现代编译原理 C语言描述 修订版 龙书齐名的虎书 自己动手构造编译器 麻省理工教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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安德鲁·W安佩尔 著，赵克佳，黄春，沈志宇 译

图书标签:

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• 编译器构造
• C语言
• 龙书
• 虎书
• 麻省理工
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• 计算机科学
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出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115476883

商品编码：26995191634

包装：平装

开本：16

出版时间：2018-04-01

字数：665

内容介绍
本书全面讲述了现代编译器的各个组成部分，包括词法分析、语法分析、抽象语法、语义检查、中间代码表示、指令选择、数据流分析、寄存器分配以及运行时系统等。全书分成两部分，* 一部分是编译的基础知识，适用于* 一门编译原理课程（一个学期）；* 二部分是高 级主题，包括面向对象语言和函数语言、垃圾收集、循环优化、存储结构优化等，适合于后续课程或研究生教学。书中专门为学生提供了一个用C语言编写的实习项目，包括前端和后端设计，学生可以在一学期内创建功能完整的编译器。

作者介绍
Andrew W. Appel 美国普林斯顿大学计算机科学系教授，1998~1999年在贝尔实验室做研究工作。主要研究方向是计算机安全、编译器设计、程序设计语言等。 Maia Ginsburg 美国普林斯顿大学计算机科学系讲师。

