中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）《編譯原理》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）

《編譯原理》2021-2022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批閱人一、單選題（本大題共30個(gè)小題，每小題1分，共30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、在目標(biāo)代碼生成階段，編譯器將中間代碼轉(zhuǎn)換為特定機(jī)器的目標(biāo)代碼。關(guān)于目標(biāo)代碼生成，下列說法錯(cuò)誤的是：（）A.目標(biāo)代碼生成需要考慮目標(biāo)機(jī)器的指令系統(tǒng)、寄存器分配和存儲布局等B.生成的目標(biāo)代碼可以是匯編代碼或機(jī)器語言代碼C.目標(biāo)代碼生成過程中不需要考慮目標(biāo)機(jī)器的硬件特性和性能限制D.為了提高目標(biāo)代碼的執(zhí)行效率，可能會進(jìn)行指令選擇和指令調(diào)度等優(yōu)化2、目標(biāo)代碼生成是編譯的最后一個(gè)階段，將中間代碼或語法樹轉(zhuǎn)換為目標(biāo)機(jī)器的指令代碼。對于目標(biāo)代碼生成，以下說法不正確的是：（）A.目標(biāo)代碼可以是機(jī)器語言代碼，也可以是匯編語言代碼B.目標(biāo)代碼生成需要考慮目標(biāo)機(jī)器的寄存器分配、指令選擇等問題C.不同的目標(biāo)機(jī)器可能需要不同的目標(biāo)代碼生成策略D.目標(biāo)代碼生成過程中不需要考慮目標(biāo)機(jī)器的存儲管理和尋址方式3、在自頂向下的語法分析方法中，LL(1)分析法具有一定的優(yōu)勢。關(guān)于LL(1)分析法，以下說法不正確的是：（）A.LL(1)分析法要求文法不能有左遞歸和左公共因子B.通過預(yù)測分析表可以實(shí)現(xiàn)LL(1)分析法的高效預(yù)測和分析C.LL(1)分析法能夠處理所有的上下文無關(guān)文法D.LL(1)中的“1”表示在分析過程中，每一步只需向前查看一個(gè)輸入符號就能確定選用的產(chǎn)生式4、語法分析是編譯原理中的重要環(huán)節(jié)，它用于檢查源程序的語法結(jié)構(gòu)是否正確。以下關(guān)于語法分析的描述中，錯(cuò)誤的是？（）A.語法分析器的主要任務(wù)是根據(jù)給定的語法規(guī)則，分析源程序的語法結(jié)構(gòu)是否符合要求B.語法分析可以使用自頂向下分析和自底向上分析兩種方法，其中自頂向下分析又可以分為遞歸下降分析和LL(1)分析等C.語法分析器在分析過程中，如果發(fā)現(xiàn)源程序存在語法錯(cuò)誤，應(yīng)該能夠準(zhǔn)確地報(bào)告錯(cuò)誤的位置和類型D.語法分析器的輸出是一棵語法樹，這棵語法樹可以直接作為語義分析器的輸入5、在編譯過程中，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。對于以下代碼片段

intnum=10;

