的转换,从源代码到抽象语法树,再到中间表示,最后到目标代码。理解这些抽象过程,能够帮助我更好地进行代码设计,并更好地理解软件的层次结构。这本书的例子非常丰富,而且很多例子都来源于实际的编译器项目,这使得书中的内容更加贴近实际应用。我曾经尝试着根据书中的方法,为一个简单的领域特定语言(DSL)编写了一个解析器,这个过程让我受益匪浅。这本书帮助我建立了扎实的理论基础,也让我能够更自信地应对各种技术挑战。

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我是一名对计算机科学充满热情的研究生,我一直对那些能够改变世界、解决复杂问题的底层技术非常着迷。编译器,作为连接人类编程语言和机器指令的桥梁,一直是我心中的一个重要课题。《编译器构造》这本书,可以说是我在这条探索之路上的一盏明灯。它不仅仅是一本技术书籍,更像是一部关于“语言转换的艺术”的百科全书。书中对于不同类型的编译器、解释器以及它们之间的区别和联系的讲解,让我对这个领域有了更宏观的认识。我特别喜欢书中关于中间表示(IR)的讨论。IR的设计,是编译器能否高效工作的关键。书中对各种IR形式的介绍,以及它们如何影响代码优化和目标代码生成,让我对这个精妙的平衡有了深刻的理解。而且,书中对于程序分析技术,如数据流分析和控制流分析的阐述,也让我意识到,编译器不仅仅是简单的“翻译”工具,更是一个“理解”和“优化”程序的高级智能体。这些分析技术,在我进行程序性能优化和安全漏洞检测时,也给了我很多启发。我经常在阅读文献时,发现很多研究都涉及到编译器的工作原理,而这本书则为我提供了一个坚实的理论基础,让我能够更好地理解和吸收那些前沿的研究成果。这本书的深度和广度,都远远超出了我的预期,它让我在探索编译器构造的道路上,每一步都走得更加坚定和清晰。

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当我拿到《编译器构造》这本书时,我当时正处于职业生涯的一个瓶颈期。我感觉自己在技术上有些停滞不前,急需一些能够拓展我视野、深化我理解的书籍。在朋友的推荐下,我选择了这本书。这本书的内容确实给了我很大的启发。它不仅仅是关于如何构建一个编译器,更重要的是,它教会了我一种系统性的思考方式。书中对于编译过程的分解,将一个庞大而复杂的任务,拆解成了一系列可管理、可理解的子任务,这让我意识到,很多看似难以解决的问题,都可以通过这种分解和逐步构建的方式来解决。我特别喜欢书中关于错误处理和恢复机制的章节。在实际开发中,我们经常会遇到各种各样的错误,而一个好的编译器,能够给开发者提供清晰、准确的错误信息,并尽可能地帮助程序从错误中恢复。书中对这些方面的深入探讨,让我对如何设计健壮的软件系统有了更深的认识。此外,书中对各种数据结构和算法在编译器设计中的应用也做了详尽的介绍。比如,用于符号表管理的哈希表,用于抽象语法树(AST)的树结构,以及用于代码生成的各种图算法。这些内容都非常实用,能够帮助我提升自己在软件开发中的基础功底。我记得有一次,我正在为一个复杂的项目设计数据结构,我突然想起了书中关于如何高效管理符号信息的内容,这给了我很大的灵感,让我能够设计出更优化的数据结构。这本书的价值,远不止于编译器的构建本身,它更像是一本关于“如何思考”和“如何解决复杂问题”的指南。

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我是一名在某大型科技公司工作的软件架构师,在我的工作职责中,我需要对项目的技术选型和性能优化做出重要的决策。因此,我对于底层技术的理解,尤其是在语言层面和执行层面,有着非常高的要求。《编译器构造》这本书,为我提供了非常宝贵的洞见。我尤其关注书中关于代码生成和指令集选择的部分。理解编译器如何将抽象的中间代码,转化为特定处理器的机器指令,是进行性能优化的关键。书中对不同指令集架构的讨论,以及编译器如何利用这些架构特性来生成高效代码,让我对硬件和软件的协同工作有了更深的理解。我记得有一次,我们在为一个对性能要求极高的模块进行优化,我通过回顾书中关于寄存器分配和指令调度的内容,找到了几个关键的优化点,从而显著提升了模块的运行效率。此外,书中对于链接器和加载器的介绍,也让我对程序是如何从源代码最终运行起来有了更全面的认识。这对于我理解不同模块之间的依赖关系,以及如何进行高效的部署和调试,都非常有帮助。这本书的知识体系非常完整,涵盖了从前端到后端的整个编译过程,让我能够在一个统一的框架下理解整个软件的生命周期。对我而言,这本书不仅仅是一本技术书籍,更是一本帮助我提升架构设计能力和问题解决能力的“战略指南”。

