湖北大學(xué)知行學(xué)院《編譯原理》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______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1分，共15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、語法分析的自底向上方法中，移進-歸約分析過程中，沖突的解決方法包括？（）A.優(yōu)先關(guān)系B.算符優(yōu)先級C.結(jié)合性D.以上都是2、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3、在編譯原理中，關(guān)于代碼優(yōu)化的技術(shù)，以下關(guān)于常量傳播的描述，哪一個是正確的？（）A.常量傳播是將程序中的變量替換為其在特定上下文中的常量值，前提是該變量的值在該上下文不會改變B.它主要用于優(yōu)化循環(huán)結(jié)構(gòu)，減少循環(huán)的執(zhí)行次數(shù)C.常量傳播會增加程序的代碼量，但能提高程序的可讀性D.這種技術(shù)只適用于整數(shù)類型的常量，對于浮點數(shù)和字符串常量不適用4、在詞法分析中，對于標(biāo)識符的識別，通常需要遵循一定的規(guī)則。假設(shè)源程序中有一個標(biāo)識符

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，以下關(guān)于詞法分析器對其處理的描述，哪一項是正確的？（）A.只檢查標(biāo)識符的開頭字符是否合法，后續(xù)字符不做檢查B.根據(jù)預(yù)定義的關(guān)鍵字列表，判斷其是否為關(guān)鍵字，若不是則作為標(biāo)識符C.對標(biāo)識符的長度沒有限制，只要在程序內(nèi)存允許范圍內(nèi)都能識別D.標(biāo)識符中不能包含數(shù)字5、在編譯原理中，關(guān)于語法分析器的生成工具，以下關(guān)于Yacc（YetAnotherCompilerCompiler）的描述，哪一個是準(zhǔn)確的？（）A.Yacc是一個只能用于生成自頂向下語法分析器的工具B.它根據(jù)用戶提供的語法規(guī)則描述自動生成語法分析器的代碼，大大提高了開發(fā)效率C.Yacc生成的語法分析器代碼可讀性差，難以維護和修改D.使用Yacc時，用戶無需了解語法分析的基本原理和算法6、在代碼優(yōu)化中，數(shù)據(jù)依賴分析起著重要作用。關(guān)于數(shù)據(jù)依賴分析，以下說法錯誤的是：（）A.數(shù)據(jù)依賴分析用于確定程序中變量之間的數(shù)據(jù)相關(guān)性B.數(shù)據(jù)依賴關(guān)系包括流依賴、反依賴和輸出依賴C.通過數(shù)據(jù)依賴分析，可以進行數(shù)組私有化和循環(huán)變換等優(yōu)化D.數(shù)據(jù)依賴分析只適用于標(biāo)量變量，對于數(shù)組和結(jié)構(gòu)體等復(fù)雜數(shù)據(jù)類型不適用7、在代碼生成階段，為了生成高效的目標(biāo)代碼，需要考慮指令選擇和地址分配等問題，以下關(guān)于指令選擇的原則，錯誤的是？（）A.選擇執(zhí)行速度快的指令B.優(yōu)先使用功能復(fù)雜的指令C.考慮指令的長度和編碼效率D.結(jié)合寄存器的使用情況選擇指令8、在詞法分析器的設(shè)計中，使用正則表達式可以描述單詞的模式。假設(shè)要定義一個能匹配整數(shù)、浮點數(shù)和標(biāo)識符的正則表達式，以下哪個表達式可能是合適的？（）A.

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B.

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C.

