编译原理：C语言活动记录与编译过程解析

"C的活动记录-编译原理 龙书" 在计算机科学中，编译原理是一门涉及如何将高级编程语言转换为机器可理解的低级语言（如汇编或机器语言）的学科。这门学科由编译器的设计和实现组成，涉及到多个复杂的步骤，包括词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成、代码优化以及目标代码生成。龙书，通常指的是由著名计算机科学家阿尔弗雷德·艾侯（Alfred V. Aho）、蒙德吉亚·乌迪普拉（Moninder S. Ullah）和杰弗里·杜哈梅尔（Jeffrey D. Ullman）合著的经典教材《编译器设计》。 标题提到的“C的活动记录”在编译原理中指的是在过程调用时，编译器如何管理内存和控制流程。当一个函数被调用时，活动记录（也称为栈帧或局部帧）是在堆栈上创建的一个结构，用于存储以下内容： 1. 连接数据：这是指调用函数时的返回地址，保存了调用函数结束后程序应继续执行的位置。 2. 参数个数：记录传递给函数的参数数量，这对于正确传递和接收参数至关重要。 3. 形参单元：在活动记录中为函数的形式参数分配的内存空间，用于存储函数调用时传入的实际参数值。 4. 局部变量、数组内情向量和临时工作单元：这些是函数内部定义的变量，包括局部变量、数组以及在计算过程中产生的临时值，它们都在活动记录中占据空间。 编译原理的学习通常包括以下几个核心章节： 1. 编译器的基本结构：讲解编译器的总体架构，包括前端和后端，以及中间代码的作用。 2. 高级语言及其语法描述：介绍如何使用巴科斯范式（BNF）或其他形式描述语言的语法。 3. 词法分析器：处理源代码中的字符流，将其分解为有意义的符号或标记。 4. 语法分析技术：利用上下文无关文法（CFG）解析标记流，构建抽象语法树（AST）。 5. 语法制导翻译的主要概念及中间代码：如何通过语法分析生成中间代码，为后续优化和目标代码生成做准备。 6. 程序运行时的存贮分配问题：探讨如何在内存中管理和分配空间，包括动态内存分配和栈管理。 7. 代码优化：提高程序运行效率，通过各种技术减少冗余、改进局部性和减少指令数量。 8. 目标代码生成：将中间代码转换为特定机器架构的机器语言指令。 教学方法常常采用自顶向下、逐步求精的方式，结合问题驱动和实践操作，使学生能更好地理解和应用所学知识。通过课程设计和实验，学生可以实际构建编译器的某些部分，增强对编译原理的理解。教学目标不仅是让学生掌握编译器的理论，还要能够设计和实现简单的编译器组件。