编译原理课程概述

一、编译程序

编译程序种类

• 诊断编译程序：便于诊断，效率不一定高
• 优化编译程序：代码效率优化
• 交叉编译程序：产生不同于宿主机（编译）的目标机（运行）代码
• 可变目标编译程序：针对不同平台可生成不同代码

编译与解释

• 编译统一进行翻译
• 解释一句句翻译执行

二、编译过程

编译的五个阶段

• 词法分析
  任务：识别单词
  原则：依据构词规则
  描述工具：有限自动机
• 语法分析
  任务：分解成语法单位
  原则：依据语法规则
  描述工具：上下文无关文法
• 中间代码产生
  任务：初步翻译
  原则：语义规则
  三元式，四元式，树

以上三个阶段称为编译前端（包括优化中与目标机器无关的部分）

• 优化
  任务：产生更高效代码
  原则：程序等价变化规则
• 目标代码产生
  任务：形成目标代码
  依赖于硬件系统和机器指令的含义
  三种形式：

1. 绝对指令代码，可直接运行（机器语言）
2. 可重新定位指令代码：需要连接装配（机器语言）
3. 汇编指令代码：需要进行汇编（汇编语言）

以上两个阶段称为编译后端（与目标机有关）

三、相关名词

遍和阶段

• 遍是指对源程序或源程序的中间表示从头到尾扫描一次
• 阶段是指编译五个阶段

1. 一个遍可以由若干段组成（比如，前三个阶段通常组成一遍）
2. 一个阶段也可以分若干遍来完成（比如，优化阶段会扫描数遍来进行优化）

四、编译程序的生成

• 以汇编语言和机器语言为工具
  优点：充分发挥系统功能，生成程序的效率高
  缺点：程序难读、难写、易出错、难维护
• 高级语言书写

1. 利用已有的编译程序实现另一语言的编译程序
2. 移植方法（把一种机器上的编译程序移植到另一种机器上）
3. 自展技术（先建立一个核心编译器，再在该基础上扩展，依次进行）
4. 编译程序自动产生（给出语言语法描述，就能自动产生编译程序）