華東師范大學(xué)《編譯原理與技術(shù)》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁華東師范大學(xué)

《編譯原理與技術(shù)》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個小題，每小題2分，共30分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、在目標(biāo)代碼生成階段，需要將中間代碼轉(zhuǎn)換為特定機器的目標(biāo)代碼。假設(shè)我們的目標(biāo)機器是一個具有特定指令集的處理器，對于一個加法運算，有專門的指令可以直接處理兩個寄存器中的值相加。在生成目標(biāo)代碼時，以下哪種方式可能是最優(yōu)的？（）A.將操作數(shù)先加載到內(nèi)存，然后進(jìn)行加法運算B.使用專門的加法指令處理寄存器中的操作數(shù)C.先將操作數(shù)轉(zhuǎn)換為浮點數(shù)，再進(jìn)行加法運算D.避免使用硬件提供的加法指令，自行通過軟件實現(xiàn)加法2、考慮以下的代碼片段

int*p;p=newint[10];

，在編譯時，關(guān)于內(nèi)存分配的處理，正確的是：（）A.在運行時動態(tài)分配內(nèi)存B.在編譯時確定內(nèi)存分配C.不需要進(jìn)行內(nèi)存分配D.以上都不對3、在詞法分析中，關(guān)于有窮自動機（FiniteAutomaton）的描述，以下正確的是：（）A.有窮自動機只能識別固定長度的字符串模式B.確定型有窮自動機（DFA）和非確定型有窮自動機（NFA）在識別能力上沒有區(qū)別，但DFA的效率更高C.有窮自動機無法處理包含正則表達(dá)式的詞法規(guī)則D.有窮自動機在處理復(fù)雜的詞法結(jié)構(gòu)時，比手寫詞法分析器更復(fù)雜和低效4、在編譯原理中，語法分析器可以使用上下文無關(guān)文法來描述語法規(guī)則。以下關(guān)于上下文無關(guān)文法的描述中，錯誤的是？（）A.上下文無關(guān)文法是一種用于描述語法規(guī)則的形式化方法，它由終結(jié)符、非終結(jié)符、產(chǎn)生式和起始符號組成B.上下文無關(guān)文法可以用巴科斯范式（BNF）或擴(kuò)展巴科斯范式（EBNF）來表示C.上下文無關(guān)文法可以用于描述各種編程語言的語法結(jié)構(gòu)，如C語言、Java語言等D.上下文無關(guān)文法只能用于描述簡單的語法結(jié)構(gòu)，對于復(fù)雜的語法結(jié)構(gòu)無法描述5、在編譯原理中，代碼生成的目標(biāo)之一是提高指令并行性。以下關(guān)于指令并行性的說法，錯誤的是：（）A.指令并行性是指在同一時間內(nèi)執(zhí)行多條指令的能力B.超標(biāo)量處理和超長指令字技術(shù)可以提高指令并行性C.代碼生成時可以通過指令調(diào)度來挖掘指令并行性D.指令并行性只與硬件體系結(jié)構(gòu)有關(guān)，與編譯器無關(guān)6、在編譯原理的符號表管理中，以下關(guān)于符號表的作用，哪一個描述是不正確的？（）A.符號表用于存儲源程序中定義的各種標(biāo)識符的信息，如名稱、類型、作用域等，方便在編譯過程中進(jìn)行查找和引用B.它主要用于記錄程序中的語法錯誤，以便在編譯時給出準(zhǔn)確的錯誤提示C.符號表有助于語義分析和代碼生成階段確定標(biāo)識符的相關(guān)屬性，保證程序的正確性D.符號表可以幫助處理變量的重名和作用域嵌套等問題，提高編譯器的準(zhǔn)確性和可靠性7、目標(biāo)代碼生成是編譯的最后一個階段，負(fù)責(zé)將中間代碼轉(zhuǎn)換為特定目標(biāo)機器的指令代碼。關(guān)于目標(biāo)代碼生成，以下表述不正確的是：（）A.目標(biāo)代碼生成需要考慮目標(biāo)機器的指令系統(tǒng)、寄存器分配和存儲布局等因素B.生成的目標(biāo)代碼的質(zhì)量和效率會受到目標(biāo)機器特性和編譯器優(yōu)化策略的影響C.目標(biāo)代碼生成過程中，可能會進(jìn)行指令選擇、寄存器分配和指令調(diào)度等操作D.目標(biāo)代碼生成只需要關(guān)注如何將中間代碼準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)換為目標(biāo)機器指令，無需考慮代碼的執(zhí)行效率8、考慮下面的語法規(guī)則：S->aSb|ε，對于輸入字符串“aabbb”，以下分析過程正確的是：（）A.可以通過該語法規(guī)則成功推導(dǎo)B.無法通過該語法規(guī)則推導(dǎo)C.推導(dǎo)過程中會出現(xiàn)歧義D.以上說法都不準(zhǔn)確9、中間代碼生成是編譯過程中的一個階段，其目的是便于代碼優(yōu)化和目標(biāo)代碼生成。對于以下的簡單算術(shù)表達(dá)式：

(2+3)*4

，以下哪種中間代碼形式最有可能被生成？（）A.三地址碼：

t1=2+3;t2=t1*4;

