湖北大学知行学院《编译原理》2022-2023学年第一学期期末试卷

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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一、单选题（本大题共15个小题，每小题1分，共15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、语法分析的自底向上方法中，移进-归约分析过程中，冲突的解决方法包括？（）A.优先关系B.算符优先级C.结合性D.以上都是2、在词法分析中，关于有穷自动机（FiniteAutomaton）的描述，以下正确的是：（）A.有穷自动机只能识别固定长度的字符串模式B.确定型有穷自动机（DFA）和非确定型有穷自动机（NFA）在识别能力上没有区别，但DFA的效率更高C.有穷自动机无法处理包含正则表达式的词法规则D.有穷自动机在处理复杂的词法结构时，比手写词法分析器更复杂和低效3、在编译原理中，关于代码优化的技术，以下关于常量传播的描述，哪一个是正确的？（）A.常量传播是将程序中的变量替换为其在特定上下文中的常量值，前提是该变量的值在该上下文不会改变B.它主要用于优化循环结构，减少循环的执行次数C.常量传播会增加程序的代码量，但能提高程序的可读性D.这种技术只适用于整数类型的常量，对于浮点数和字符串常量不适用4、在词法分析中，对于标识符的识别，通常需要遵循一定的规则。假设源程序中有一个标识符

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，以下关于词法分析器对其处理的描述，哪一项是正确的？（）A.只检查标识符的开头字符是否合法，后续字符不做检查B.根据预定义的关键字列表，判断其是否为关键字，若不是则作为标识符C.对标识符的长度没有限制，只要在程序内存允许范围内都能识别D.标识符中不能包含数字5、在编译原理中，关于语法分析器的生成工具，以下关于Yacc（YetAnotherCompilerCompiler）的描述，哪一个是准确的？（）A.Yacc是一个只能用于生成自顶向下语法分析器的工具B.它根据用户提供的语法规则描述自动生成语法分析器的代码，大大提高了开发效率C.Yacc生成的语法分析器代码可读性差，难以维护和修改D.使用Yacc时，用户无需了解语法分析的基本原理和算法6、在代码优化中，数据依赖分析起着重要作用。关于数据依赖分析，以下说法错误的是：（）A.数据依赖分析用于确定程序中变量之间的数据相关性B.数据依赖关系包括流依赖、反依赖和输出依赖C.通过数据依赖分析，可以进行数组私有化和循环变换等优化D.数据依赖分析只适用于标量变量，对于数组和结构体等复杂数据类型不适用7、在代码生成阶段，为了生成高效的目标代码，需要考虑指令选择和地址分配等问题，以下关于指令选择的原则，错误的是？（）A.选择执行速度快的指令B.优先使用功能复杂的指令C.考虑指令的长度和编码效率D.结合寄存器的使用情况选择指令8、在词法分析器的设计中，使用正则表达式可以描述单词的模式。假设要定义一个能匹配整数、浮点数和标识符的正则表达式，以下哪个表达式可能是合适的？（）A.

\d+|\d+\.\d+|[a-zA-Z_][a-zA-Z0-9_]*

B.

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C.

\d+\.\d+|[a-zA-Z_][a-zA-Z0-9_]*

D.以上都不对9、在代码优化中，常量传播是一种常见的优化技术，以下关于常量传播的描述，错误的是？（）A.可以减少计算量B.可能会改变程序的语义C.有助于消除冗余的计算D.提高程序的执行效率10、在语法分析中，LL(1)分析法是一种自顶向下的分析方法。关于LL(1)分析法的特点，以下描述不正确的是：（）A.LL(1)分析法要求文法不能有左递归和左公共因子B.LL(1)分析法通过预测来决定使用哪个产生式进行推导C.对于一个给定的LL(1)文法，其分析表的构造是唯一的D.LL(1)分析法在处理所有文法时都不会出现回溯现象11、在编译过程中，代码生成器需要考虑目标机器的特性。以下关于目标机器特性的描述，不准确的是：（）A.目标机器的指令系统和寻址方式会影响代码生成的策略B.目标机器的存储层次结构和缓存大小对代码性能有影响C.目标机器的字长和数据类型的表示方式与代码生成无关D.目标机器的流水线结构和并行处理能力需要在代码生成中考虑12、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13、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14、编译过程中的代码生成阶段，需要考虑目标机器的特性。假设目标机器的内存访问速度较慢，而寄存器资源相对丰富，以下哪种策略可能更合适？（）A.尽量减少寄存器的使用，多使用内存B.充分利用寄存器来存储频繁使用的数据C.平均分配寄存器和内存的使用D.以上都不对15、符号表的管理涉及到存储空间的分配和回收，以下关于符号表存储空间管理的说法，不正确的是？（）A.可以采用静态分配或动态分配策略B.动态分配可以更灵活地利用存储空间C.存储空间管理方式不会影响符号表的查找效率D.合理的管理方式可以节省存储空间二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）在编译原理中，解释文法的歧义性消除的高级技术，如优先级和结合性的设定、算符重载的处理等，并举例说明。2、（本题5分）论述编译过程中的循环展开优化技术，说明其原理、效果和适用的循环类型，并举例说明如何进行循环展开。3、（本题5分）论述在编译优化中，如何利用预取技术减少内存访问延迟，举例说明常见的预取方法和应用场景。4、（本题5分）解释上下文无关文法的概念和特点，举例说明如何使用上下文无关文法描述编程语言的语法结构，并说明如何对文法进行化简和改造。三、分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）分析一个使用C语言的位运算和移位操作来实现加密和解密算法的程序，探讨编译器如何优化这些位级运算和处理密钥管理。2、（本题5分）对于一个使用Python上下文管理器类的程序，详细分析编译时对类的定义和运行时上下文切换的处理。3、（本题5分）分析一个使用函数模板默认参数的程序，探讨编译器如何处理函数模板的默认参数，以及在模板实例化时的参数推导和替换规则。4、（本题5分）给定一个包含C语言指针函数和函数指针数组的程序，详细探讨编译时对这种复杂函数调用关系的处理。5、（本题5分）分析一个使用C语言的预定义宏和标准库宏（如stddef.h中的宏）来进行类型定义和常量定义的程序，探讨编译器如何处理这些宏的定义和使用。四、综合题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）对于一个支持反射机制的编程语言，描述在编译和运行时如何实现反射功能，包括类型信息的获取、方法和字段的动态访问等。解释反射带来的安全性和性能问题，以及如何在必要时进行限制和优化。给出一个使用反射的实际代码示例，并分析其工作原理，字数不少于1150字。2、（本题10分）假设要为一个具有特定领域需求（如科学计算或图形处理）的编程语言进行优化。分析该领域的特点和常见计算模式，描述如何在编译时针对这些特点进行优化，如向量化、并行化和特定算法的优化。提供一个相关领域的程序示例，并展示优化后的效果。3、（本题10分）详细阐述工业物联网在氢能制取与储存设备制造行业的应用，如制氢设备的