北京师范大学珠海分校《编译原理》2022-2023学年第一学期期末试卷

自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密封线第1页，共3页北京师范大学珠海分校《编译原理》

2022-2023学年第一学期期末试卷院(系)_______班级_______学号_______姓名_______题号一二三四总分得分批阅人一、单选题（本大题共20个小题，每小题2分，共40分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）1、在编译原理中，关于目标机器的指令格式，以下关于变长指令格式和定长指令格式的描述，哪一个是错误的？（）A.变长指令格式可以根据操作的不同灵活地分配指令长度，提高代码密度B.定长指令格式易于硬件实现和指令解码，但可能会浪费一些存储空间C.变长指令格式在处理复杂操作时效率更高，但会增加指令解码的复杂性D.目标机器通常只采用变长指令格式或定长指令格式中的一种，不会混合使用2、在编译原理中，词法分析器可以使用自动机来实现。以下关于自动机的描述中，错误的是？（）A.自动机是一种能够识别特定语言的抽象机器，它可以分为有限自动机和无限自动机两种类型B.有限自动机可以分为确定有限自动机（DFA）和非确定有限自动机（NFA）两种类型，它们都可以用于词法分析C.自动机在识别单词的过程中，可以使用状态转移图来表示状态之间的转移关系D.自动机的设计和实现比较复杂，需要掌握一定的数学知识和编程技巧3、语法分析是编译过程中的重要环节，用于检查源程序的语法结构是否正确。对于上下文无关文法，以下说法不正确的是：（）A.上下文无关文法可以用巴科斯范式（BNF）或扩展巴科斯范式（EBNF）来描述B.可以通过自顶向下或自底向上的方法对上下文无关文法进行语法分析C.每一个上下文无关语言都可以用一个上下文无关文法来描述D.上下文无关文法能够描述具有嵌套结构和递归性质的语法规则，但无法处理上下文相关的语法现象4、代码优化是为了提高目标程序的质量和执行效率，以下关于代码优化的描述，不正确的是？（）A.可以减少目标代码的存储空间B.一定会增加程序的运行时间C.包括对基本块的优化D.可能会改变程序的控制流5、在编译原理中，符号表是用于存储程序中各种符号的信息的数据结构。关于符号表的作用，以下描述错误的是：（）A.符号表可以帮助编译器在语义分析阶段检查变量的声明和使用是否一致B.符号表在代码生成阶段为变量分配存储空间和寄存器C.符号表中的信息在整个编译过程中不会发生变化，一旦建立就保持固定D.符号表可以提高编译器在处理复杂程序时的效率和准确性6、在编译过程中，对于代码的可移植性考虑，假设我们要将一个程序从一种架构的机器移植到另一种架构差异较大的机器上。以下哪种方法可能是最关键的？（）A.避免使用特定架构的指令和特性B.重新设计算法以适应新架构C.对代码进行大量的测试和调试D.以上方法都同样关键，缺一不可7、在目标代码生成阶段，需要考虑目标机器的特性，以下关于目标代码生成的描述，不正确的是：（）A.目标代码生成的质量只取决于所采用的算法，与目标机器的硬件特性无关B.寄存器分配策略对目标代码的执行效率有重要影响C.指令选择需要根据目标机器的指令集，选择合适的指令来实现中间代码的功能D.目标代码生成需要考虑存储空间的利用和指令的执行速度8、在处理数组下标越界的情况时，编译器可以采取不同的策略。假设在一个程序中，数组下标越界访问可能导致严重的错误。以下哪种处理方式是最安全和可靠的？（）A.在编译时进行静态检查，报错B.在运行时进行动态检查，抛出异常C.忽略越界情况，可能导致不确定的结果D.以上方式都不可靠，无法有效处理数组下标越界问题9、中间代码的形式有多种，例如三地址码、逆波兰式等，以下关于中间代码形式的比较，不正确的是？（）A.三地址码直观易懂，便于优化B.逆波兰式便于计算机处理表达式C.中间代码形式的选择对编译结果没有影响D.不同的中间代码形式在不同场景下各有优势10、在编译原理中，符号表是用于管理程序中各种符号的重要数据结构，以下关于符号表的说法，错误的是？（）A.存储变量、函数等的名称和相关属性B.支持快速的查找、插入和删除操作C.符号表的组织方式对编译效率没有影响D.不同阶段符号表的内容和作用可能不同11、在编译原理中，符号表是一个重要的数据结构。关于符号表的作用和实现，以下描述错误的是：（）符号表用于存储程序中出现的各种符号的信息，如变量名、函数名、常量值、类型等。在编译的不同阶段，符号表需要不断更新和维护，以提供准确的符号信息。符号表的实现通常采用哈希表、二叉搜索树等数据结构，以提高符号的查找和插入效率。那么，以下关于符号表的说法中，错误的是：A.符号表可以加快语义分析和代码生成的速度B.符号表中的符号信息在整个编译过程中保持不变C.符号表的组织方式会影响编译的效率D.符号表需要处理符号的作用域和可见性问题12、编译过程中的语义分析阶段负责检查程序的语义正确性。假设我们有一个程序片段，其中定义了一个整数变量并进行了赋值操作，随后又将其与一个浮点数进行运算。在语义分析时，可能会发现什么问题？（）A.类型不匹配错误B.语法错误C.逻辑错误D.不会发现任何错误13、编译原理是计算机科学中的重要领域，它涉及将高级编程语言转换为机器语言。以下关于编译过程的描述中，错误的是？（）A.编译过程通常包括词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成、代码优化和目标代码生成等阶段B.词法分析阶段将源程序分解为一个个单词，如标识符、关键字、运算符等C.语法分析阶段检查源程序的语法结构是否正确，如括号是否匹配、语句是否完整等D.编译过程中只需要进行一次词法分析和语法分析，后续阶段不需要再次进行14、在词法分析中，正则表达式是一种强大的工具。关于正则表达式，以下说法不正确的是：（）A.正则表达式可以用于定义单词符号的模式B.正则表达式可以描述具有复杂结构的字符串模式C.正则表达式的运算包括并、交、连接和闭包等D.正则表达式只能用于词法分析，不能用于其他编译阶段15、中间代码生成是编译过程中的一个重要步骤，其目的是将源程序转换为一种更易于优化和目标代码生成的中间表示形式。关于中间代码的特点，以下说法错误的是：（）A.中间代码通常独立于具体的目标机器，便于在不同机器上进行移植B.中间代码的形式可以有多种，如三地址码、四元式、树形表示等C.中间代码生成过程中会进行一些简单的优化，如常量折叠和公共子表达式消除D.中间代码生成后就可以直接在目标机器上运行，无需进一步转换为目标代码16、在语法分析中，LL(1)分析法和LR分析法是两种常见的方法。以下关于这两种方法的比较，不正确的是：（）A.LL(1)分析法是自顶向下的，LR分析法是自底向上的B.LL(1)分析法对文法的要求比LR分析法更严格C.LR分析法的分析能力比LL(1)分析法更强，能处理更多的文法D.LL(1)分析法在分析过程中不需要回溯，LR分析法通常需要回溯17、在处理字符串操作的程序中，编译器需要优化字符串的存储和处理。假设我们有一个程序，其中包含大量重复的短字符串。以下哪种技术可以有效地节省存储空间？（）A.字符串常量池B.字符串压缩C.字符串指针共享D.以上技术都不能有效节省存储空间18、词法分析器在处理字符串常量时，需要考虑一些特殊字符的转义。例如，对于字符串