关联推荐
经典编译原理教材，与“龙书”齐名的“虎书”
目录
* 一部分　编译基本原理
* 1章　绪论　　1
1.1　模块与接口　　1
1.2　工具和软件　　3
1.3　树语言的数据结构　　3
程序设计：直线式程序解释器　　7
推荐阅读　　8
习题　　9
* 2章　词法分析　　10
2.1　词法单词　　10
2.2　正则表达式　　11
2.3　有限自动机　　13
2.4　非确定有限自动机　　15
2.5　Lex：词法分析器的生成器　　20
程序设计：词法分析　　22
推荐阅读　　23
习题　　23
第3章　语法分析　　27
3.1　上下文无关文法　　28
3.2　预测分析　　32
3.3　LR分析　　39
3.4　使用分析器的生成器　　48
3.5　错误恢复　　54
程序设计：语法分析　　57
推荐阅读　　58
习题　　58
第4章　抽象语法　　62
4.1　语义动作　　62
4.2　抽象语法分析树　　65
程序设计：抽象语法　　71
推荐阅读　　71
习题　　72
第5章　语义分析　　73
5.1　符号表　　73
5.2　Tiger编译器的绑定　　79
5.3　表达式的类型检查　　82
5.4　声明的类型检查　　84
程序设计：类型检查　　86
习题　　87
第6章　活动记录　　89
6.1　栈帧　　90
6.2　Tiger编译器的栈帧　　96
程序设计：栈帧　　102
推荐阅读　　103
习题　　103
第7章　翻译成中间代码　　106
7.1　中间表示树　　106
7.2　翻译为树中间语言　　108
7.3　声明　　120
程序设计：翻译成树　　122
习题　　123
第8章　基本块和轨迹　　125
8.1　规范树　　126
8.2　处理条件分支　　131
推荐阅读　　134
习题　　134
第9章　指令选择　　136
9.1　指令选择算法　　138
9.2 　CISC机器　　144
9.3　Tiger编译器的指令选择　　146
程序设计：指令选择　　152
推荐阅读　　153
习题　　154
* 10章　活跃分析　　155
10.1　数据流方程的解　　156
10.2　Tiger编译器的活跃分析　　162
程序设计：构造流图　　164
程序设计：活跃分析模块　　165
习题　　165
* 11章　寄存器分配　　166
11.1　通过简化进行着色　　166
11.2　合并　　168
11.3　预着色的结点　　171
11.4　图着色的实现　　175
11.5　针对树的寄存器分配　　181
程序设计：图着色　　184
推荐阅读　　185
习题　　185
* 12章　整合为一体　　188
程序设计：过程入口/出口　　189
程序设计：创建一个可运行的编译器　　191
* 二部分　高 级主题
* 13章　垃圾收集　　193
13.1　标记-清扫式收集　　194
13.2　引用计数　　197
13.3　复制式收集　　198
13.4　分代收集　　201
13.5　增量式收集　　203
13.6　Baker算法　　205
13.7　编译器接口　　205
程序设计：描述字　　208
程序设计：垃圾收集　　208
推荐阅读　　208
习题　　210
* 14章　面向对象的语言　　211
14.1　类　　211
14.2　数据域的单继承性　　213
14.3　多继承　　214
14.4　测试类成员关系　　216
14.5　私有域和私有方法　　218
14.6　无类语言　　219
14.7　面向对象程序的优化　　219
程序设计：OBJECT-Tiger　　220
推荐阅读　　220
习题　　221
* 15章　函数式程序设计语言　　222
15.1　一个简单的函数式语言　　222
15.2　闭包　　224
15.3　不变的变量　　225
15.4　内联扩展　　229
15.5　闭包变换　　233
15.6　高效的尾递归　　235
15.7　懒惰计算　　236
推荐阅读　　243
程序设计：编译函数式语言　　244
习题　　244
* 16章　多态类型　　246
16.1　参数多态性　　246
16.2　类型推论　　253
16.3　多态变量的表示　　259
16.4　静态重载的解决方法　　265
推荐阅读　　266
习题　　266
* 17章　数据流分析　　269
17.1　流分析使用的中间表示　　270
17.2　各种数据流分析　　271
17.3　使用数据流分析结果的几种转换　　274
17.4　加快数据流分析　　276
17.5　别名分析　　281
推荐阅读　　285
习题　　285
* 18章　循环优化　　287
18.1　必经结点　　289
18.2　循环不变量计算　　292
18.3　归纳变量　　293
18.4　数组边界检查　　297
18.5　循环展开　　300
推荐阅读　　301
习题　　301
* 19章　静态单赋值形式　　303
19.1　转化为SSA形式　　305
19.2　必经结点树的高效计算　　310
19.3　使用SSA的优化算法　　315
19.4　数组、指针和存储器　　320
19.5　控制依赖图　　321
19.6　从SSA形式转变回来　　323
19.7　函数式中间形式　　324
推荐阅读　　327
习题　　328
* 20章　流水和调度　　331
20.1　没有资源约束时的循环调度　　332
20.2　有资源约束的循环流水　　336
20.3　分支预测　　341
推荐阅读　　343
习题　　343
* 21章　存储层次　　346
21.1　cache的组织结构　　346
21.2　cache块对齐　　349
21.3　预取　　350
21.4　循环交换　　354
21.5　分块　　355
21.6　垃圾收集和存储层次　　357
推荐阅读　　358
习题　　358
附录　Tiger语言参考手册　　360
参考文献　　368
索引　　376