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我是一名对技术细节有极致追求的程序员,我总觉得,只有深入了解一门技术底层的运作方式,才能真正地掌握它。《编译器构造》这本书,满足了我对这种“钻研到底”的渴望。它就像一个精密的仪器,把我剖析程序执行的每一个环节,让我看得清清楚楚。我尤其喜欢书中关于代码优化和指令选择的章节。它让我明白了,为什么有时候看起来很简单的代码,在编译器眼中却可以有多种不同的生成方式,而不同的方式会带来巨大的性能差异。书中对各种优化技术,如常量折叠、循环不变外提、死代码消除等的详细讲解,以及它们是如何被应用在中间表示上的,都让我大开眼界。我曾经在工作中遇到过一些性能瓶颈,而通过阅读这些章节,我能够更好地理解问题的根源,并找到更有效的解决方案。而且,书中对于目标代码生成和链接过程的介绍,也让我对程序最终是如何在硬件上运行起来有了更全面的认识。这对于我进行底层的系统开发和性能调优,提供了非常重要的理论支持。这本书的每一个公式、每一个算法,都凝聚着前人的智慧,它让我感受到了一种“工程之美”,一种将复杂概念转化为高效实现的艺术。

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这本书我拿到手的时候,说实话,我被它厚重的体量给震撼到了。封面设计简洁大气,没有花哨的图案,只有书名和作者的名字,显得非常专业。我是一名计算机科学专业的学生,一直对编译器这个领域充满了好奇,但又觉得它既神秘又高深莫测。在课堂上,老师偶尔会提及编译器的概念,比如词法分析、语法分析、语义分析等等,但往往是点到为止,留给我的是一连串的疑问。我渴望能有一本书,能够系统、深入地讲解编译器构造的原理和技术,让我能够真正理解这个过程。当我翻开《编译器构造》这本书时,一种沉浸式的学习体验便开始了。它的章节安排非常合理,从基础概念入手,逐步深入到复杂的算法和实现细节。我特别喜欢它在讲解每一个概念时,都会辅以大量的图示和实例。比如,在介绍有限状态自动机(FSA)的时候,书中就画出了清晰的状态转移图,并用具体的例子演示了如何根据输入字符串来驱动状态的转换。这对于我这种视觉型学习者来说,简直是福音。而且,书中不仅仅停留在理论层面,还提供了很多伪代码和实际代码片段,让我能够将理论知识与实践相结合。我尝试着按照书中的例子,在自己的电脑上搭建环境,运行了一些简单的代码,看着程序一步一步地被编译,这个过程让我获得了巨大的成就感。当然,这本书的难度不小,有时候我需要反复阅读,甚至查阅一些其他的资料才能完全理解其中的概念。但是,每一次攻克一个难点,我都感觉自己的知识储备又丰富了一分。这本书就像一个引路人,带领我在编译器构造的迷宫中不断前行,让我看到了那些隐藏在代码背后的逻辑和智慧。我甚至开始想象,有一天我也能亲手设计和实现一个属于自己的编译器。

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我是一名大学教授,一直从事软件工程和编程语言方面的教学和研究工作。在我的教学过程中,我发现学生们对于编译器构造这个领域往往感到非常困惑。他们能够理解高级语言的语法,能够编写出功能完善的程序,但却很难理解这些程序是如何被计算机执行的。因此,我一直希望能找到一本能够系统、深入地讲解编译器构造的教材,能够帮助我的学生们建立起对这个领域的清晰认识。《编译器构造》这本书,正是我一直在寻找的那一本。它不仅内容详尽,而且讲解深入浅出,非常适合作为大学课程的教材。书中对于编译器各个阶段的划分非常清晰,从词法分析到代码生成,每一个阶段的原理和算法都得到了详尽的阐述。我特别欣赏书中对于递归下降解析和算符优先解析等语法分析方法的详细介绍,以及对于抽象语法树(AST)的应用。这些都是编译器设计中的核心概念。而且,书中提供的练习题和项目也非常好,能够帮助学生们巩固所学的知识,并提升他们的实践能力。我曾经尝试着让我的学生们完成书中提供的某些项目,他们的反馈都非常好。他们表示,通过这些项目,他们不仅学会了如何构建一个编译器,更重要的是,他们对编程语言的本质有了更深的理解。这本书的严谨性和系统性,让我非常信赖,我也将继续把它作为我的首选教材。

