程序設計語言編譯程序構造的基本原理和基本實現技術

編譯原理

第一章引論本課程介紹程序設計語言編譯程序構造的基本原理和基本實現技術.源語言程序目標語言程序翻譯程序翻譯一.什么是編譯程序翻譯程序把某一種語言程序(稱為源語言程序)等價地轉換成另一種語言程序(稱為目標語言程序)的程序高級語言程序機器語言程序結果編譯程序翻譯運行一.什么是編譯程序編譯程序(compiler)

把某一種高級語言程序等價地轉換成另一種低級語言程序(如匯編語言或機器語言程序)的程序診斷編譯程序 優化編譯程序交叉編譯程序 可變目標編譯程序一.什么是編譯程序解釋程序把源語言寫的源程序作為輸入，但不產生目標程序，而是邊解釋邊執行源程序本身源程序結果解釋程序解釋執行二.編譯過程把英文翻譯為中文

識別出句子中的一個個單詞；分析句子的語法結構；根據句子的含義進行初步翻譯；對譯文進行修飾；寫出最后的譯文。詞法分析語法分析中間代碼產生優化目標代碼產生二.編譯過程編譯程序的工作一般分為五個階段:詞法分析語法分析中間代碼產生優化目標代碼產生1.詞法分析任務:輸入源程序，對構成源程序的字符串進行掃描和分解，識別出一個個單詞符號。依循的原則：構詞規則描述工具：有限自動機FORI:=1TO100DO

保留字標識符等符整常數保留字整常數保留字2.語法分析任務:在詞法分析的基礎上，根據語言的語法規則把單詞符號串分解成各類語法單位。依循的原則：語法規則描述工具：上下文無關文法Z:=X+0.618*Y

算術表達式，賦值語句3.中間代碼產生任務:對各類不同語法范疇按語言的語義進行初步翻譯。依循的原則：語義規則中間代碼:三元式，四元式，樹形結構等Z:=X+0.618*Y翻譯成四元式為

(1)*0.618YT1 (2)+XT1T2 (3):=T2_Z4.優化任務：對于前階段產生的中間代碼進行加工變換，以期在最后階段產生更高效的目標代碼。依循的原則：程序的等價變換規則FORK:=1TO100DOBEGINX:=I+1;M:=I+10*K;N:=J+10*K;END中間代碼（一）序號 OPR OPN1 OPN2RESULT注釋 (1) := 1 KK:=1 (2) j< 100 K (10)if(100<K)goto(10)(3) + I 1 X X:=I+1 (4) * 10 K T1 T1:=10*K(5) + I T1 M M:=I+T1 (6) * 10 K T2 T2:=10*K(7) + J T2 N N:=J+T2 (8) + K 1 K K:=K+1 (9) j (2) goto(2)(10) 400次加法200次乘法轉換后的等價代碼（二）序號 OPR OPN1 OPN2 RESULT 注釋 (1) + I 1 X X:=I+1 (2) := I M M:=I (3) := J N N:=J (4) := 1 K K:=1 (5) j< 100 K (10) if(100<K)goto(10)(6) + M 10 M M:=M+10 (7) + N 10 N N:=N+10 (8) + K 1 K K:=K+1 (9) j (5) goto(5) (10) 301次加法5.目標代碼產生任務:把中間代碼變換成特定機器上的目標代碼。依賴于硬件系統結構和機器指令的含義目標代碼三種形式:絕對指令代碼:可直接運行可重新定位指令代碼:需要連接裝配匯編指令代碼:需要進行匯編三.編譯程序結構編譯程序總框中間代碼單詞符號語法單位中間代碼目標代碼詞法分析器語法分析器語義分析與中間代碼生成器優化段源程序表格管理出錯處理目標代碼生成器2.表格和表格管理常見的表格:符號名表，常數表，標號表，入口名表，過程引用表。格式:名字信息例:PASCAL程序段：PROCEDUREINCWAP(M，N:INTEGER);LABELSTART;VARK:INTEGER;BEGINSTART:K:=M+1; M:=N+4; N:=K;END.PROCEDUREINCWAP(M，N:INTEGER);LABELSTART;VARK:INTEGER;BEGINSTART:K:=M+1; M:=N+4; N:=K;END.PROCEDUREINCWAP(M，N:INTEGER);LABELSTART;VARK:INTEGER;BEGINSTART:K:=M+1; M:=N+4; N:=K;END.PROCEDUREINCWAP(M，N:INTEGER);LABELSTART;VARK:INTEGER;BEGINSTART:K:=M+1; M:=N+4; N:=K;END.PROCEDUREINCWAP(M，N:INTEGER);LABELSTART;VARK:INTEGER;BEGINSTART:K:=M+1; M:=N+4; N:=K;END.PROCEDUREINCWAP(M，N:INTEGER);LABELSTART;VARK:INTEGER;BEGINSTART:K:=M+1; M:=N+4; N:=K;END.3.出錯處理出錯處理程序：發現源程序中的錯誤，把有關錯誤信息報告給用戶語法錯誤語義錯誤4.遍(pass)所謂“遍”，就是對源程序或源程序的中間表示從頭到尾掃描一次,從外存輸入,處理后結果輸出到外存。階段與遍是不同的概念。一遍可以由若干段組成，一個階段也可以分若干遍來完成。5.編譯前端與后端編譯前端：與源語言有關，如詞法分析，語法分析，語義分析與中間代碼產生，與機器無關的優化編譯后端：與目標機有關，與目標機有關的優化，目標代碼產生源語言中間語言目標語言前端后端四.編譯程序與程序設計環境

程序設計環境編輯程序編譯程序連接程序調試工具集成化的程序設計環境五.編譯程序生成以匯編語言和機器語言為工具優點:可以針對具體的機器，充分發揮計算機的系統功能。生成的程序效率高。缺點:程序難讀、難寫、易出錯、難維護、生產的效率低。五.編譯程序生成高級語言書寫優點:程序易讀、易理解、容易維護、生產的效率高。缺點:難以充分發揮計算機的系統功能，生成的程序效率低。五.編譯程序生成高級語言書寫利用已有的某種語言的編譯程序實現另一語言的編譯程序。L1語言A代碼P1:A代碼L2語言A代碼P2:L1語言L2語言A代碼P2:A代碼同一臺機器不同的語言五.編譯程序生成

移植方法把一種機器上的編譯程序移植到另一種機器上。L語言A代碼P1:A代碼L語言B代碼P2:L語言L語言B代碼P2:A代碼L語言B代碼P2:L語言L語言B代碼P2:B代碼同一種語言不同的機器L1+L2+...+Ln…L1+L2五.編譯程序生成自展技術L1五.編譯程序生成編譯程序自動產生編譯程序-編譯程序，編譯程序書寫系統LEX詞法分析程序產生器YACC語法分析程序產生器編譯程序自動產生器L語言的語法描述語義描述目標語言或機器描述L語言的編譯程序六.關于學習編譯原理

構造編譯程序的前提:掌握源語言掌握目標語言掌握編譯方法六.關于學習編譯原理意義:學習編譯程序構造原理，技術更好地理解高級語言編譯的原理和方法有助于構造一些實用的工具六.關于學習編譯原理

課程特點:理解性技術性第一章小結內容1什么是編譯程序2編譯過程和編譯程序的結構3為什么要學習編譯程序本章沒有難以理解的內容,