安徽理工大學(xué)《編譯》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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《編譯》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題2分，共40分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、文法是描述程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言語(yǔ)法結(jié)構(gòu)的工具。對(duì)于上下文無(wú)關(guān)文法，以下說(shuō)法不正確的是：（）A.上下文無(wú)關(guān)文法可以用產(chǎn)生式的形式來(lái)定義語(yǔ)言的語(yǔ)法規(guī)則B.上下文無(wú)關(guān)文法能夠描述具有嵌套結(jié)構(gòu)的語(yǔ)言，如括號(hào)匹配的表達(dá)式C.對(duì)于一個(gè)給定的上下文無(wú)關(guān)文法，可能存在多個(gè)不同的推導(dǎo)過(guò)程得到相同的句型D.上下文無(wú)關(guān)文法不能描述語(yǔ)言中的上下文相關(guān)信息，如變量的作用域2、在語(yǔ)義分析中，常常需要對(duì)表達(dá)式進(jìn)行類(lèi)型檢查。對(duì)于不同類(lèi)型的操作數(shù)進(jìn)行運(yùn)算時(shí)，以下處理方式錯(cuò)誤的是？（）A.進(jìn)行類(lèi)型轉(zhuǎn)換B.報(bào)告類(lèi)型錯(cuò)誤C.忽略類(lèi)型差異直接計(jì)算D.選擇合適的操作符重載3、在編譯過(guò)程中，語(yǔ)義分析起著重要的作用。關(guān)于語(yǔ)義分析，以下描述不正確的是：（）語(yǔ)義分析的任務(wù)是對(duì)語(yǔ)法分析所產(chǎn)生的語(yǔ)法樹(shù)進(jìn)行語(yǔ)義檢查和語(yǔ)義處理，以確保程序在語(yǔ)義上是正確的。這包括類(lèi)型檢查、類(lèi)型轉(zhuǎn)換、標(biāo)識(shí)符的作用域檢查、常量折疊、表達(dá)式求值等操作。語(yǔ)義分析通常需要借助符號(hào)表來(lái)存儲(chǔ)和管理程序中的各種符號(hào)信息，如變量、函數(shù)、類(lèi)型等。那么，以下關(guān)于語(yǔ)義分析的說(shuō)法中，錯(cuò)誤的是：A.語(yǔ)義分析可以在語(yǔ)法分析的同時(shí)進(jìn)行，稱(chēng)為語(yǔ)法制導(dǎo)翻譯B.語(yǔ)義分析能夠發(fā)現(xiàn)并報(bào)告程序中的邏輯錯(cuò)誤C.語(yǔ)義分析不需要考慮程序的運(yùn)行時(shí)環(huán)境D.語(yǔ)義分析的結(jié)果會(huì)影響后續(xù)的中間代碼生成和代碼優(yōu)化4、在編譯優(yōu)化中，死代碼消除是一種常見(jiàn)的優(yōu)化技術(shù)。假設(shè)在一段程序中，存在一個(gè)計(jì)算結(jié)果從未被使用的表達(dá)式。以下哪種情況可以確定該表達(dá)式為死代碼？（）A.表達(dá)式的計(jì)算結(jié)果在當(dāng)前函數(shù)內(nèi)未被使用B.表達(dá)式的計(jì)算結(jié)果在整個(gè)程序中未被使用C.表達(dá)式的計(jì)算結(jié)果在后續(xù)的代碼中可能會(huì)被使用D.以上情況都不能確定該表達(dá)式為死代碼5、語(yǔ)義分析中，對(duì)于數(shù)組的處理通常包括下標(biāo)越界檢查等，以下關(guān)于數(shù)組下標(biāo)越界檢查的描述，不正確的是？（）A.可以在編譯時(shí)完全避免運(yùn)行時(shí)的下標(biāo)越界錯(cuò)誤B.增加了程序的安全性C.可能會(huì)影響程序的性能D.