，詞法分析器在處理時(shí)，會將

int

識別為以下哪種單詞符號類型？（）A.標(biāo)識符B.關(guān)鍵字C.常量D.運(yùn)算符6、在編譯原理中，語法分析器的自動(dòng)生成工具是提高開發(fā)效率的重要手段。關(guān)于這些工具，以下描述錯(cuò)誤的是：（）常見的語法分析器自動(dòng)生成工具如YACC和ANTLR，它們可以根據(jù)給定的文法規(guī)則自動(dòng)生成相應(yīng)的語法分析代碼。這些工具通常使用某種形式的語法描述語言，并提供了豐富的功能和選項(xiàng)來定制分析器的行為。那么，以下關(guān)于語法分析器自動(dòng)生成工具的說法中，錯(cuò)誤的是：A.自動(dòng)生成的語法分析器代碼通常具有較高的效率和準(zhǔn)確性B.使用這些工具可以大大減少語法分析器的開發(fā)時(shí)間C.對于復(fù)雜的文法，自動(dòng)生成工具可能無法生成有效的分析器D.自動(dòng)生成的語法分析器不需要進(jìn)行任何修改和優(yōu)化7、對于語法分析中的自頂向下分析方法，以下關(guān)于其特點(diǎn)和適用場景的描述，哪一個(gè)是正確的？（）A.自頂向下分析從語法樹的根節(jié)點(diǎn)開始，逐步向下推導(dǎo)，適用于語法規(guī)則簡單、左遞歸較少的語言B.它總是能夠高效地處理所有類型的語法結(jié)構(gòu)，無需考慮語法的復(fù)雜性C.自頂向下分析從語法樹的葉子節(jié)點(diǎn)開始，逐步向上構(gòu)建，對于復(fù)雜的語法結(jié)構(gòu)具有很好的處理能力D.這種方法在處理存在大量二義性語法的情況時(shí)表現(xiàn)出色，且無需消除左遞歸8、語法分析是編譯過程中的重要環(huán)節(jié)，用于檢查源程序的語法結(jié)構(gòu)是否正確。對于以下表達(dá)式

a+b*(c-d)/e

，按照常見的算術(shù)表達(dá)式語法規(guī)則，其語法樹的根節(jié)點(diǎn)通常是：（）A.加號（+）B.減號（-）C.除號（/）D.乘號（*）9、目標(biāo)代碼生成中，對于內(nèi)存訪問的優(yōu)化是很重要的。假設(shè)程序中有大量的數(shù)組訪問操作，以下哪種方式可能有助于提高內(nèi)存訪問的效率？（）A.連續(xù)存儲數(shù)組元素，利用局部性原理B.隨機(jī)存儲數(shù)組元素C.減少數(shù)組的使用D.以上都不是10、在詞法分析中，使用詞法分析器生成器可以提高開發(fā)效率。以下關(guān)于詞法分析器生成器的說法，錯(cuò)誤的是？（）A.可以根據(jù)正則表達(dá)式自動(dòng)生成詞法分析器B.無法處理復(fù)雜的詞法規(guī)則C.減少了手工編寫詞法分析器的工作量D.提高了詞法分析器的可靠性11、在代碼優(yōu)化中，循環(huán)不變量外提是一種針對循環(huán)的優(yōu)化技術(shù)，以下關(guān)于循環(huán)不變量的描述，錯(cuò)誤的是？（）A.在循環(huán)中值不變的表達(dá)式B.外提后可以減少循環(huán)內(nèi)的計(jì)算C.所有的循環(huán)不變量都可以外提D.外提時(shí)需要考慮其使用位置12、在代碼生成階段，對于內(nèi)存訪問的優(yōu)化，假設(shè)目標(biāo)機(jī)器的內(nèi)存訪問速度較慢。以下哪種策略可能有助于提高內(nèi)存訪問的效率？（）A.數(shù)據(jù)局部性優(yōu)化B.緩存預(yù)取C.減少內(nèi)存訪問次數(shù)D.以上策略都可能有效，需要綜合使用13、在編譯原理中，類型推導(dǎo)是一個(gè)重要的概念。假設(shè)我們有一個(gè)函數(shù)，它接受一個(gè)參數(shù)，但是在函數(shù)定義中沒有明確指定參數(shù)的類型。通過分析函數(shù)內(nèi)部對參數(shù)的操作，編譯器嘗試推導(dǎo)參數(shù)的類型。以下哪種情況可能會導(dǎo)致類型推導(dǎo)失??？（）A.參數(shù)在函數(shù)內(nèi)部被用于多種不同類型的操作B.參數(shù)僅被用于一種明確的類型相關(guān)操作C.參數(shù)根本沒有在函數(shù)內(nèi)部被使用D.以上情況都不會導(dǎo)致類型推導(dǎo)失敗14、詞法分析器在處理字符串常量時(shí)，需要考慮一些特殊字符的轉(zhuǎn)義。例如，對于字符串

"Hello\nWorld"

，以下關(guān)于詞法分析的描述哪項(xiàng)正確？（）A.將

\n

視為兩個(gè)獨(dú)立的字符B.把

\n

解釋為換行符，作為字符串的一部分C.報(bào)告錯(cuò)誤，字符串中不允許出現(xiàn)

