2025年編譯試題及答案一、選擇題（每題2分，共20分）1.編譯程序是對（）。A.匯編程序的翻譯B.高級語言程序的解釋執(zhí)行C.機器語言的執(zhí)行D.高級語言的翻譯答案：D解析：編譯程序的主要功能是將高級語言編寫的源程序翻譯成目標(biāo)機器能夠執(zhí)行的機器語言程序，所以選D。匯編程序是將匯編語言翻譯成機器語言，A錯誤；解釋程序是對高級語言程序進行解釋執(zhí)行，B錯誤；編譯程序不是直接執(zhí)行機器語言，C錯誤。2.詞法分析器的輸出結(jié)果是（）。A.單詞的種別編碼B.單詞在符號表中的位置C.單詞的種別編碼和自身值D.單詞自身值答案：C解析：詞法分析器的任務(wù)是從源程序中識別出一個個單詞，輸出的結(jié)果通常是單詞的種別編碼和自身值，這樣能為后續(xù)的語法分析等階段提供更詳細的信息，所以選C。3.文法G：S→aS|b，該文法是（）。A.右線性文法B.左線性文法C.上下文無關(guān)文法D.都不是答案：A解析：右線性文法的產(chǎn)生式形式為A→αB或A→α，其中A、B是非終結(jié)符，α是終結(jié)符串。在文法G中，產(chǎn)生式S→aS|b符合右線性文法的形式，所以選A。左線性文法產(chǎn)生式形式為A→Bα或A→α，B錯誤；雖然該文法也是上下文無關(guān)文法，但A選項更具體準(zhǔn)確，C錯誤。4.算符優(yōu)先分析法每次歸約的是（）。A.最左直接短語B.最右直接短語C.最左素短語D.最右素短語答案：C解析：算符優(yōu)先分析法是一種自底向上的語法分析方法，它每次歸約的是最左素短語。素短語是一個至少含有一個終結(jié)符且除它自身外不再含其他素短語的短語，算符優(yōu)先分析按最左素短語進行歸約，所以選C。5.一個句型中的最左直接短語稱為該句型的（）。A.句柄B.素短語C.直接短語D.短語答案：A解析：句柄的定義就是一個句型中的最左直接短語，所以選A。素短語是至少含有一個終結(jié)符且除它自身外不再含其他素短語的短語，B錯誤；直接短語是根據(jù)產(chǎn)生式能直接推導(dǎo)出來的短語，C錯誤；短語是由文法的開始符號經(jīng)過若干步推導(dǎo)得到的符號串，D錯誤。6.編譯程序中語法分析器接收以（）為單位的輸入。A.單詞B.表達式C.產(chǎn)生式D.語句答案：A解析：語法分析器的輸入是詞法分析器輸出的單詞序列，它以單詞為單位進行語法分析，判斷源程序的語法結(jié)構(gòu)是否正確，所以選A。7.中間代碼生成時所依據(jù)的是（）。A.語法規(guī)則B.詞法規(guī)則C.語義規(guī)則D.等價變換規(guī)則答案：C解析：中間代碼生成是在語法分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)源程序的語義規(guī)則將源程序轉(zhuǎn)換為中間表示形式，所以選C。語法規(guī)則主要用于語法分析，A錯誤；詞法規(guī)則用于詞法分析，B錯誤；等價變換規(guī)則通常用于代碼優(yōu)化，D錯誤。8.代碼優(yōu)化的目的是（）。A.節(jié)省時間B.節(jié)省空間C.節(jié)省時間和空間D.把編譯程序進行等價變換答案：C解析：代碼優(yōu)化的主要目的是對生成的目標(biāo)代碼進行改進，減少程序運行時所占用的時間和空間資源，提高程序的執(zhí)行效率，所以選C。9.符號表的作用是（）。A.輔助語法分析B.輔助語義分析C.輔助代碼生成D.以上都是答案：D解析：符號表在編譯的各個階段都有重要作用。