《深入探索：程序世界的底层逻辑与构建之道》 你是否曾对计算机程序如何从人类可读的文本转化为机器能够理解和执行的指令感到好奇？你是否渴望揭开软件开发背后那层神秘的面纱，理解编译器、解释器等核心工具的工作原理？《深入探索：程序世界的底层逻辑与构建之道》将带你踏上一段激动人心的旅程，从根本上理解软件的生成过程，并亲手构建属于你自己的编译器。 这本书并非泛泛而谈的理论堆砌，而是以严谨的学术态度，结合实用的编程实践，为读者提供了一套完整而深入的学习体系。我们摒弃了许多教材中冗长晦涩的数学推导，转而采用更加直观、易于理解的方式，让你在掌握核心概念的同时，也能感受到构建复杂系统的乐趣。 本书的独特之处与核心价值： 1. 从“零”开始的编译器构建实践： 这是本书最显著的特色。我们不满足于讲解理论，而是全程引导读者动手实践。从最基础的词法分析器、语法分析器，到中间代码生成、代码优化，直至最终的目标代码生成，每一个环节都伴随着清晰的代码示例和详细的实现步骤。你将不再是旁观者，而是编译器构建过程的积极参与者。通过这个过程，你将深刻理解编译器的内部运作机制，而不仅仅是知道“有哪些阶段”。 2. C语言作为实现载体，兼顾理论与工程： C语言以其高效、灵活以及对底层硬件的直接控制能力，成为实现编译器的经典选择。《深入探索》选择C语言作为主要的实现语言，不仅是因为它在学术界和工业界的重要地位，更因为使用C语言可以让你更清晰地感知到数据结构、算法以及内存管理如何在编译器中发挥作用。这使得本书的学习内容兼具了理论深度和工程实践价值。你将学习到如何用C语言优雅地处理字符串、链表、树等数据结构，以及如何设计高效的算法来完成词法分析、语法分析、符号表管理等任务。 3. 聚焦程序语言的本质： 编译器是连接人类思想与机器执行的桥梁。通过构建编译器，我们能够深入理解程序语言的设计哲学、语法结构、语义含义以及它们如何被解析和翻译。本书将引导你思考： 词法分析： 如何将一串字符流分解成有意义的“标记”（tokens），例如关键字、标识符、运算符、常量等？我们将学习有限自动机（DFA、NFA）的原理，并用C语言实现词法分析器。 语法分析： 如何根据程序语言的语法规则，将一系列标记组织成具有层级结构的“语法树”（parse tree）或“抽象语法树”（abstract syntax tree, AST）？本书将深入讲解递归下降、LL(k)、LR(k)等经典语法分析方法，并指导读者实现一个基于递归下降或LL(1)分析的语法分析器。 语义分析： 语法正确的程序也可能存在逻辑错误，例如类型不匹配、未声明变量的使用等。语义分析阶段负责检查这些错误，并为后续的代码生成做准备。我们将学习类型检查、作用域规则、符号表管理等概念，并将其融入到编译器的实现中。 中间代码生成： 将源代码转换为一种独立于具体目标机器的中间表示，便于进行优化和跨平台编译。本书将介绍三地址码、控制流图等中间表示形式，并指导读者生成它们。 代码优化： 提高生成代码的效率（速度和空间）。我们将探讨常量折叠、死代码消除、循环优化等常见的优化技术，并展示如何在中间代码层面实现它们。 目标代码生成： 将中间代码翻译成特定目标机器（如x86架构）的汇编代码或机器码。我们将学习指令选择、寄存器分配等关键技术。 4. 启发式学习与问题解决： 在学习过程中，你将遇到各种挑战，例如如何高效地匹配正则表达式，如何设计递归下降解析器以避免左递归，如何构建灵活的符号表来处理复杂的变量作用域，如何有效地进行寄存器分配以提高代码执行效率等等。