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D.以上都不對9、在代碼優(yōu)化中，常量傳播是一種常見的優(yōu)化技術(shù)，以下關(guān)于常量傳播的描述，錯誤的是？（）A.可以減少計算量B.可能會改變程序的語義C.有助于消除冗余的計算D.提高程序的執(zhí)行效率10、在語法分析中，LL(1)分析法是一種自頂向下的分析方法。關(guān)于LL(1)分析法的特點，以下描述不正確的是：（）A.LL(1)分析法要求文法不能有左遞歸和左公共因子B.LL(1)分析法通過預(yù)測來決定使用哪個產(chǎn)生式進行推導(dǎo)C.對于一個給定的LL(1)文法，其分析表的構(gòu)造是唯一的D.LL(1)分析法在處理所有文法時都不會出現(xiàn)回溯現(xiàn)象11、在編譯過程中，代碼生成器需要考慮目標(biāo)機器的特性。以下關(guān)于目標(biāo)機器特性的描述，不準(zhǔn)確的是：（）A.目標(biāo)機器的指令系統(tǒng)和尋址方式會影響代碼生成的策略B.目標(biāo)機器的存儲層次結(jié)構(gòu)和緩存大小對代碼性能有影響C.目標(biāo)機器的字長和數(shù)據(jù)類型的表示方式與代碼生成無關(guān)D.目標(biāo)機器的流水線結(jié)構(gòu)和并行處理能力需要在代碼生成中考慮12、在處理函數(shù)調(diào)用時，編譯器需要處理參數(shù)傳遞和返回值的問題。假設(shè)一個函數(shù)需要返回一個結(jié)構(gòu)體類型的值。以下哪種方式在實現(xiàn)返回值傳遞時可能會帶來較高的性能開銷？（）A.通過寄存器返回B.通過內(nèi)存地址返回C.將返回值作為參數(shù)傳遞給另一個函數(shù)進行處理D.以上方式的性能開銷相同，沒有差異13、中間代碼的形式有多種，例如三地址碼、逆波蘭式等，以下關(guān)于中間代碼形式的比較，不正確的是？（）A.三地址碼直觀易懂，便于優(yōu)化B.逆波蘭式便于計算機處理表達式C.中間代碼形式的選擇對編譯結(jié)果沒有影響D.不同的中間代碼形式在不同場景下各有優(yōu)勢14、編譯過程中的代碼生成階段，需要考慮目標(biāo)機器的特性。假設(shè)目標(biāo)機器的內(nèi)存訪問速度較慢，而寄存器資源相對豐富，以下哪種策略可能更合適？（）A.盡量減少寄存器的使用，多使用內(nèi)存B.充分利用寄存器來存儲頻繁使用的數(shù)據(jù)C.平均分配寄存器和內(nèi)存的使用D.以上都不對15、符號表的管理涉及到存儲空間的分配和回收，以下關(guān)于符號表存儲空間管理的說法，不正確的是？（）A.可以采用靜態(tài)分配或動態(tài)分配策略B.動態(tài)分配可以更靈活地利用存儲空間C.存儲空間管理方式不會影響符號表的查找效率D.合理的管理方式可以節(jié)省存儲空間二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）在編譯原理中，解釋文法的歧義性消除的高級技術(shù)，如優(yōu)先級和結(jié)合性的設(shè)定、算符重載的處理等，并舉例說明。2、（本題5分）論述編譯過程中的循環(huán)展開優(yōu)化技術(shù)，說明其原理、效果和適用的循環(huán)類型，并舉例說明如何進行循環(huán)展開。3、（本題5分）論述在編譯優(yōu)化中，如何利用預(yù)取技術(shù)減少內(nèi)存訪問延遲，舉例說明常見的預(yù)取方法和應(yīng)用場景。4、（本題5分）解釋上下文無關(guān)文法的概念和特點，舉例說明如何使用上下文無關(guān)文法描述編程語言的語法結(jié)構(gòu)，并說明如何對文法進行化簡和改造。三、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）分析一個使用C語言的位運算和移位操作來實現(xiàn)加密和解密算法的程序，探討編譯器如何優(yōu)化這些位級運算和處理密鑰管理。2、（本題5分）對于一個使用Python上下文管理器類的程序，詳細(xì)分析編譯時對類的定義和運行時上下文切換的處理。3、（本題5分）分析一個使用函數(shù)模板默認(rèn)參數(shù)的程序，探討編譯器如何處理函數(shù)模板的默認(rèn)參數(shù)，以及在模板實例化時的參數(shù)推導(dǎo)和替換規(guī)則。4、（本題5分）給定一個包含C語言指針函數(shù)和函數(shù)指針數(shù)組的程序，詳細(xì)探討編譯時對這種復(fù)雜函數(shù)調(diào)用關(guān)系的處理。5、（本題5分）分析一個使用C語言的預(yù)定義宏和標(biāo)準(zhǔn)庫宏（如stddef.h中的宏）來進行類型定義和常量定義的程序，探討編譯器如何處理這些宏的定義和使用。四、綜合題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）對于一個支持反射機制的編程語言，描述在編譯和運行時如何實現(xiàn)反射功能，包括類型信息的獲取、方法和字段的動態(tài)訪問等。解釋反射帶來的安全性和性能問題，以及如何在必要時進行限制和優(yōu)化。給出一個使用反射的實際代碼示例，并分析其工作原理，字?jǐn)?shù)不少于1150字。2、（本題10分）假設(shè)要為一個具有特定領(lǐng)域需求（如科學(xué)計算或圖形處理）的編程語言進行優(yōu)化。分析該領(lǐng)域的特點和常見計算模式，描述如何在編譯時針對這些特點進行優(yōu)化，如向量化、并行化和特定算法的優(yōu)化。提供一個相關(guān)領(lǐng)域的程序示例，并展示優(yōu)化后的效果。3、（本題10分）詳細(xì)闡述工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在氫能制取與儲存設(shè)備制造行業(yè)的應(yīng)用，如制氫設(shè)備的