青岛农业大学海都学院《编译原理》2021-2022学年第一学期期末试卷

站名：站名：年级专业：姓名：学号：凡年级专业、姓名、学号错写、漏写或字迹不清者，成绩按零分记。…………密………………封………………线…………第1页，共1页青岛农业大学海都学院《编译原理》

2021-2022学年第一学期期末试卷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1分，共20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、中间代码优化中，公共子表达式消除是一种有效的优化技术。关于公共子表达式消除，以下说法不正确的是：（）A.公共子表达式消除可以减少重复计算，提高程序效率B.公共子表达式消除需要对中间代码进行分析，找出重复的表达式C.公共子表达式消除可能会引入新的变量来存储计算结果D.公共子表达式消除只对简单的算术表达式有效，对复杂的逻辑表达式无效2、在编译程序中，代码优化的目的是提高目标程序的执行效率，以下哪种优化策略通常不被采用？（）A.消除冗余的计算B.增加代码的长度以提高可读性C.合并已知量的计算D.循环展开3、在编译原理中，控制流分析用于确定程序的控制结构。关于控制流分析的方法和应用，以下描述错误的是：（）控制流分析可以通过构建控制流图（CFG）来表示程序的控制结构。通过对控制流图的分析，可以进行诸如循环检测、分支预测优化等操作。控制流分析对于优化代码和提高程序的执行效率具有重要意义。那么，以下关于控制流分析的说法中，错误的是：A.控制流图可以清晰地展示程序的执行路径B.循环检测可以帮助进行循环优化C.分支预测优化可以完全消除分支带来的性能损失D.控制流分析对于错误检测和调试也有帮助4、在处理跨文件的全局变量和函数时，编译器需要进行正确的链接和符号解析。假设我们有多个源文件，其中包含同名的全局变量和函数。以下哪种方式能够确保在链接时不会出现符号冲突？（）A.使用命名空间B.为每个文件中的符号添加独特的前缀C.在链接时进行符号重命名D.以上方式都可以避免符号冲突，具体选择取决于项目的规模和结构5、词法分析器在识别单词符号时，如何处理空白字符（如空格、制表符和换行符）？（）A.将其作为单词符号的一部分B.完全忽略C.根据具体的编程语言规则决定是否忽略D.报告错误，程序中不允许有空白字符6、考虑下面的文法：S->aSb|ε，对于输入字符串“ab”，以下语法分析过程正确的是：（）A.可以通过该文法成功分析B.无法通过该文法分析C.分析过程中会出现歧义D.以上说法都不准确7、在词法分析中，关于词法单元（Token）的定义，以下描述准确的是：（）A.词法单元是源程序中具有独立意义的最小语法单位，如标识符、关键字、运算符等B.词法单元是源程序中的一个字符序列，其长度是固定的C.词法单元只包括编程语言中的基本元素，如变量名和常量值D.词法单元的定义与具体的编程语言无关，是通用的概念8、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9、在编译原理中，语义分析的任务是审查源程序有无语义错误，并为代码生成收集类型等信息。假设有以下C语言代码片段：

inta=5;floatb=a;