在語法分析階段，可輔助判斷標(biāo)識符的使用是否符合語法規(guī)則；在語義分析階段，用于存儲和查找標(biāo)識符的屬性信息；在代碼生成階段，為變量分配存儲單元等，所以選D。10.編譯程序生成的目標(biāo)程序（）。A.一定是可執(zhí)行程序B.不一定是可執(zhí)行程序C.是匯編語言程序D.是高級語言程序答案：B解析：編譯程序生成的目標(biāo)程序可能是匯編語言程序或機器語言程序，但不一定是可執(zhí)行程序，還可能需要經(jīng)過鏈接等后續(xù)處理才能成為可執(zhí)行程序，所以選B。二、填空題（每題2分，共20分）1.編譯程序的工作過程一般劃分為詞法分析、語法分析、語義分析、______和目標(biāo)代碼生成五個階段。答案：中間代碼生成解析：編譯程序的典型工作流程包括詞法分析、語法分析、語義分析、中間代碼生成和目標(biāo)代碼生成這五個主要階段，中間代碼生成是將源程序轉(zhuǎn)換為一種中間表示形式，便于后續(xù)的代碼優(yōu)化和目標(biāo)代碼生成。2.文法G所描述的語言是該文法的______的集合。答案：所有句子解析：文法是用來描述語言的規(guī)則，由文法的開始符號經(jīng)過一系列推導(dǎo)所能得到的所有終結(jié)符串（即句子）的集合就是該文法所描述的語言。3.若一個文法存在某個句子對應(yīng)兩棵不同的語法樹，則稱這個文法是______的。答案：二義性解析：二義性文法的定義就是存在某個句子可以對應(yīng)兩棵或更多不同的語法樹，也就是說該句子有多種不同的語法分析方式，這會給編譯程序的語法分析帶來困難。4.算符優(yōu)先分析中，算符優(yōu)先關(guān)系a>b表示______。答案：在算符優(yōu)先關(guān)系中，a的優(yōu)先級高于b解析：算符優(yōu)先分析中，通過定義算符之間的優(yōu)先關(guān)系來進行語法分析。a>b表示在進行歸約時，當(dāng)a和b相鄰出現(xiàn)，且a在b的左邊時，a的優(yōu)先級高于b，應(yīng)該先對包含a的部分進行歸約。5.語法制導(dǎo)翻譯是一種將______和語義處理相結(jié)合的編譯方法。答案：語法分析解析：語法制導(dǎo)翻譯的基本思想是在語法分析的過程中，根據(jù)語法規(guī)則的語義動作進行語義處理，將語法分析和語義處理緊密結(jié)合起來，從而完成源程序的翻譯。6.中間代碼的形式有逆波蘭式、______和四元式等。答案：三元式解析：常見的中間代碼形式有逆波蘭式（后綴式）、三元式和四元式等。逆波蘭式便于計算機進行表達式的計算，三元式和四元式則更適合用于編譯器的內(nèi)部表示和代碼優(yōu)化。7.局部優(yōu)化是在______范圍內(nèi)進行的優(yōu)化。答案：基本塊解析：基本塊是指程序中順序執(zhí)行的語句序列，其中只有一個入口和一個出口。局部優(yōu)化就是在基本塊內(nèi)對代碼進行優(yōu)化，例如刪除冗余計算、合并常量等，以提高代碼的執(zhí)行效率。8.符號表中的信息通常包括標(biāo)識符的______和屬性信息。答案：名字解析：符號表用于存儲源程序中標(biāo)識符的相關(guān)信息，主要包括標(biāo)識符的名字和其對應(yīng)的屬性信息，如類型、作用域、存儲地址等。9.編譯程序生成的目標(biāo)程序可以是匯編語言程序、______或可執(zhí)行程序。