以下是计算机编译原理的知识大纲，涵盖核心概念、技术要点和关键流程，适合系统学习或复习：
一、编译原理概述
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基本概念
- 编译器（Compiler）与解释器（Interpreter）的区别
- 编译过程的主要阶段（前端、优化、后端）
- 编译器的分类（单趟/多趟编译器、交叉编译器、即时编译器JIT）
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编译流程总览
- 词法分析 → 语法分析 → 语义分析 → 中间代码生成 → 优化 → 目标代码生成
二、词法分析（Lexical Analysis）
- 核心任务
- 将源代码转换为**词法单元（Token）**序列（如标识符、关键字、运算符等）
- 关键技术
- 正则表达式（描述词法规则）
- 有限自动机（NFA与DFA的转换）
- 词法分析器生成工具（如Lex/Flex）
三、语法分析（Syntax Analysis）
- 核心任务
- 构建语法树（如抽象语法树AST），验证语法结构是否符合文法规则
- 文法理论
- 上下文无关文法（CFG）
- 推导与归约（最左推导、最右推导）
- 分析方法
- 自顶向下：递归下降分析、LL(1)分析法
- 自底向上：LR分析法（SLR、LALR、LR(1)）、Yacc/Bison工具
四、语义分析（Semantic Analysis）
- 核心任务
- 类型检查、作用域分析、语义规则验证
- 符号表管理
- 符号表结构、作用域链、哈希表实现
- 语义动作
- 属性文法（继承属性与综合属性）
五、中间代码生成
- 中间表示形式
- 三地址码（Three-Address Code）
- 抽象语法树（AST）
- 静态单赋值形式（SSA）
- 生成策略
- 语法制导翻译（Syntax-Directed Translation）
六、代码优化
- 优化分类
- 机器无关优化（常量传播、公共子表达式消除、循环优化）
- 机器相关优化（寄存器分配、指令调度）
- 优化技术
- 数据流分析（活跃变量分析、到达定值分析）
- 控制流图（CFG）与基本块划分
七、目标代码生成
- 核心任务
- 将中间代码转换为目标机器指令（如x86、ARM）
- 关键技术
- 寄存器分配算法（图着色算法、线性扫描）
- 指令选择与调度
- 目标代码优化（窥孔优化）
八、运行时环境
- 存储管理
- 栈式存储（函数调用、活动记录）
- 堆管理（动态内存分配）
- 参数传递机制
- 传值、传引用、传名（Call by Value/Reference/Name）
- 垃圾回收
- 标记-清除、引用计数、分代回收
九、高级主题与扩展
- 现代编译技术
- 即时编译（JIT）与AOT编译
- 并行编译与多核优化
- 领域特定语言（DSL）编译器设计
- 工具与框架
- LLVM中间表示与工具链
- 编译器生成器（ANTLR、Bison）
十、实践建议
- 项目实践
- 实现小型编译器（如TinyC、Decaf）
- 使用Flex/Bison或ANTLR构建词法/语法分析器
- 经典教材
- 《编译原理》（龙书，Alfred V. Aho等）
- 《现代编译原理：C语言描述》（虎书，Andrew W. Appel）
通过此大纲，可系统掌握编译原理的核心理论与技术，建议结合实践项目（如实现简单编程语言的编译器）加深理解。