"Hello\nWorld"

，以下关于词法分析的描述哪项正确？（）A.将

\n

视为两个独立的字符B.把

\n

解释为换行符，作为字符串的一部分C.报告错误，字符串中不允许出现

\n

D.忽略

\n

，只处理其他字符19、语义分析中，对于类型的推导和检查是重要的任务。假设一个函数的返回值类型没有明确指定，以下哪种方式可能用于确定其返回类型？（）A.根据函数体中的计算结果推导B.采用默认的类型C.报错，要求明确指定返回类型D.以上都有可能20、在处理函数调用时，编译器需要处理参数传递和返回值的问题。假设一个函数需要返回一个结构体类型的值。以下哪种方式在实现返回值传递时可能会带来较高的性能开销？（）A.通过寄存器返回B.通过内存地址返回C.将返回值作为参数传递给另一个函数进行处理D.以上方式的性能开销相同，没有差异二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）在编译原理中，解释文法的递归下降分析器的手工实现，包括函数的设计、回溯的处理和错误恢复。2、（本题5分）解释在编译过程中如何处理代码的指针别名分析中的不确定性和保守策略，分析其对优化的限制。3、（本题5分）在语义分析中，解释模板和泛型的处理方式，包括模板的实例化、类型推导和代码生成等方面的规则。三、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）假设存在一种面向对象的编程语言，具有类、对象、继承和多态等特性。请详细阐述在编译过程中，如何处理类的定义和对象的创建，如何实现方法的动态绑定和继承关系中的成员访问控制。通过一个具体的类层次结构示例，说明编译时的相关操作和可能出现的问题及解决方式，字数不少于400字。2、（本题5分）在编译原理中，类型系统起着重要的作用。详细讨论类型系统的概念、分类（如静态类型系统、动态类型系统）以及它们的优缺点。以一种具有强类型系统的编程语言（如Java）和一种弱类型系统的编程语言（如JavaScript）为例，比较它们在类型检查、类型推导和类型转换方面的差异。解释类型系统如何提高程序的可靠性、可读性和可维护性，以及在编译过程中如何进行类型检查和错误处理。3、（本题5分）对于一个包含大量模板元编程的C++程序，详细说明在编译过程中如何处理模板的特化、实例化和元编程技巧。讨论在词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成和代码优化等阶段所面临的挑战，以及如何利用现代C++编译器的特性来提高编译效率和生成优化的代码。4、（本题5分）对于一个支持异常规格说明的编程语言，解释在编译时如何根据异常规格说明进行检查和优化，以及在运行时如何处理违反异常规格的情况。给出一个具有异常规格说明的函数示例，并分析其编译和运行时的行为，字数不少于1400字。5、（本题5分）深入研究编译过程中的错误处理机制。探讨如何检测和报告词法错误、语法错误和语义错误。解释错误恢复策略，如紧急方式恢复、短语级恢