\n

D.忽略

\n

，只處理其他字符15、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(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.屬性文法在上下文無關(guān)文法的基礎(chǔ)上，為每個(gè)文法符號關(guān)聯(lián)了一組屬性和相應(yīng)的計(jì)算規(guī)則B.它可以用于描述語義信息的計(jì)算和傳遞，增強(qiáng)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(diǎn)向父節(jié)點(diǎn)傳遞信息，繼承屬性則相反D.屬性文法過于復(fù)雜，在實(shí)際的編譯系統(tǒng)中很少使用16、在代碼優(yōu)化中，死代碼消除是一項(xiàng)重要的優(yōu)化技術(shù)。以下代碼片段中，哪部分可能被視為死代碼？（）c復(fù)制inta=10;if(false){a=20;}

A.整個(gè)

if

語句塊B.賦值語句

a=10;

C.賦值語句

a=20;

D.以上都不是17、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(gè)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(diǎn)數(shù)和字符串常量不適用18、在符號表的實(shí)現(xiàn)中，散列法是一種常用的查找方法，以下關(guān)于散列法的描述，不正確的是？（）A.可以快速定位符號的位置B.可能會出現(xiàn)沖突C.散列函數(shù)的選擇對查找效率影響不大D.解決沖突的方法有開放定址法和鏈地址法19、詞法分析中，對于關(guān)鍵字的識別通常采用特定的方法。假設(shè)編程語言中有“if”“else”“while”等關(guān)鍵字，以下哪種方式可以有效地識別這些關(guān)鍵字？（）A.建立關(guān)鍵字表，進(jìn)行匹配B.通過語法規(guī)則進(jìn)行判斷C.根據(jù)上下文推測D.以上都可以20、在代碼生成階段，對于條件分支的實(shí)現(xiàn)，假設(shè)目標(biāo)機(jī)器提供了條件跳轉(zhuǎn)指令和條件選擇指令。以下哪種情況下使用條件選擇指令可能會更高效？（）A.分支條件的計(jì)算比較復(fù)雜B.分支的可能性比較均衡C.目標(biāo)機(jī)器對條件選擇指令有特殊的優(yōu)化D.以上情況都不一定能確定條件選擇指令更高效21、詞法分析器的設(shè)計(jì)中，有限自動(dòng)機(jī)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖是一種直觀的表示方法，以下關(guān)于狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖的描述，錯(cuò)誤的是？（）A.可以清晰地展示詞法規(guī)則B.狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換是基于輸入字符的C.狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖的構(gòu)建是唯一的D.可以通過狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖生成詞法分析程序22、在符號表的管理中，對于作用域的處理是一個(gè)重要的方面，以下關(guān)于作用域的描述，不正確的是？（）A.不同作用域中的同名符號可能有不同的含義B.作用域的嵌套關(guān)系會影響符號的可見性C.作用域的處理與程序的邏輯結(jié)構(gòu)密切相關(guān)D.作用域的規(guī)則在所有編程語言中都是相同的23、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(cuò)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24、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(cuò)誤的是：（）A.指令并行性是指在同一時(shí)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(shí)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)25、在編譯原理中，中間代碼生成可以采用不同的中間代碼形式，如三地址碼、四元式、樹形表示等。以下關(guān)于四元式的描述中，錯(cuò)誤的是？（）A.