對(duì)于復(fù)雜的數(shù)組訪(fǎng)問(wèn)表達(dá)式，檢查可能比較困難6、在編譯原理中，關(guān)于詞法分析中的詞法單元的屬性，以下說(shuō)法不準(zhǔn)確的是（）A.詞法單元除了具有標(biāo)識(shí)其類(lèi)型的標(biāo)記外，還可以具有相關(guān)的屬性值B.例如，對(duì)于標(biāo)識(shí)符詞法單元，其屬性可以是標(biāo)識(shí)符的名稱(chēng)C.對(duì)于數(shù)字常量詞法單元，其屬性可以是該數(shù)字的值D.詞法單元的屬性對(duì)于語(yǔ)法分析和語(yǔ)義分析沒(méi)有任何作用，只是詞法分析的內(nèi)部信息7、語(yǔ)義分析中，對(duì)于結(jié)構(gòu)體和共用體的處理需要考慮其成員的訪(fǎng)問(wèn)和存儲(chǔ)方式，以下關(guān)于結(jié)構(gòu)體和共用體的描述，不正確的是？（）A.結(jié)構(gòu)體的成員存儲(chǔ)是連續(xù)的B.共用體的成員共享同一存儲(chǔ)空間C.結(jié)構(gòu)體和共用體的使用可以提高數(shù)據(jù)的靈活性D.結(jié)構(gòu)體和共用體的語(yǔ)義分析比較簡(jiǎn)單，沒(méi)有復(fù)雜的規(guī)則8、編譯程序在處理過(guò)程中，需要進(jìn)行錯(cuò)誤處理。以下關(guān)于編譯錯(cuò)誤處理的描述，錯(cuò)誤的是？（）A.應(yīng)盡可能準(zhǔn)確地報(bào)告錯(cuò)誤位置和類(lèi)型B.可以忽略一些不影響程序運(yùn)行的小錯(cuò)誤C.錯(cuò)誤處理不影響編譯的正常流程D.錯(cuò)誤處理只在語(yǔ)法分析階段進(jìn)行9、中間代碼生成是編譯過(guò)程中的一個(gè)重要步驟，其目的是將源程序轉(zhuǎn)換為一種更易于優(yōu)化和目標(biāo)代碼生成的中間表示形式。關(guān)于中間代碼的特點(diǎn)，以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是：（）A.中間代碼通常獨(dú)立于具體的目標(biāo)機(jī)器，便于在不同機(jī)器上進(jìn)行移植B.中間代碼的形式可以有多種，如三地址碼、四元式、樹(shù)形表示等C.中間代碼生成過(guò)程中會(huì)進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的優(yōu)化，如常量折疊和公共子表達(dá)式消除D.中間代碼生成后就可以直接在目標(biāo)機(jī)器上運(yùn)行，無(wú)需進(jìn)一步轉(zhuǎn)換為目標(biāo)代碼10、中間代碼優(yōu)化中，常量傳播是一種常見(jiàn)的優(yōu)化技術(shù)。假設(shè)在一段代碼中有一個(gè)變量被賦值為常量，并且在后續(xù)的計(jì)算中多次使用該變量。如果進(jìn)行常量傳播優(yōu)化，以下哪種效果可以預(yù)期？（）A.減少變量的使用，提高代碼效率B.增加代碼的復(fù)雜性C.對(duì)代碼的性能沒(méi)有影響D.導(dǎo)致代碼出錯(cuò)11、語(yǔ)法分析中的自底向上分析方法在處理某些語(yǔ)法結(jié)構(gòu)時(shí)具有優(yōu)勢(shì)。假設(shè)要分析一個(gè)包含嵌套括號(hào)的表達(dá)式，以下哪種自底向上的分析方法可能更適用？（）A.算符優(yōu)先分析法B.LR(0)分析法C.SLR(1)分析法D.以上都適用12、在編譯過(guò)程中，詞法分析的主要任務(wù)是將輸入的源程序分割成一個(gè)個(gè)的單詞符號(hào)，以下關(guān)于詞法分析的描述，錯(cuò)誤的是？（）A.需要識(shí)別標(biāo)識(shí)符、關(guān)鍵字、常數(shù)等B.可以使用有限自動(dòng)機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)C.不考慮單詞之間的語(yǔ)法關(guān)系D.