在学习《编译原理》这门课程的过程中，同学们不仅需要掌握基本的概念和理论，还需要通过实践来加深理解。期末考试是对整个学期学习成果的一次全面检验，而试卷的答案则是对这些知识点的一个总结与深化。接下来，我们将逐一分析这份试卷中的关键题目及其解答思路。

第一题：词法分析

词法分析是编译过程的第一步，主要任务是从源代码中识别出一个个具有特定意义的基本单位（即单词）。对于给定的一段程序代码，请问如何正确地进行词法分析？

答案解析：词法分析器会根据预定义的规则将输入字符串分割成一系列的记号(token)，例如标识符、关键字、运算符等。在这个过程中，正则表达式起着至关重要的作用，它能够精确描述各种类型的记号模式。因此，在设计词法分析器时，首先要建立一个正规文法来表示所有的合法记号，并将其转换为相应的正则表达式；然后使用某种算法如DFA或NFA来实现对输入文本的有效匹配。

第二题：语法分析

语法分析是在词法分析之后进行的操作，其目标是检查由词法分析产生的记号序列是否符合某种语法规则。假设我们有一棵抽象语法树(AST)，请解释它是如何构建起来的？

答案解析：抽象语法树是一种用来表示程序结构的数据结构，它将程序中的各个部分按照层次关系组织在一起。构建AST的过程通常涉及到递归下降法或者自底向上的LR解析技术。具体来说，当遇到一个新记号时，语法分析器会根据当前上下文决定该记号属于哪一部分语法结构，并相应地调整指针位置直到完成整个表达式的构造。

第三题：语义分析

语义分析关注的是程序的逻辑含义而非形式上的结构。考虑这样一个场景：如果某个变量未被初始化就直接使用了，那么该如何处理这种情况？

答案解析：为了确保程序的安全性和可靠性，在进行语义分析阶段必须检测所有潜在的问题点。对于上述问题，可以通过符号表维护每个变量的状态信息来解决。每当声明一个新的变量时，就在符号表中为其分配一块存储空间并标记为“已定义”；而在引用之前检查该变量的状态，若发现尚未初始化，则立即报告错误。

第四题：中间代码生成

中间代码是一种介于高级语言和机器码之间的表示形式，它便于进一步优化和翻译成目标代码。试举例说明什么是三地址码(TAC)？

答案解析：三地址码是一种常见的中间代码格式，它包含三个操作数以及一个操作符。例如，x = y + z 就是一条典型的TAC指令，其中x、y和z分别代表不同的操作数，而“+”则是操作符。这种简洁明了的形式非常适合用于后续的代码优化工作。

第五题：代码优化

代码优化旨在提高程序运行效率的同时保持功能不变。常见的优化策略有哪些？

答案解析：代码优化可以从多个角度入手，包括但不限于常量折叠、死代码消除、循环展开等等。其中，常量折叠是指将一些可以直接计算得出结果的表达式提前求值；死代码消除则是找出那些永远不会被执行的部分并予以删除；而循环展开则是通过增加每次迭代处理的数据量来减少循环次数从而提升性能。

综上所述，《编译原理》作为一门理论性较强且实践性极高的学科，涵盖了从源代码到最终可执行文件生成的全过程。通过对以上几道典型题目及其答案的探讨，我们可以看到，无论是词法分析还是语法分析，亦或是更深层次的语义分析乃至最后的代码优化，每一个环节都至关重要。希望各位同学能够在今后的学习中不断探索新的方法和技术，努力成为一名优秀的程序员！