四元式是一種中間代碼形式，它由四個(gè)部分組成，分別表示操作符、操作數(shù)1、操作數(shù)2和結(jié)果B.四元式可以用高級編程語言的形式表示，也可以用匯編語言的形式表示C.四元式在生成過程中，應(yīng)該考慮如何提高代碼的可讀性和可維護(hù)性D.四元式只能用于表示簡單的算術(shù)表達(dá)式和賦值語句，對于復(fù)雜的控制結(jié)構(gòu)無法表示26、在編譯過程中，詞法分析器的主要任務(wù)是將輸入的源程序分解為一個(gè)個(gè)的單詞符號。以下關(guān)于詞法分析器的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.詞法分析器需要識別關(guān)鍵字、標(biāo)識符、常量、運(yùn)算符等單詞符號B.詞法分析器通常可以使用有限自動(dòng)機(jī)來實(shí)現(xiàn)C.詞法分析器在處理輸入時(shí)，不需要考慮上下文信息D.詞法分析器的輸出結(jié)果將直接作為語法分析器的輸入27、假設(shè)我們有一個(gè)語言的語法規(guī)則：E->E+T|T，T->T*F|F，F(xiàn)->(E)|id，對于表達(dá)式“2+3*4”，以下語法分析過程正確的是：（）A.按照左結(jié)合的方式進(jìn)行分析B.按照右結(jié)合的方式進(jìn)行分析C.分析過程中會出現(xiàn)二義性D.以上說法都不正確28、對于編譯過程中的代碼生成中的寄存器分配策略，以下論述不準(zhǔn)確的是（）A.寄存器分配策略旨在充分利用有限的寄存器資源，提高程序的運(yùn)行效率B.基于圖著色的寄存器分配方法將變量和寄存器看作圖的節(jié)點(diǎn)，通過著色來表示分配關(guān)系C.貪心寄存器分配策略總是選擇當(dāng)前使用最頻繁的變量分配寄存器D.寄存器分配策略不需要考慮變量的生命周期和活躍區(qū)間，只關(guān)注使用頻率29、語法分析的自底向上方法中，移進(jìn)-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30、在編譯優(yōu)化中，循環(huán)優(yōu)化是一個(gè)重要的方面。假設(shè)我們有一個(gè)循環(huán)，其中包含一些不變的計(jì)算，這些計(jì)算在每次循環(huán)迭代中結(jié)果都相同。以下哪種優(yōu)化技術(shù)可以將這些不變計(jì)算移出循環(huán)？（）A.循環(huán)展開B.代碼外提C.循環(huán)合并D.以上技術(shù)都不能實(shí)現(xiàn)將不變計(jì)算移出循環(huán)二、分析題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）有一個(gè)使用C語言枚舉類型和typedef定義新類型的程序，詳細(xì)探討編譯時(shí)枚舉值的范圍、typedef的作用以及對代碼可讀性和可維護(hù)性的影響。2、（本題5分）對于一個(gè)用Python實(shí)現(xiàn)的類裝飾器與函數(shù)裝飾器組合的程序，深入探討編譯時(shí)對多層裝飾的處理和運(yùn)行時(shí)效果。3、（本題5分）對于一個(gè)用Python實(shí)現(xiàn)的異步生成器（AsynchronousGenerator）的程序，深入探討編譯時(shí)的識別和運(yùn)行時(shí)的異步操作。4、（本題5分）有一段使用C語言的文件指針和緩沖機(jī)制來提高文件讀寫性能的程序，詳細(xì)分析編譯器如何與操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)交互和優(yōu)化緩沖管理。5、（本題5分）有一個(gè)使用并行算法庫（如OpenMP或C++17的并行算法）的程序，詳細(xì)探討編譯時(shí)對并行區(qū)域的識別、線程創(chuàng)建和同步的處理機(jī)制。三、簡答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）詳細(xì)闡述在編譯過程中如何處理代碼的整數(shù)除法和乘法的優(yōu)化，考慮硬件特性和算法選擇。2、（本題5分）論述在編譯過程中如何處理代碼的指針間接訪問的優(yōu)化，包括緩存預(yù)取和地址計(jì)算。3、（本題5分）解釋并行編譯中的任務(wù)劃分、數(shù)據(jù)分布和同步機(jī)制，討論如何在編譯階段為并行程序生成高效的代碼。4、（本題5分）論述在編譯過程中如何處理代碼的并行循環(huán)，包括并行度的確定和循環(huán)任務(wù)的分配。5、（本題5分）論述在編譯過程中如何處理代碼的指令選擇和生成的權(quán)衡，考慮指令集架構(gòu)和性能需求。四、綜合題（本大題共2個(gè)小題，共20分)1、（本題10分）設(shè)想有一個(gè)具有面向?qū)ο筇匦缘木幊陶Z言，支