编译器功能结构与实现:从源代码到目标代码的转化解析
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更新于2024-08-10
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"编译器的功能结构图-probability-2 shiryaev,gtm95,2019年英文第三版"
编译器是计算机科学中的关键组件,它将高级编程语言转换为机器可理解的目标代码,使得计算机能够执行程序。编译器的工作流程通常分为多个阶段,这些阶段构成了编译器的功能结构。在描述中提到,编译过程包括词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成、中间代码优化和目标代码生成。
1. **词法分析**:这是编译过程的第一步,它扫描源代码,识别出符合源语言词法规则的单词,如标识符、关键字、常量等。词法分析器将这些单词转化为内部表示,称为TOKENs,同时检查源代码中的词法错误。
2. **语法分析**:在词法分析之后,编译器进行语法分析,将TOKEN流解析成抽象语法树(AST),确保源程序符合语言的语法规则。这个阶段通常分为两种类型:LR分析和LL分析。
3. **语义分析**:此阶段检查源程序的逻辑含义,确保其符合语言的语义规则。例如,检查类型匹配、变量声明和作用域等。语义分析有时会生成三地址码或其他中间表示形式,以便后续处理。
4. **中间代码生成**:编译器将源程序的抽象语法树转换为一种中间表示,这通常是平台无关的,便于优化和目标代码生成。中间代码简化了编译器的实现,因为它允许编译器开发者关注语言特性,而不是特定硬件的细节。
5. **中间代码优化**:在生成目标代码之前,编译器可能对中间代码进行优化,如消除冗余运算、死代码删除、循环展开等,以提高最终程序的性能。
6. **目标代码生成**:最后,编译器将中间代码转换为目标机器的机器指令,这个过程可能涉及到寄存器分配、指令选择和代码布局等。
在《编译程序的设计与实现》一书中,作者以简单的过程式语言SNL为例,详细介绍了编译器的构造原理和实现技术。通过分析SNL编译器的源代码,读者可以更深入地理解编译器的各个组成部分,如词法分析器的实现、状态转换图的构造,以及如何使用工具如LEX/FLEX自动生成词法分析程序。
学习编译器设计与实现不仅有助于理解程序设计语言的底层运作,还能提升大型软件的设计能力。通过阅读和修改提供的编译程序源代码,学生可以实践和提升自己的编程技巧。
2019-03-25 上传
2018-09-30 上传
2019-06-13 上传
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