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演算法與編譯

發布時間: 2022-04-16 22:17:59

『壹』 編譯器中都有哪些演算法

詞法/語法分析、程序分析與程序變換、代碼生成、內存管理、虛擬機、函數式語言的實現與優化。。。每個話題都能出不止一本書。

用到的演算法/數據結構多如牛毛:

各種樹、圖為主,其他如棧、隊列、散列表、並查集。。。

貪心、回溯、動態規劃、遺傳演算法、矩陣變換。。

在一個問題下很難回答好。。 先簡單介紹一下和圖相關的。

1. 和什麼圖打交道
CFG(Control Flow Graph)
控制流圖是對程序中分支跳轉關系的抽象,描述程序所有可能執行路徑

節點是語句集合(basic block);

每個basic block有唯一入口和出口;

如果A到B有邊,表示A執行完後可能執行B

PDG(Program Dependence Graph)
PDG在編譯器中用得不多,常見於軟體工程/安全相關的應用(程序切片、安全信息流等)

SSA(Single Static Assignment)
SSA簡化了很多數據流分析問題。

其他圖
DJ Graph, Loop Nesting Forest, Program Structure Tree等等。

可參考:IR for Program Analysis。下面主要介紹CFG

2. CFG初步處理
CFG構造

dominator樹生成
在CFG中,如果A是B的dominator,則從程序入口執行到B的任意路徑一定經過A

控制依賴分析
根據dominator和post-dominator分析依賴關系。數據依賴、控制依賴信息在自動並行化中尤其重要(如果循環的每次迭代都沒有依賴,那麼可以並行處理)

控制流圖化簡
在復雜度相同的情況下,CFG的規模影響演算法的效果。如果一個CFG僅通過如下變換能化簡為一個節點,則它是可化簡的:

如果節點n有唯一的前驅,那麼將其和其前驅合並為一個節點

如果節點存在到自身的邊,那麼將該邊刪除
構造SSA
SSA可以由CFG構造。

3. CFG與數據流分析
下面才進入主題。。
一般的文獻介紹DFA(Data flow analysis),都會用幾個基礎的分析為例:Constant Propagation,Range propagation,Avaliable expressions,Reaching Definition。而Reaching Definition的一個應用,就是大家喜聞樂見的「跳轉到定義處」(真要做到「智能」跳轉並不簡單)

這部分涉及東西較多,一些演算法也和」圖「並不直接相關,不再展開。

PS,很多DFA問題可以用graph reachability統一建模,強烈推薦此文:
Program analysis via graph reachability

『貳』 什麼是編譯原理

編譯原理是計算機專業的一門重要專業課,旨在介紹編譯程序構造的一般原理和基本方法。內容包括語言和文法、詞法分析、語法分析、語法制導翻譯、中間代碼生成、存儲管理、代碼優化和目標代碼生成。 編譯原理是計算機專業設置的一門重要的專業課程。雖然只有少數人從事編譯方面的工作,但是這門課在理論、技術、方法上都對學生提供了系統而有效的訓練,有利於提高軟體人員的素質和能力。
這門課程關注的是編譯器方面的產生原理和技術問題,似乎和計算機的基礎領域不沾邊,可是編譯原理卻一直作為大學本科的 必修課程,同時也成為了研究生入學考試的必考內容。編譯原理及技術從本質上來講就是一個演算法問題而已,當然由於這個問題十分復雜,其解決演算法也相對復雜。 我們學的數據結構與演算法分析也是講演算法的,不過講的基礎演算法,換句話說講的是演算法導論,而編譯原理這門課程講的就是比較專註解決一種的演算法了。在20世紀 50年代,編譯器的編寫一直被認為是十分困難的事情,第一Fortran的編譯器據說花了18年的時間才完成。在人們嘗試編寫編譯器的同時,誕生了許多跟 編譯相關的理論和技術,而這些理論和技術比一個實際的編譯器本身價值更大。就猶如數學家們在解決著名的哥德巴赫猜想一樣,雖然沒有最終解決問題,但是其間 誕生不少名著的相關數論。

『叄』 寫演算法和寫程序有什麼區別啊 請你們指教

演算法就是解決該問題的思路,可以用自然語言描述,也可以用偽計算機語言描述,目的是分析出解決該問題的方法.

寫程序就是根據分析出的算發編寫出符合該編程語言語法規范的代碼用來編譯執行而得到結果.