，在进行语义分析时，会发现以下哪种问题？（）A.语法正确，没有语义问题B.变量

a

的初始化值不正确C.类型不匹配，不能将整型值直接赋给浮点型变量D.变量

b

没有进行初始化10、在语法分析中，LL(1)分析法和LR分析法的主要区别在于：（）A.对文法的限制不同B.分析的方向不同C.适用的编程语言不同D.分析的效率不同11、对于目标代码的重定位（Relocation），以下说法恰当的是：（）A.重定位是将目标代码中的相对地址转换为绝对地址，以便在不同的内存位置正确执行B.重定位只在链接阶段进行，与编译过程无关C.重定位会改变目标代码的指令内容，可能导致程序的功能出现错误D.重定位只适用于可执行文件，对于库文件和动态链接库不需要进行重定位12、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13、在代码生成中，寄存器分配是一个重要问题。以下关于寄存器分配的说法，错误的是：（）A.寄存器分配的目标是充分利用有限的寄存器资源，提高程序的执行效率B.图着色算法是一种常用的寄存器分配方法C.寄存器分配时需要考虑变量的使用频率和生命周期D.寄存器分配只在目标代码生成的初期进行，后续不再调整14、中间代码优化中，代数化简是一种常用的方法。假设在一段中间代码中有表达式“a+0”，以下哪种优化是合理的？（）A.保持不变B.化简为“a”C.化简为“0”D.以上都不对15、对于编译原理中的语法分析器自动生成工具YACC，以下说法错误的是：（）A.YACC可以根据用户提供的文法规则自动生成语法分析器的代码B.使用YACC可以大大提高语法分析器的开发效率C.YACC生成的语法分析器代码是不可修改和定制的D.YACC通常与词法分析器生成工具LEX配合使用16、在编译过程中，词法分析器的主要任务是将输入的源程序分解为一个个的单词符号。以下关于词法分析器的描述，哪一项是不正确的？（）A.词法分析器需要识别关键字、标识符、常量、运算符等单词符号B.词法分析器通常可以使用有限自动机来实现C.词法分析器在处理输入时，不需要考虑上下文信息D.词法分析器的输出结果将直接作为语法分析器的输入17、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18、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19、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20、在编译过程中，对于控制流图的构建，以下哪种情况可能会导致控制流图的复杂性增加？（）A.存在大量的条件分支和循环结构B.函数之间存在复杂的调用关系C.代码中使用了异常处理机制D.以上情况都可能导致控制流图的复杂性增加二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）在编译原理中，解释文法的等价变换的概念和原则，举例说明如何通过等价变换来简化文法和改进语法分析的效率。2、（本题5分）论述编译过程中的代码生成策略，如直接生成机器代码、使用中间代码模板等，并比较它们的优缺点。3、（本题5分）论述在编译中如何处理代码的类型强制转换的安全性和优化，包括隐式和显式类型转换。4、（本题5分）在语义分析中，解释异常处理的编译实现，包括异常的抛出、捕获和传播的处理方式，以及如何在中间代码和目标代码中表示异常。5、（本题5分）论述在编译优化中，如何利用数据预取和延迟隐藏技术提高程序性能，举例说明常见的应用场景和优化策略。三、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）对于一个包含复杂的字符串操作和正则表达式的程序，详细阐述在编译的各个阶段如何优化这些操作的处理。在词法分析中如何高效地识别字符串和正则表达式，语法分析中如何构建正确的语法结构，语义分析中如何进行字符串长度和边界的检查，中间代码生成时如何表示复杂的字符串操作，以及在代码优化阶段如何利用字符串的特性（如重复模式、常见子串等）进行优化。2、（本题5分）论述工业物联网在船舶制造行业的应用，涵盖船舶设计阶段的数字化建模、生产过程中的设备监控和船舶运营期间的远程维护。探讨海洋环境对物联网设备的特殊要求及应对策略。3、（本题5分）考虑一个具有异常处理机制的编程语言，如C++或Java。详细描述编译器如何在生成代码时实现异常处理，包括异常表的构建、异常抛出和捕获的代码生成、异常传播的控制流。以一个包含多个函数调用和可能抛出异常的程序为例，展示编译器在各个函数中的异常处理代码生成。讨论异常处理对程序性能和代码大小的影响，以及如何在编译优化中考虑异常处理。4、（本题5分）假设要为一种具有特定语法扩展（如预处理器指令或特定的关键字）的编程语言编写编译器。描述如何处理这些语法扩展，包括词法分析、语法分析和代码生成阶段的特殊处理。给出一个包含语法扩展使用的程序示例，并展示编译器对其的处理过程。5、（本题5分）对于一个包含大量结构体和联合体操作的程序，详细说明在编译的各个阶段如何处理这些复杂的数据结构。在词法分析和语法分析中如何识别结构体和联合体的定义和使用，语义分析中如何进行成员访问的合法性检查和内存布局优化，中间代码生成时如何表示结构体和联合体的操作，以及在代码优化阶段如何利用结构体和联合体的特点来减少内存占用和提高访问