其輸出結(jié)果直接用于目標(biāo)代碼生成13、編譯程序在處理異常情況時(shí)，需要采取相應(yīng)的措施。以下關(guān)于異常處理的描述，錯(cuò)誤的是？（）A.可以在編譯時(shí)生成相應(yīng)的處理代碼B.異常處理不影響程序的正常邏輯C.忽略異常情況不會(huì)影響程序的運(yùn)行D.異常處理需要考慮恢復(fù)程序的執(zhí)行狀態(tài)14、語(yǔ)法分析中的預(yù)測(cè)分析表是LL(1)分析法的重要組成部分。假設(shè)我們有一個(gè)語(yǔ)法規(guī)則集，要構(gòu)建預(yù)測(cè)分析表，以下哪個(gè)因素是關(guān)鍵的？（）A.每個(gè)非終結(jié)符的First集合和Follow集合B.終結(jié)符的數(shù)量C.非終結(jié)符的數(shù)量D.語(yǔ)法規(guī)則的數(shù)量15、在目標(biāo)代碼生成階段，為了提高代碼的執(zhí)行效率，常常需要考慮寄存器的分配，以下關(guān)于寄存器分配的策略，不正確的是？（）A.盡可能將頻繁使用的變量分配到寄存器B.按照變量的使用頻率依次分配寄存器C.只在函數(shù)開(kāi)始時(shí)進(jìn)行一次寄存器分配D.考慮變量的生命周期來(lái)優(yōu)化分配16、在編譯優(yōu)化中，循環(huán)優(yōu)化是一個(gè)重要的方面。關(guān)于循環(huán)優(yōu)化，以下描述不正確的是：（）A.代碼外提是一種循環(huán)優(yōu)化技術(shù)，將循環(huán)不變量提到循環(huán)外計(jì)算B.強(qiáng)度削弱是將復(fù)雜的運(yùn)算替換為更簡(jiǎn)單但等價(jià)的運(yùn)算，以提高循環(huán)效率C.循環(huán)展開(kāi)可以增加每次循環(huán)執(zhí)行的工作量，從而減少循環(huán)的次數(shù)D.循環(huán)優(yōu)化只適用于簡(jiǎn)單的循環(huán)結(jié)構(gòu)，對(duì)于復(fù)雜的嵌套循環(huán)無(wú)法進(jìn)行優(yōu)化17、對(duì)于自底向上的算符優(yōu)先分析法，若存在歸約-歸約沖突，可能的解決方法是？（）A.引入新的算符B.改變優(yōu)先關(guān)系C.提取左因子D.以上都不對(duì)18、在語(yǔ)義分析中，常常需要對(duì)表達(dá)式進(jìn)行類(lèi)型檢查，以下關(guān)于類(lèi)型檢查的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.確保操作數(shù)的類(lèi)型與操作符相匹配B.可以在編譯時(shí)發(fā)現(xiàn)類(lèi)型不匹配的錯(cuò)誤C.類(lèi)型檢查只在高級(jí)語(yǔ)言中需要，低級(jí)語(yǔ)言不需要D.復(fù)雜的類(lèi)型系統(tǒng)可能增加類(lèi)型檢查的難度19、代碼優(yōu)化是編譯原理中的重要環(huán)節(jié)，它用于提高目標(biāo)代碼的質(zhì)量。以下關(guān)于代碼優(yōu)化的描述中，錯(cuò)誤的是？（）A.代碼優(yōu)化器的主要任務(wù)是對(duì)中間代碼進(jìn)行優(yōu)化，以提高目標(biāo)代碼的執(zhí)行效率和空間利用率B.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C.代碼優(yōu)化器在進(jìn)行優(yōu)化的過(guò)程中，應(yīng)該考慮如何保持代碼的正確性和可讀性D.代碼優(yōu)化器的輸出是一個(gè)優(yōu)化后的中間代碼文件，這個(gè)文件可以直接作為目標(biāo)代碼生成器的輸入20、在詞法分析器的設(shè)計(jì)中，使用正則表達(dá)式可以描述單詞的模式。假設(shè)要定義一個(gè)能匹配整數(shù)、浮點(diǎn)數(shù)和標(biāo)識(shí)符的正則表達(dá)式，以下哪個(gè)表達(dá)式可能是合適的？（）A.