答案：機器語言程序解析：編譯程序最終生成的目標(biāo)程序可以有不同的形式，常見的有匯編語言程序，經(jīng)過匯編器處理后可轉(zhuǎn)換為機器語言程序，也可以直接生成機器語言程序，經(jīng)過鏈接等處理后成為可執(zhí)行程序。10.詞法分析的任務(wù)是從源程序中識別出一個個______。答案：單詞解析：詞法分析是編譯的第一個階段，其主要任務(wù)是對源程序的字符流進行掃描，識別出一個個具有獨立意義的單詞，如標(biāo)識符、關(guān)鍵字、運算符等。三、簡答題（每題10分，共30分）1.簡述編譯程序和解釋程序的區(qū)別。答案：編譯程序和解釋程序都是將高級語言程序轉(zhuǎn)換為機器能夠理解和執(zhí)行的形式，但它們有以下區(qū)別：工作方式：編譯程序是將整個源程序一次性地翻譯成目標(biāo)程序，然后再執(zhí)行目標(biāo)程序。例如，用C語言編寫的程序，使用編譯器將其編譯成可執(zhí)行文件后，可獨立運行。解釋程序則是對源程序逐行解釋執(zhí)行，即每讀入一行源程序，就立即對其進行解釋并執(zhí)行，不生成獨立的目標(biāo)程序。如Python解釋器，逐行解釋執(zhí)行Python代碼。執(zhí)行效率：編譯程序生成的目標(biāo)程序在執(zhí)行時效率較高，因為編譯過程中可以進行各種優(yōu)化，而且執(zhí)行時無需再進行翻譯工作。解釋程序由于是邊解釋邊執(zhí)行，每次執(zhí)行都需要進行解釋操作，所以執(zhí)行效率相對較低?？梢浦残裕壕幾g程序生成的目標(biāo)程序通常與特定的機器和操作系統(tǒng)相關(guān)，可移植性較差，不同的平臺可能需要重新編譯。解釋程序只要在不同的平臺上安裝相應(yīng)的解釋器，就可以運行源程序，具有較好的可移植性。調(diào)試方便性：編譯程序在編譯時如果發(fā)現(xiàn)錯誤，會一次性報告所有錯誤，但由于是對整個程序進行編譯，定位錯誤相對較難。解釋程序逐行解釋執(zhí)行，遇到錯誤時可以立即停止并報告錯誤，便于調(diào)試和定位問題。2.什么是LL(1)文法？如何判斷一個文法是否為LL(1)文法？答案：LL(1)文法是一種自頂向下的語法分析文法。其中第一個“L”表示從左到右掃描輸入串，第二個“L”表示最左推導(dǎo)，“1”表示在分析過程中只需要向前查看一個輸入符號。判斷一個文法是否為LL(1)文法，需要進行以下步驟：計算FIRST集：對于文法的每個產(chǎn)生式右部符號串，計算其FIRST集。FIRST(α)是由符號串α所能推導(dǎo)出的所有可能的開頭終結(jié)符的集合。例如，對于產(chǎn)生式A→α，計算FIRST(α)。計算FOLLOW集：對于每個非終結(jié)符，計算其FOLLOW集。FOLLOW(A)是在所有句型中緊跟在非終結(jié)符A后面的終結(jié)符的集合。計算SELECT集：對于每個產(chǎn)生式A→α，計算其SELECT集。SELECT(A→α)=FIRST(α)，如果ε不屬于FIRST(α)；SELECT(A→α)=(FIRST(α){ε})∪FOLLOW(A)，如果ε屬于FIRST(α)。判斷條件：對于文法中每個非終結(jié)符的任意兩個不同產(chǎn)生式A→α和A→β，要求SELECT(A→α)∩SELECT(A→β)=?。如果對于文法中所有非終結(jié)符的產(chǎn)生式都滿足這個條件，則該文法是LL(1)文法；否則，不是LL(1)文法。3.簡述代碼優(yōu)化的主要類型和作用。