本书将提供解决这些问题的思路和方法，培养你的独立思考和问题解决能力。你将学会如何将抽象的理论知识转化为具体的代码实现，如何调试和优化你的编译器。 5. 为更高级的学习奠定基础： 掌握了编译器的基本原理和构建方法，你将能够更好地理解： 程序语言的设计与演化： 为什么会出现各种不同的编程语言？它们在语法、语义和抽象层面有哪些差异？ 软件工程的深层技术： 自动代码生成工具、静态分析工具、代码重构工具等，其底层原理都与编译器技术息息相关。 计算机体系结构与操作系统： 了解目标代码生成的过程，能够加深对 CPU 指令集、内存管理、汇编语言的理解。 形式语言与自动机理论： 进一步深入理解这些理论在实际工程中的应用。 本书的内容结构（示例性，具体章节可能因深度和侧重点略有调整）： 第一部分：基础入门与预备知识 导论： 编译器的作用，开发编译器的意义，学习路线图。 程序语言概览： 静态语言与动态语言，编译型语言与解释型语言，抽象语法树的概念。 C语言与数据结构回顾： 字符串处理，链表，树（如 AST），哈希表（用于符号表）。 形式语言与有限自动机简介： 正则表达式，NFA/DFA 的构建与应用，词法分析的理论基础。 第二部分：词法分析器（Scanner/Lexer）的构建 从字符到标记： 定义关键字、标识符、运算符、字面量等标记。 使用正则表达式定义标记： 编写 C 代码实现扫描器，匹配输入的字符流，输出标记序列。 处理空格、注释和错误： 健壮的词法分析器设计。 第三部分：语法分析器（Parser）的构建 上下文无关文法（CFG）： 定义语言的语法规则。 递归下降解析： 直观且易于实现的解析方法，从头开始编写 C 代码实现。 LL(1) 解析： 理论与实践，表驱动的 LL(1) 解析器构建。 抽象语法树（AST）： 如何在解析过程中构建 AST，它是后续处理的基础。 错误恢复： 简单的语法错误处理机制。 第四部分：语义分析与中间代码生成 符号表管理： 处理变量的作用域，存储变量类型、地址等信息。 类型检查： 确保表达式和赋值的类型兼容性。 中间代码表示： 三地址码、静态单赋值（SSA）形式等。 生成中间代码： 遍历 AST，生成中间代码序列。 第五部分：代码优化 基本块与控制流图： 构建程序的控制流表示。 局部优化： 常量折叠，代数化简，公共子表达式消除。 全局优化： 死代码消除，循环不变代码外提。 第六部分：目标代码生成 指令选择： 将中间代码翻译成目标指令。 寄存器分配： 关键的性能优化环节，图着色算法简介。 生成汇编代码： 针对特定平台（如 x86-64）的汇编输出。 第七部分：实践与展望 一个完整的例子： 从源代码到可执行文件的完整流程演示。 工具链的整合： 如何将词法、语法、语义分析、代码生成等模块整合。 更高级的主题： 解释器、JIT 编译器、类型推断、垃圾回收等。 《深入探索：程序世界的底层逻辑与构建之道》将是一本让你在计算机科学领域获得真正“硬核”知识的书籍。它不仅教授你如何“使用”软件，更教你如何“创造”软件，让你从一个被动的软件使用者，蜕变为一个能够洞察其本质、甚至亲手构建复杂软件系统的创造者。无论你是计算机科学专业的学生，希望深入理解编译原理；还是有经验的开发者，希望拓宽技术视野，挑战更深层的工程难题；亦或是对程序运行机制充满好奇的爱好者，《深入探索》都将为你提供一条清晰、可行且极具价值的学习路径。准备好迎接这场思维与实践的盛宴了吗？

