編譯器編譯原理詳解

1. 詞法分析

詞法分析器根據(jù)詞法規(guī)則識(shí)別出源程序中的各個(gè)記號(hào)（token），每個(gè)記號(hào)代表一類單詞（lexeme）。源程序中常見的記號(hào)可以歸為幾大類：關(guān)鍵字、標(biāo)識(shí)符、字面量和特殊符號(hào)。詞法分析器的輸入是源程序，輸出是識(shí)別的記號(hào)流。詞法分析器的任務(wù)是把源文件的字符流轉(zhuǎn)換成記號(hào)流。本質(zhì)上它查看連續(xù)的字符然后把它們識(shí)別為“單詞”。

2. 語法分析

語法分析器根據(jù)語法規(guī)則識(shí)別出記號(hào)流中的結(jié)構(gòu)（短語、句子），并構(gòu)造一棵能夠正確反映該結(jié)構(gòu)的語法樹。

3. 語義分析

語義分析器根據(jù)語義規(guī)則對(duì)語法樹中的語法單元進(jìn)行靜態(tài)語義檢查，如果類型檢查和轉(zhuǎn)換等，其目的在于保證語法正確的結(jié)構(gòu)在語義上也是合法的。

4. 中間代碼生成

中間代碼生成器根據(jù)語義分析器的輸出生成中間代碼。中間代碼可以有若干種形式，它們的共同特征是與具體機(jī)器無關(guān)。最常用的一種中間代碼是三地址碼，它的一種實(shí)現(xiàn)方式是四元式。三地址碼的優(yōu)點(diǎn)是便于閱讀、便于優(yōu)化。

5. 中間代碼優(yōu)化

優(yōu)化是編譯器的一個(gè)重要組成部分，由于編譯器將源程序翻譯成中間代碼的工作是機(jī)械的、按固定模式進(jìn)行的，因此，生成的中間代碼往往在時(shí)間和空間上有很大浪費(fèi)。當(dāng)需要生成高效目標(biāo)代碼時(shí)，就必須進(jìn)行優(yōu)化。

6. 目標(biāo)代碼生成

目標(biāo)代碼生成是編譯器的最后一個(gè)階段。在生成目標(biāo)代碼時(shí)要考慮以下幾個(gè)問題：計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)、寄存器的分配以及內(nèi)存的組織等。編譯器生成的目標(biāo)程序代碼可以有多種形式：匯編語言、可重定位二進(jìn)制代碼、內(nèi)存形式。

7 符號(hào)表管理

符號(hào)表的作用是記錄源程序中符號(hào)的必要信息，并加以合理組織，從而在編譯器的各個(gè)階段能對(duì)它們進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的查找和操作。符號(hào)表中的某些內(nèi)容甚至要保留到程序的運(yùn)行階段。

8 出錯(cuò)處理

用戶編寫的源程序中往往會(huì)有一些錯(cuò)誤，可分為靜態(tài)錯(cuò)誤和動(dòng)態(tài)錯(cuò)誤兩類。所謂動(dòng)態(tài)錯(cuò)誤，是指源程序中的邏輯錯(cuò)誤，它們發(fā)生在程序運(yùn)行的時(shí)候，也被稱作動(dòng)態(tài)語義錯(cuò)誤，如變量取值為零時(shí)作為除數(shù)，數(shù)組元素引用時(shí)下標(biāo)出界等。靜態(tài)錯(cuò)誤又可分為語法錯(cuò)誤和靜態(tài)語義錯(cuò)誤。語法錯(cuò)誤是指有關(guān)語言結(jié)構(gòu)上的錯(cuò)誤，如單詞拼寫錯(cuò)、表達(dá)式中缺少操作數(shù)、begin和end不匹配等。靜態(tài)語義錯(cuò)誤是指分析源程序時(shí)可以發(fā)現(xiàn)的語言意義上的錯(cuò)誤，如加法的兩個(gè)操作數(shù)中一個(gè)是整型變量名，而另一個(gè)是數(shù)組名等。