『肆』 演算法與程序的區別與聯系

演算法和程序的區別是:

(1) 兩者定義不同。演算法是對特定問題求解步驟的描述,它是有限序列指令。而程序是實現預期目的而進行操作的一系列語句和指令。

說通俗一些演算法是解決一個問題的思路,程序,是解決這些問題所具體好寫的代碼。演算法沒有語言界限。他只是一個思路。為實現相同的一個演算法,用不同語言編寫的程序會不一樣。

(2)兩者的書寫規定不同。程序必須用規定的程序設計語言來寫,而演算法很隨意。演算法是一系列解決問題的清晰指令,也就是說,能夠對一定規范的輸入,在有限時間內獲得所要求的輸出。演算法常常含有重復的步驟和一些邏輯判斷。

簡單演算法舉例 例:求 1*2*3*4*5

步驟 1 :先求 1*2 ,得到結果 2 。

步驟 2 :將步驟 1 得到的乘積 2 再乘以 3 ,得到結果 6 。

步驟 3 :將步驟 2 得到的乘積 6 再乘以 4 ,得到結果 24 。

步驟 4 :將步驟 3 得到的乘積 24 再乘以 5 ,得到最後結果 120 。

演算法與程序的聯系 :

演算法和程序都是指令的有限序列 ,但是程序是演算法,而演算法不一定是 程序。程序 = 數據結構 + 演算法。演算法的主要目的在於為人們提供閱讀了解所執行的工作流程與步驟。數據結構與演算法要通過程序的實現,才能由計算機系統來執行。可以這樣理解,數據結構和演算法形成了可執行的程序。

(4)演算法與編譯擴展閱讀

演算法的要素:

一、數據對象的運算和操作:計算機可以執行的基本操作是以指令的形式描述的。一個計算機系統能執行的所有指令的集合,成為該計算機系統的指令系統。一個計算機的基本運算和操作有如下四類:

1、算術運算:加減乘除等運算。

2、邏輯運算:或、且、非等運算。

3、關系運算:大於、小於、等於、不等於等運算。

4、數據傳輸:輸入、輸出、賦值等運算。

二、演算法的控制結構:一個演算法的功能結構不僅取決於所選用的操作,而且還與各操作之間的執行順序有關。

『伍』 《編譯原理》、《演算法導論》看懂需要什麼基礎知識

編譯原理的話,有一門語言基礎就行,主要涉及到文法相關的知識。
演算法導論需要的是數據結構和數學知識。

『陸』 什麼是數據結構什麼是演算法演算法與程序有什麼關系

在計算機編程領域,數據結構與演算法的應用是無處不在。比如圖像視頻處理、數據壓縮資料庫、游戲開發、操作系統、編譯器、搜索引擎、AR、VR、人工智慧、區塊鏈等領域,都是以數據結構與演算法為基石。

數據結構與演算法屬於開發人員的基本內功,也能訓練大腦的思考能力,掌握一次,終生受益。扎實的數據結構與演算法功底,能讓我們站在更高的角度去思考代碼、寫出性能更優的程序,能讓我們更快速地學習上手各種新技術(比如人工智慧、區塊鏈等),也能讓我們敲開更高級編程領域的大門。

數據結構與演算法更是各大名企面試題中的常客,如果不想被行業拋棄、想進入更大的名企、在IT道路上走得更遠,掌握數據結構與演算法是非常有必要。

『柒』 編譯程序和解釋程序都是什麼意思

1、編譯程序是把用高級程序設計語言或計算機匯編語言書寫的源程序,翻譯成等價的機器語言格式目標程序的翻譯程序,屬於採用生成性實現途徑實現的翻譯程序。編譯程序以高級程序設計語言書寫的源程序作為輸入,而以匯編語言或機器語言表示的目標程序作為輸出;編譯出的目標程序通常還要經歷運行階段,以便在運行程序的支持下運行,加工初始數據,算出所需的計算結果。

2、解釋程序是高級語言翻譯程序的一種,它將源語言書寫的源程序作為輸入,解釋一句後就提交計算機執行一句,並不形成目標程序。就像外語翻譯中的「口譯」一樣,說一句翻一句,不產生全文的翻譯文本。

(7)演算法與編譯擴展閱讀:

編譯程序的實現演算法較為復雜。這是因為它所翻譯的語句與目標語言的指令不是一一對應關系,而是一多對應關系;同時也因為它要處理遞歸調用、動態存儲分配、多種數據類型,以及語句間的緊密依賴關系。但是,由於高級程序設計語言書寫的程序具有易讀、易移植和表達能力強等特點,編譯程序廣泛地用於翻譯規模較大、復雜性較高、且需要高效運行的高級語言書寫的源程序。

『捌』 編譯原理和演算法與數據結構那門課比較重要

坦白的講都很重要,但這等於沒有回答你的問題,我理解你是想問學習的先後。其實演算法和數據結構是計算機編程技術的精髓,偏重理論和抽象,是重中之重;一旦你進入計算機編程領域時,編譯原理是你實現想法的重要工具,是知其然,而後知其所以然,讓你知道機器是如何實現你的想法的,方便你更好的利用機器,讓你的想法有可行性。

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