编译原理CH1

1. 编译器基本概念 • 定义：编译器是将程序从一种语言（源语言）翻译为另一种语言（目标语言）的程序。

• 与解释器的区别：

• 共同点：均为语言实现系统。

• 差异：

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◦ 解释器：在翻译过程中直接执行源程序（如Python）。

◦ 编译器：生成目标代码（如机器码），翻译完成后执行（如C语言）。

2. 编译阶段划分 (1) 前端（Frontend） 与源语言相关，包括：

词法分析（Lexical Analysis/Scanning） • 功能：将源代码分解为词法单元（tokens），如标识符、关键字、运算符等。

• 示例：b=a+i*2 → [id:b, =, id:a, +, id:i, *, num:2]

• 输出：符号表条目（如标识符名称、类型等）。
语法分析（Syntax Analysis/Parsing） • 功能：根据语法规则构建语法树（如抽象语法树AST），检查结构合法性。

• 示例：i*2 → 乘法表达式节点，a+i*2 → 加法表达式节点。

• 关键点：语法分析器通常负责创建符号表条目（因知晓程序结构）。
语义分析（Semantic Analysis） • 功能：检查类型一致性、作用域规则等语义错误。

• 示例：验证a和i是否已声明、*操作是否适用于i和2。
中间代码生成（IR Generation） • 功能：生成与机器无关的中间表示（如三地址码、四元式）。

• 示例：t1 = i * 2; t2 = a + t1; b = t2。

(2) 后端（Backend） 与目标语言相关，包括：

中间代码优化（IR Optimization） • 功能：简化或优化中间代码（如常量折叠、死代码删除）。

• 示例：若i为常量，直接计算i*2。
目标代码生成（Code Generation） • 功能：将中间代码转换为目标机器代码（如x86汇编）。

• 示例：生成MOV R1, i; MUL R1, 2; ADD R1, a; MOV b, R1。
目标代码优化（Optimization） • 功能：提高目标代码效率（如寄存器分配、指令调度）。

3. 符号表（Symbol Table） • 作用：存储标识符信息（名称、类型、存储位置等），贯穿编译全过程。

• 创建时机：

• 词法分析器：可能初步创建条目（如记录标识符字符串）。

• 语法分析器：更常见，因能区分不同声明（如变量 vs 函数）。

• 内容示例：