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我是一名资深的软件工程师,在职业生涯中,我接触过各种各样的编程语言和开发工具。虽然我不是专门从事编译器开发的,但对于编译器的工作原理,我一直抱有浓厚的兴趣。我认为,深入理解编译器,能够帮助我更好地理解编程语言的特性,编写出更高效、更健壮的代码。在我浏览书店的时候,偶然发现了《编译器构造》这本书。它的名字很直接,也很吸引我。我随手翻了几页,发现它的内容组织得非常有条理,而且讲解得非常透彻。我尤其欣赏书中对于各种编译技术背后数学和理论基础的阐述。比如,在讲解语法分析的时候,书中详细介绍了上下文无关文法(CFG)的概念,以及如何利用LL(1)和LR(1)等分析方法来解析句子结构。这对于我来说,是一种非常宝贵的知识。我曾经在实际工作中遇到过一些语法解析方面的问题,如果当时我能有这本书作为参考,我想我一定能更快地找到解决方案。书中还提供了很多关于代码优化和目标代码生成的详细讨论,这些内容对于我理解程序的执行效率和性能瓶颈非常有帮助。我一直认为,编写高性能的代码是软件工程师的核心竞争力之一,而了解编译器是如何进行优化的,可以让我从更高的层面去思考代码的设计。这本书的语言风格也很严谨,但又不失可读性。作者并没有回避那些复杂的数学公式和算法,而是将它们清晰地呈现在读者面前,并对其进行详细的解释。我非常喜欢它在讲解复杂概念时,会引入一些经典的案例分析,让我能够更直观地理解理论的实际应用。对我而言,《编译器构造》不仅仅是一本技术书籍,更是一本能够启发我思考的“思想实验”的集合。

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我是一名在校的计算机科学专业学生,正在准备毕业设计,而我的设计项目就涉及到需要实现一个简单的编译器。《编译器构造》这本书,成为了我项目中不可或缺的“顾问”。它就像一本“菜谱”,把我需要的所有“食材”和“烹饪步骤”都一一列举了出来。书中关于词法分析的章节,对我来说是第一个巨大的挑战。如何将一串无序的字符,转化为有意义的“词汇”单元,这让我花费了不少时间去理解。但当我最终掌握了有限自动机和正则表达式的原理,并成功地写出我的第一个词法分析器时,那种成就感是无与伦比的。随后,关于语法分析的部分,更是让我头疼。书中的递归下降和LL(1)分析方法,让我理解了如何根据文法规则来构建程序的结构。虽然一开始我花了很长时间才理解了消除左递归和提取公因子等技巧,但当我成功地构建出我的第一个抽象语法树(AST)时,我感觉自己仿佛拥有了“理解”程序结构的能力。这本书的实践指导性非常强,很多章节都提供了详细的伪代码,我可以直接将其转化为我的代码。而且,书中的错误处理章节,让我学会了如何让我的编译器在遇到错误时,能够给出有用的提示,而不是直接崩溃。这对于我的毕业设计来说,是非常关键的一点。

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作为一名对编程语言设计充满好奇的开发者,我一直想深入了解不同编程语言背后的实现机制。《编译器构造》这本书,给了我一个绝佳的视角。它让我明白,我们日常使用的各种编程语言,背后都有着一套精密的“转换”逻辑。我特别喜欢书中关于语义分析的部分。它不仅仅是检查语法错误,更重要的是理解程序的含义。书中对类型检查、作用域规则以及其他各种静态语义的讲解,让我明白了一个程序在运行前,是如何被“理解”和“验证”的。这对于我进行语言设计时,如何定义清晰、一致的语义规则,提供了非常重要的参考。而且,书中对于属性文法和依赖分析的讨论,也让我对如何捕获和处理程序中的各种属性信息有了更深入的理解。这些信息,不仅可以用于编译器的错误检查,还可以用于代码生成、程序分析以及各种高级的静态分析工具。我曾经尝试着为我的一个小型项目设计一种简单的领域特定语言,而这本书提供的知识,让我能够更好地设计语言的语义,并考虑如何实现一个能够理解和处理这些语义的工具。这本书就像一位经验丰富的向导,带领我穿越语言设计的迷宫,让我看到那些隐藏在语法背后的深刻含义。

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很一般,奇怪的是这书的新版不如旧版本。

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笔记一下原版是 http://book.douban.com/subject/4468660/

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不求甚解

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