Introduction

• 编译器是软件，将源程序编译成目标程序，学习编译原理有助于理解程序内部如何执行，设计出更高效的程序，同时也有助于调试代码，分析错误原因。

• 源代码经过词义分析，语法分析生成语法树，再经过翻译生成中间代码，编译器会优化，然后再生成目标代码。这一步工作就是编译。

• Compiler vs Interpreter

  Compiler 将源程序转为目标程序，并输出错误调试信息，转换过程是对所有的代码进行转换并做优化。编译执行的代码更快。

  Interpreter也是将源程序转为目标程序，但不同的是，转换过程是一句一句的转换并且没有做优化。动态执行易于调试，可移植性好。

• Phases of Compiler

  主要分为两个阶段，分别是分析阶段和代码生成阶段。

  分析阶段：Source program \(\rightarrow\) Lexical analyzer \(\rightarrow\) Syntax analyzer \(\rightarrow\) Semantic analyzer \(\rightarrow\)

  代码生成阶段： Intermediate code generator \(\rightarrow\) Code optimizer \(\rightarrow\) Code generator \(\rightarrow\) Target program

• 编译过程小例子：position := initial + rate * 60;

  1. Lexical analysis （词义分析

     • keywords：关键词
     • Identifier: position, initial, rate（标识符）
     • operator：:=, +, *
     • Constant: 60
     • Separators：空格符，tab键，换行符
     • Delimiters：（），：；=>；>>

  2. Syntax analysis （语法分析

     生成语法树，个人感觉有点像中缀表达式对应的树

  3. Semantic analysis （语义分析

     分析检查程序中的每个操作是否实际可执行，比如运算符的两个操作数的类型是否一致（可做类型转换），if是否有else与其匹配（报错误信息，调试信息）etc...

  4. Intermediate code generator

     生成三地址码（最多三个地址），可以看出和机器指令很接近。

  5. 大致过程如下：
     

• Compiler-Construction Tools：

  1. Scanner generator: Lex（生成词法分析器的工具，输入是描述词法分析器的文件，输出经过编译生成词法分析器）

  2. Parser generator: Yacc（生成语法分析器的工具，同上）

  3. Syntax-directed translation engines

  4. Automatic code generators

  5. Data-flow engines