编译原理（一）

说明：本文参考 李文生 老师讲义！如有不当之处请及时联系

程序设计语言

人与计算机之间沟通的工具。

低级语言

• 机器语言
• 符号语言 汇编语言

问题：符号语言是什么？

高级语言

• 过程性语言——面向用户的语言 如：C、Pascal
• 专用语言——面向问题的语言 如： SQL

优点：

• 独立于机器。所编程序移植性比较好
• 不必考虑存储单元的分配问题，数据的外部形势转换成机器的内部形势等细节
• 具有丰富的数据结构和控制结构
• 更接近于自然语言
• 编程效率高

翻译程序

源程序（高级语言/汇编语言编写）———（经过）翻译程序——>（得到）目标程序（目标语言表示，此处目标不一定是机器语言）

汇编语言程序——汇编程序——机器语言程序

高级语言程序——编译程序——低级语言程序

高级语言程序：编译阶段处理源程序，执行阶段处理数据。

解释程序同时处理源程序和数据。边解释边执行，不生成目标程序。

解释程序的优缺点

 优点：与用户通信方便，比较节省内存空间
 缺点：效率很低
 解决办法：先翻译成某种中间形式的程序，如JAVA

编译程序的组成

1. 分析阶段（静态分析）

   根据源语言的定义，分析源程序的结构和语义（程序源码转换为某种内部表示）

   • 词法分析——词法分析器——识别具有独立意义的字符串作为token（记号），并组织成记号流
   • 语法分析——语法分析器——将记号流根据相应语言的语法规则分组，形成语法短语——分析树来表示
   • 语义分析——语义分析器——根据源语言的语义规则对语句的意义进行检查(如类型检查)

2. 综合阶段

   根据分析结果构造出所要求的目标程序

   • 中间代码生成——中间代码易于翻译成目标代码
   • 代码优化——对代码进行改进，使之占用的空间少、运行速度快（首先是在中间代码上进行）
   • 目标代码生成——生成的目标代码一般是可以重定位的机器代码或汇编语言代码

3. 符号表的管理

4. 错误诊断和处理

编译原理的典型结构

符号表管理

记录源程序中使用的标识符；收集每个标识符的各种属性信息是编译程序的重要工作。

符号表：若干记录组成的数据结构

• 每个标识符在表中有一条记录
• 记录的域是标识符的属性

对符号表结构的要求：

• 允许快速地查找到标识符的记录
• 可在其中存取数据

标识符的各种属性是在编译的各个不同阶段填入符号表的。

预处理器

主要功能：

• 宏处理
• 文件包含
• 语言扩充

连接装配程序

两个主要任务：

1. 装入：

   • 读入 可重定位的机器代码
   • 修改重定位地址
   • 把修改后的指令和数据放在内存的适当地方或形成可执行文件

2. 连接

   • 把几个可重定位的机器代码连接成一个可执行的程序