編譯原理概述

時間 2019-11-30

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　　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通常原理和基本方法。學好編譯原理對於咱們之後在寫程序的道路上會有很大的幫助，這門課程關注的是編譯器方面的產生原理和技術問題，彷佛和計算機的基礎領域不沾邊，但是編譯原理卻一直做爲大學本科的必修課程，同時也成爲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說就是一個算法問題而已，固然因爲這個問題十分複雜，其解決算法也相對複雜。咱們學的數據結構與算法分析也是講算法的，不過講的基礎算法，換句話說講的是算法導論，而編譯原理這門課程講的就是比較專一解決一種的算法了。在20世紀 50年代，編譯器的編寫一直被認爲是十分困難的事情，第一Fortran的編譯器聽說花了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自己價值更大。就猶如數學家們在解決著名的哥德巴赫猜測同樣，雖然沒有最終解決問題，可是其間誕生很多名著的相關數論前端

編譯程序系統概述

翻譯程序java

編譯程序：較爲複雜的翻譯程序，源程序經過翻譯程序變成目標程序，其中源程序就是常見的高級語言程序，例如C++、Java、Python；目標語言一般爲機器級語言或者較低級的虛擬機語言，例如彙編語言、機器語言、Bytecode（Java字節碼）算法

解釋程序：以源程序做爲輸入，但不產生目標代碼，邊解釋邊執行源程序自己，實際上，許多編譯程序的構造與實現技術一樣適用於解釋程序。咱們主要學習編譯程序。後端

編譯程序在邏輯結構上至少分爲倆個階段數據結構

分析階段：理解源程序，挖掘源程序的語意工具

綜合階段：生成與源程序語義上等價的目標程序學習

也能夠分爲三個階段優化

　　前端：實現主要的分析任務，一般以第一次生成中間代碼爲結束標誌翻譯

中端：實現各級中間代碼上的操做設計

　　後端：實現主要的綜合操做，一般以最後一級中間代碼生成目標代碼爲結束標誌

詳細邏輯過程：

詞法分析

語法分析

語義分析

中間代碼生成

中間代碼優化

目標代碼生成

目標代碼優化

詞法分析

　　掃描源程序字符流，識別出有詞法意義的單詞，返回單詞的類別和單詞的值，或詞法錯誤的信息，

語法分析

　　在詞法分析的基礎上，根據語言的語法規則，把單詞符號串分解成各種語法單位

語義分析

　　對語法分析後的程序進行語義分析，不符合語義規則時給出錯誤信息

中間代碼生成

　　中間代碼的翻譯生成，中間代碼是一種獨立於具體硬件的記號系統，經常使用的中間代碼：四元式、三元式、間接三元式、逆波蘭記號、樹形表示

中間代碼優化

　　對於前階段產生的中間代碼進行加工變換，以期在最後階段產生出更爲高效的目標代碼

目標代碼生成

　　將中間代碼變換成特定機器上的低級語言代碼

目標代碼優化

　　以基本塊內的簡單優化方法、控制流數據流分析基礎等代碼生成和優化相關的基本知識爲主線，輔以優化技術的綜述。

符號表管理

　　編譯程序在工做過程當中須要保持一系列的表格，以登記源程序的各種信息和編譯個階段的進展情況，其中最重要的就是符號表，它用來登記源程序中出現的每一個名字以及名字的各個屬性。當掃描器識別出一個名字後，它把該名字填入到符號表中，但這時不能徹底肯定名字的屬性，它的各類屬性要在後續的各階段才能填入。例如，名字的類型等要在語義分析時才能肯定，而名字的地址可能要到目標代碼生成才能肯定。

錯誤處理

　　編譯過程的每一階段均可能檢測出錯誤，其中，絕大多數錯誤能夠在編譯的前三階段檢測出來。錯誤一般分爲語法錯誤和語義錯誤，語法錯誤是源程序中不符合語法或詞法的規則的錯誤，能夠在語法分析和語法分析階段檢測出來，語義錯誤是指源程序中不符合語義規則的錯誤，在語義分析階段能檢測出來，而又得語義錯誤要在運行時才能檢測出來。