B.后綴表達(dá)式：

23+4*

C.語法樹的形式D.直接生成目標(biāo)機器代碼10、中間代碼優(yōu)化中，代數(shù)化簡是一種常見的優(yōu)化方法，以下關(guān)于代數(shù)化簡的描述，錯誤的是？（）A.例如將(a+b)+c化簡為a+(b+c)B.可以基于數(shù)學(xué)定律進(jìn)行化簡C.代數(shù)化簡不會改變表達(dá)式的計算結(jié)果D.所有的表達(dá)式都能進(jìn)行有效的代數(shù)化簡11、在編譯原理中，代碼優(yōu)化可以包括常量折疊、公共子表達(dá)式消除、死代碼消除等方面的內(nèi)容。以下關(guān)于公共子表達(dá)式消除的描述中，錯誤的是？（）A.公共子表達(dá)式消除的主要任務(wù)是在編譯時找出并消除程序中的公共子表達(dá)式，以減少計算量B.公共子表達(dá)式消除可以提高程序的執(zhí)行效率，減少運行時的計算量C.公共子表達(dá)式消除可以在中間代碼生成階段和代碼優(yōu)化階段進(jìn)行D.公共子表達(dá)式消除只能用于整數(shù)表達(dá)式和浮點數(shù)表達(dá)式，對于字符串表達(dá)式和布爾表達(dá)式無法進(jìn)行消除12、中間代碼優(yōu)化中，強度削弱是一種常見的優(yōu)化方法，以下關(guān)于強度削弱的描述，錯誤的是？（）A.將復(fù)雜的運算替換為簡單的運算B.例如將乘法運算替換為加法運算C.不會改變程序的結(jié)果D.對所有程序都能進(jìn)行有效的強度削弱13、在上下文無關(guān)文法中，判斷一個文法是否為LL(1)文法是一個重要的問題，以下關(guān)于LL(1)文法判定的描述，不正確的是？（）A.需要計算First集、Follow集和Select集B.如果存在沖突，則不是LL(1)文法C.判定過程比較復(fù)雜，但有明確的算法D.所有上下文無關(guān)文法都可以判定是否為LL(1)文法14、考慮編譯原理中的語義規(guī)則定義，以下關(guān)于屬性文法（AttributeGrammar）的描述，哪一項是錯誤的？（）A.屬性文法在上下文無關(guān)文法的基礎(chǔ)上，為每個文法符號關(guān)聯(lián)了一組屬性和相應(yīng)的計算規(guī)則B.它可以用于描述語義信息的計算和傳遞，增強了對程序語義的表達(dá)能力C.屬性文法中的綜合屬性從語法樹的子節(jié)點向父節(jié)點傳遞信息，繼承屬性則相反D.屬性文法過于復(fù)雜，在實際的編譯系統(tǒng)中很少使用15、在代碼生成中，寄存器分配是一個重要問題。以下關(guān)于寄存器分配的說法，錯誤的是：（）A.寄存器分配的目標(biāo)是充分利用有限的寄存器資源，提高程序的執(zhí)行效率B.圖著色算法是一種常用的寄存器分配方法C.寄存器分配時需要考慮變量的使用頻率和生命周期D.寄存器分配只在目標(biāo)代碼生成的初期進(jìn)行，后續(xù)不再調(diào)整二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）論述編譯過程中的代碼生成中的指令選擇的代價模型，如何根據(jù)目標(biāo)機器的特性和性能評估選擇最優(yōu)的指令。2、（本題5分）說明編譯過程中的代碼生成中的線程安全的考慮，如同步原語的生成、數(shù)據(jù)競爭的檢測和避免。3、（本題5分）論述編譯過程中的對象導(dǎo)向語言的編譯特點，如類的處理、方法調(diào)用的實現(xiàn)和繼承關(guān)系的編譯表示。三、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）給定一個使用異常類層次結(jié)構(gòu)的C++程序，分析編譯器如何處理異常的繼承關(guān)系和多態(tài)性，以及在異常捕獲和處理時的類型匹配規(guī)則。2、（本題5分）給定一個簡單的編程語言的代碼片段，其中包含變量聲明、賦值和條件語句，分析其詞法、語法和語義規(guī)則，并解釋代碼的執(zhí)行過程和結(jié)果。3、（本題5分）給定一個包含Python描述符（Descriptor）的程序，深入分析編譯時對描述符的解析和運行時的屬性訪問控制。4、（本題5分）分析一段包含代碼生成目標(biāo)選擇（如x86、ARM等架構(gòu)）的代碼，闡述編譯時針對不同目標(biāo)架構(gòu)的指令選擇、寄存器分配和性能優(yōu)化策略。5、（本題5分）對于一個使用C語言實現(xiàn)簡單解釋器的程序，全面剖析編譯時詞法分析、語法分析和語義動作的實現(xiàn)，以及如何處理代碼的執(zhí)行邏輯。四、綜合題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）詳細(xì)闡述在編譯過程中，如何利用靜態(tài)分析技術(shù)來檢測潛在的錯誤和安全漏洞。包括緩沖區(qū)溢出檢測、懸空指針檢測、整數(shù)溢出檢測等。解釋靜態(tài)分析的原理和工具，以及如何將其集成到編譯流程中。以一個存在潛在錯誤的程序代碼為例，展示靜態(tài)分析如何發(fā)現(xiàn)并報告這些問題。2、（本題10分）在編譯一個具有特定的性能分析和調(diào)優(yōu)工具集成的編譯環(huán)境時，解釋如何在編譯和運行時收集性能數(shù)據(jù)，以及如何根據(jù)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行代碼優(yōu)化。描述常見的性能指標(biāo)和分析方法