📖 编译原理¶
书籍信息
- 中文版：编译原理
- 英文版：Compilers: Principles, Techniques, and Tools
- 原书出版年份：2006
引论¶
- 回顾程序编译过程：
- 预处理器：处理头文件和宏定义
- 编译器：源语言到目标语言
- 汇编器：汇编语言翻译到机器码
- 链接器：解决符号引用问题
编辑器结构¶
整体来看分为两个部分：
- 前端（Front End）：进行分析（Analysis），将源程序转换为中间表示，收集信息生成符号表。
- 后端（Back End）：进行综合（Synthesis），转换为目标代码，进行优化。
具体来看分为多个阶段（Phase）：
-
词法分析（Lexical Analysis）或扫描（scanning）：字符 -> 词素（lexeme） -> token 序列。
Token 形如：
<token-name, attribute>。token-name是抽象符号，用于语法分析；attribute指向符号表项，符号表中包含变量名、类型、值等信息。 -
语法分析（Syntax Analysis）或解析（parsing）：使用抽象符号构建语法树。
语法树的中间节点表示操作，叶子节点表示参数。
-
语义分析（Semantic Analysis）：使用语法树和符号表进行类型检查（Type Checking），类型信息存储到语法树或符号表中，用于中间代码生成。
类型检查涉及运算符与操作数是否匹配。
部分语言发生强制类型转换（coercion），添加如
inttofloat的转换节点。 -
中间代码生成（Intermediate Code Generation）：将语法树转换为中间代码，通常是三地址码（three-address code）。
三地址码的每个指令最多有三个操作数，形式如
x = y op z。 -
代码优化（Code Optimization）：对中间代码进行优化。
可能有多种目标，如更快的执行速度、更小的代码体积、更少的能耗等。
-
目标代码生成（Code Generation）：将中间代码转换为目标代码（汇编）。
进行**存储分配决策（storage-allocation decision），例如如何选择寄存器存放变量。
此外是涉及所有阶段的符号表管理（symbol-table management），用于存储变量名、类型、值等信息。
这些阶段不一定各自独立，往往被组成为趟（pass）。
Lexical Analysis¶
!!! "生词表"
| 单词 | 释义 |
| ---- | ---- |
| lexeme | 词素，组成 token |
Abstract
- 正则表达式
- 如何将正则表达式转换为有限自动机
- 词法分析器将运行有限自动机
可以自己写词法分析器，也可以将词法规则输入词法分析器生成器（lexical analyzer generator），生成词法分析器。本书使用 Flex 作为词法分析器生成器。
3.5 Flex¶
Flex 编译器将 Flex 语言描述的词法规则转换为 C 语言代码，模拟转换图。
graph TD
A[lex.l] -->|Flex 编译器| B[lex.yy.c]
B -->|C 编译器| C[a.out]
D[输入流] --> C
C --> E[Token 序列]Flex 语法：