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

B.

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

C.

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

D.以上都不對(duì)二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）解釋語(yǔ)法制導(dǎo)翻譯的基本思想和實(shí)現(xiàn)方式，分析如何利用語(yǔ)法制導(dǎo)定義生成中間代碼或進(jìn)行語(yǔ)義檢查。2、（本題5分）解釋控制流分析在編譯中的作用，包括控制流圖的構(gòu)建和基于控制流圖的優(yōu)化，如消除不可達(dá)代碼和循環(huán)優(yōu)化。3、（本題5分）解釋編譯中的過(guò)程間分析和優(yōu)化，包括過(guò)程間常量傳播、過(guò)程間別名分析等技術(shù)，舉例說(shuō)明其作用。三、綜合題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）深入研究在編譯過(guò)程中，控制流語(yǔ)句（如if-else語(yǔ)句、for循環(huán)和while循環(huán)）的翻譯和優(yōu)化。解釋控制流的表示方法和跳轉(zhuǎn)指令的生成。探討循環(huán)優(yōu)化技術(shù)，如循環(huán)展開(kāi)、循環(huán)合并和循環(huán)不變量外提。以一個(gè)包含復(fù)雜控制流結(jié)構(gòu)的程序代碼為例，展示編譯器如何將控制流語(yǔ)句轉(zhuǎn)換為目標(biāo)代碼，并應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)提高代碼的性能。2、（本題5分）詳細(xì)闡述工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在包裝機(jī)械制造行業(yè)的應(yīng)用，如包裝機(jī)械的運(yùn)行監(jiān)控、故障診斷和生產(chǎn)效率提升。分析如何適應(yīng)不同包裝材料和包裝形式的需求。3、（本題5分）對(duì)于一個(gè)包含大量數(shù)值計(jì)算和科學(xué)計(jì)算庫(kù)調(diào)用的程序，詳細(xì)闡述在編譯過(guò)程中如何優(yōu)化這些計(jì)算密集型操作。在詞法分析和語(yǔ)法分析中如何識(shí)別數(shù)值計(jì)算函數(shù)，語(yǔ)義分析中如何進(jìn)行數(shù)值精度和范圍的檢查，中間代碼生成時(shí)如何表示復(fù)雜的計(jì)算表達(dá)式，以及在代碼優(yōu)化階段如何利用硬件特性（如SIMD指令、GPU加速）進(jìn)行優(yōu)化。4、（本題5分）假設(shè)存在一種語(yǔ)言，其具有特定的代碼格式化和風(fēng)格規(guī)范。詳細(xì)描述在編譯過(guò)程中如何檢查和強(qiáng)制代碼符合這些規(guī)范，以及如何提供自動(dòng)格式化的功能。解釋代碼風(fēng)格對(duì)可讀性和可維護(hù)性的影響，通過(guò)一個(gè)不符合規(guī)范的代碼示例展示編譯時(shí)的警告和自動(dòng)格式化的結(jié)果，字?jǐn)?shù)不少于2150字。5、（本題5分）考慮一個(gè)具有協(xié)程（Coroutine）特性的編程語(yǔ)言，如Go或Lua。解釋協(xié)程的概念、工作原理和與線(xiàn)程的區(qū)別。討論編譯器如何支持協(xié)程的實(shí)現(xiàn)，包括協(xié)程的創(chuàng)建、切換和恢復(fù)。給出一個(gè)使用協(xié)程的程序示例