01.编译器的前端技术

在了解其内容前，首先要明白名词的含义

1. 前端（Front End）：编译器对程序代码的分析和理解过程。
2. 后端（Back End）：生成目标代码的过程，与目标机器有关。

词法分析（Lexical Analysis）

程序是由一个个“词法记号（Token）”组成，所以编译器的第一步理所当然的是由词法分析器解析出一个个的Token。

词法分析器可以手写也可以通过一些生成工具（如Lex或Flex）来形成。是基于一些规则（用“正则文法”表达）来工作。符合正则文法的表达式称为正则表达式。

有限自动机：有限个状态的自动机器。（例：抽水马桶的“注水”和“水满”）

词法分析器也是一样，他分析整个程序的字符串，当遇到不同的字符时，会驱使它迁移到不同的状态。

语法分析（Syntactic Analysis, or Parsing）

语法分析是识别一个个的单词，而语法分析是在词法分析的基础上识别出程序的语法结构。

这个结构是一个树状结构（抽象语法树AST），树的每个节点是一个语法单元，这个单元的构成规则就叫“语法”，是计算机容易理解和执行的。

形成AST的好处是计算机很容易去处理。

如何构造AST，一种非常直观的构造方法是自上而下进行分析，这种算法称为递归下降算法，同时与之对应也有自底向上的算法。

语义分析（Semantic Analysis）

语义分析就是要让计算机理解我们的真实意图，把一些模凌两可的地方消除掉。

计算机语言的语义一般可以表达为一些规则，你只要检查是否符合这些规则就行了。

语义分析就是根据语义规则进行分析判断。语义分析工作的某些成果，会作为属性标注在抽象语法树上。（比如所处的源代码行号）

总结

• 词法分析是把程序分割成一个个Token的过程，可以通过构造有限自动机来实现。
• 语法分析是把程序的结构识别出来，并形成一棵便于由计算机处理的抽象语法树，可以用递归下降的算法来实现。
• 语义分析是消除语义模糊，生成一些属性信息，让计算机能够依据这些信息生成目标代码。