答案：代碼優(yōu)化是對生成的目標(biāo)代碼進行改進，以提高程序的執(zhí)行效率和降低資源消耗。主要類型和作用如下：局部優(yōu)化：類型：在基本塊內(nèi)進行的優(yōu)化，如刪除冗余計算、合并常量、刪除無用賦值等。例如，在基本塊內(nèi)如果有多次計算相同的表達式，可只計算一次并保存結(jié)果。作用：減少基本塊內(nèi)的計算量，提高基本塊的執(zhí)行效率。循環(huán)優(yōu)化：類型：針對循環(huán)結(jié)構(gòu)進行的優(yōu)化，包括代碼外提、強度削弱、刪除歸納變量等。代碼外提是將循環(huán)中不變的計算移到循環(huán)外；強度削弱是將高代價的運算替換為低代價的運算。作用：減少循環(huán)體的執(zhí)行時間，提高循環(huán)的執(zhí)行效率，因為循環(huán)通常會被多次執(zhí)行，優(yōu)化循環(huán)能帶來顯著的性能提升。全局優(yōu)化：類型：在整個程序范圍內(nèi)進行的優(yōu)化，如公共子表達式刪除、復(fù)寫傳播、死代碼刪除等。公共子表達式刪除是刪除程序中重復(fù)計算的相同表達式；復(fù)寫傳播是用賦值語句右邊的變量替換左邊的變量。作用：從全局角度對程序進行優(yōu)化，消除不必要的計算和存儲，提高整個程序的執(zhí)行效率。四、綜合題（每題15分，共30分）1.已知文法G：S→aABA→bA|εB→cB|d(1)計算非終結(jié)符S、A、B的FIRST集和FOLLOW集。(2)該文法是否為LL(1)文法？請說明理由。答案：(1)計算FIRST集和FOLLOW集：FIRST集：FIRST(S)：由于S→aAB，所以FIRST(S)={a}。FIRST(A)：對于產(chǎn)生式A→bA|ε，F(xiàn)IRST(bA)=，因為A可以推導(dǎo)出ε，所以FIRST(A)={b,ε}。FIRST(B)：對于產(chǎn)生式B→cB|d，F(xiàn)IRST(cB)={c}，F(xiàn)IRST(d)=acsau66，所以FIRST(B)={c,d}。FOLLOW集：FOLLOW(S)：假設(shè)S是開始符號，F(xiàn)OLLOW(S)={$}（$表示輸入串的結(jié)束符）。FOLLOW(A)：從S→aAB可知，F(xiàn)IRST(B)中的元素會在A后面，所以c、d屬于FOLLOW(A)；又因為B不能推導(dǎo)出ε，所以FOLLOW(A)={c,d}。FOLLOW(B)：從S→aAB可知，F(xiàn)OLLOW(S)中的元素會在B后面，所以FOLLOW(B)={$}。(2)判斷是否為LL(1)文法：對于非終結(jié)符A，有產(chǎn)生式A→bA和A→ε。SELECT(A→bA)=FIRST(bA)=。SELECT(A→ε)=(FIRST(ε){ε})∪FOLLOW(A)=FOLLOW(A)={c,d}。因為SELECT(A→bA)∩SELECT(A→ε)=?。對于非終結(jié)符B，有產(chǎn)生式B→cB和B→d。SELECT(B→cB)=FIRST(cB)={c}。SELECT(B→d)=FIRST(d)=wm488c8。因為SELECT(B→cB)∩SELECT(B→d)=?。由于文法中每個非終結(jié)符的任意兩個不同產(chǎn)生式的SELECT集交集為空，所以該文法是LL(1)文法。2.對表達式(a+b)cd進行逆波蘭式轉(zhuǎn)換，并給出轉(zhuǎn)換過程。答案：逆波蘭式（后綴式）是一種將運算符放在操作數(shù)之后的表達式表示方法。轉(zhuǎn)換