评分☆☆☆☆☆

我是一名正在攻读计算机科学专业的学生，平时接触的课程也挺多，但对于编译原理这门课，我一直感到有些力不从心。教材上的内容总是显得有些抽象和晦涩，感觉离实际操作很遥远。直到我偶然看到了这本书的名字，我简直眼前一亮。尤其是“虎书”的说法，让我联想到它可能具有非常强的实践性，能够让我们这些学生真正动手去实现一些东西，而不是仅仅停留在理论层面。C语言的描述方式对我来说也是一个很大的加分项，因为C语言是我最熟悉的编程语言之一，用它来学习编译原理，我想我的学习曲线会平缓很多。而且“自己动手构造编译器”这个目标，听起来就非常鼓舞人心，也让我看到了将理论知识转化为实际能力的希望。我一直在寻找一本能够系统性地指导我完成这个过程的书，希望这本书能够填补我在这方面的知识空白，并且能够真正激发我对编译原理的兴趣，让我能够更深入地理解计算机科学的核心。

评分☆☆☆☆☆

作为一名工作多年的软件工程师，我深知理解编译器的底层原理对于优化代码性能、解决疑难杂症的重要性。虽然我日常开发中很少直接接触编译器设计，但有时遇到一些性能瓶颈或者奇怪的语言行为，总会隐隐约约感觉到和编译过程有关。这本书的名字，尤其是“龙书齐名”和“虎书”这两个标签，让我觉得它可能是一本兼具理论深度和实践指导的宝藏。我一直对“龙书”（Principles of Compiler Design）有所耳闻，知道它在理论界有着崇高的地位，但可能过于理论化。而“虎书”这个名字，则给了我一种更接地气、更易于上手的感觉。C语言的描述方式也恰合我的口味，我习惯于用C语言来思考和实现底层的东西。我非常期待这本书能够在我现有的知识基础上，帮助我建立起一个更完整的编译原理知识体系，并且通过“自己动手构造编译器”的实践，让我能够更直观地理解那些抽象的概念，从而在未来的开发工作中，能够更游刃有余地处理各种复杂的技术问题。

评分☆☆☆☆☆

我对编程语言的设计和实现一直抱有浓厚的兴趣，觉得能够创造一门新的语言，或者深入理解一门语言是如何被执行的，是一件非常酷的事情。这本书的名字，尤其是“现代编译原理”和“自己动手构造编译器”，直接戳中了我的兴趣点。结合“C语言描述”，这简直就是为我量身定做的学习路径。我曾经尝试过阅读一些关于编译原理的资料，但总是觉得有些断断续续，缺乏一个完整的、贯穿始终的实践指导。而“虎书”和“麻省理工教材”这些标签，让我对这本书的质量充满了信心。我希望它能够带领我从零开始，一步步地构建起一个功能完整的编译器，让我能够真正体会到编译过程中每一个环节的精妙之处。我期待这本书能够提供清晰的讲解、丰富的示例，以及高质量的代码，让我不仅能够学到知识，更重要的是能够获得实践经验，为我未来在语言设计、编译器开发等领域的研究和工作打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

哇，看到这本书的名字，我脑子里瞬间就蹦出了“大牛”二字。说实话，第一次见到这么霸气的组合，既有“龙书”的深厚底蕴，又有“虎书”的实操指南，再加上麻省理工的招牌，感觉这绝对不是一本普通的教材。我一直对编译原理这个领域充满好奇，但又觉得它像个高不可攀的山峰，门槛似乎很高。这本书的名字给我一种强烈的信号：它可能就是我攀登这座山峰的绝佳助手。C语言的描述方式也正合我意，我本身对C语言比较熟悉，学起来肯定事半功倍。而且“自己动手构造编译器”这个标签，简直是点燃了我内心深处那颗程序员的火种，想想看，能亲手打造一个编译器，那该是多么令人兴奋的事情！这本书的光是名字就足够吸引人了，我迫不及待地想知道它在内容上是否能像名字一样，既有理论深度，又有实践的指导性，能够真正帮助我理解和掌握编译原理的精髓。我期待它能像一个循循善诱的导师，一步步引领我穿越复杂的编译过程，让我不再畏惧这个曾经觉得遥不可及的领域。

评分☆☆☆☆☆

老实说，我对编译原理一直有一种“敬畏感”，觉得它是个既古老又充满智慧的领域，但同时又觉得它可能离我的日常开发工作有点远。不过，最近我开始意识到，深入理解编译器的运作机制，对于写出更高效、更优化的代码非常有帮助。这本书的出现，简直像一道曙光。它的名字听起来就很有分量，特别是“龙书齐名”和“麻省理工教材”这些字眼，无疑是在为它的学术严谨性背书。而“C语言描述”和“自己动手构造编译器”则又强调了其实用性和动手能力。我非常喜欢这种理论与实践相结合的教学方式。在大学里，我学过一些编译原理的基础知识，但总感觉不够系统，或者说，没有真正“玩起来”。这本书似乎正是弥补了这一块的空白，它不是那种只停留在理论层面的枯燥讲解，而是鼓励读者去实践，去构建。这种“从0到1”的学习体验，对于提升我解决复杂问题的能力，以及对编程语言底层原理的理解，应该会带来质的飞跃。我真的很好奇，它会如何一步步引导我去理解词法分析、语法分析、语义分析、代码生成等核心概念，并且将这些抽象的概念具象化成一个可运行的编译器。