郑州大学编译原理第1章

编译原理赵东明iedmzhao@郑州大学编译原理第1章共26页，您现在浏览的是第1页!课程目标掌握高级语言的编译原理和方法郑州大学编译原理第1章共26页，您现在浏览的是第2页!章引论什么是编译程序编译过程概述编译程序的结构编译程序与程序设计环境编译程序的生成郑州大学编译原理第1章共26页，您现在浏览的是第3页!§1.1什么叫编译程序

大多数用户是利用高级语言为工具编程来实现需求的郑州大学编译原理第1章共26页，您现在浏览的是第4页!§1.1什么叫编译程序●计算机如何执行高级语言程序？

实现用户的计算需求●高级语言的作用？①首先将高级语言程序翻译为机器语言程序②然后运行机器语言程序求得计算结果郑州大学编译原理第1章共26页，您现在浏览的是第5页!●编译程序的分类①

诊断编译程序DiagnosticCompiler（方便调试）②优化编译程序OptimizingCompiler（提高目标代码效率）③交叉编译程序CrossCompiler（宿主机与目标机不同）④可变目标编译程序RetargetableCompiler（便于移植）郑州大学编译原理第1章共26页，您现在浏览的是第6页!§1.2编译过程概述

编译程序的工作过程：源程序目标程序*.C

*.exe编译程序TurboC例如郑州大学编译原理第1章共26页，您现在浏览的是第7页!§1.2编译过程概述编译程序的五个阶段：词法分析语法分析语义分析与中间代码产生优化目标代码生成郑州大学编译原理第1章共26页，您现在浏览的是第8页!●语法分析

任务：在词法分析的基础上，根据语言的语法规则，把单词串分解成各类语法单位（语法范畴）。描述语法规则的工具：

上下文无关文法例如：

z=x+0.618*y;郑州大学编译原理第1章共26页，您现在浏览的是第9页!举例：

Z:=X+0.618*Y；序号算符左操作数右操作数结果（1）*0.618YT1（2）+XT1T2（3）：=T2Z对应的中间代码形式(四元式)：郑州大学编译原理第1章共26页，您现在浏览的是第10页!举例

for(k=1;k<=100;k++)

{m=a+10*k；n=b-10*k;}序号算符左操作数右操作数结果（1）:=1K（2）j>k100(9)(3)*10kT1(4)+aT1m(5)*10kT2(6)-bT2n(7)+k1K(8)j(2)（9）……中间代码：郑州大学编译原理第1章共26页，您现在浏览的是第11页!●目标代码生成任务：把中间代码变换成依赖于特定机器上的低级语言代码。目标代码的三种形式：

（1）绝对指令代码（2）汇编指令代码（3）可重定位的指令代码郑州大学编译原理第1章共26页，您现在浏览的是第12页!遍（pass)

对源程序或源程序的中间结果从头至尾扫描一次，并做有关的加工处理技术，并生成新的中间结果或目标程序。

编译前端：

与源语言有关，与目标机无关的部分。

（词法分析、语法分析、语义分析与中间代码生成、优化）编译后端：

与源语言无关，与目标机有关的部分。

（优化、目标代码生成）郑州大学编译原理第1章共26页，您现在浏览的是第13页!§1.5编译程序的生成机器/汇编语言直接编写在现有编译器基础上用高级语言编写先实现语言的内核编译，再进行自编译扩展先实现某语言的编译，再用该语言实现另一语言的编译，即编译—编译程序利用编译程序产生器输入源语言和目标语言的形式描述而自动产生

编译程序郑州大学编译原理第1章共26页，您现在浏览的是第14页!§1.1什么叫编译程序计算机是如何实现用户的计算需求？郑州大学编译原理第1章共26页，您现在浏览的是第15页!§1.1什么叫编译程序

为什么不能执行源程序test.c？

必须翻译成机器语言程序test.exe

郑州大学编译原理第1章共26页，您现在浏览的是第16页!●翻译程序高级语言程序→低级语言程序将一种语言程序转换成逻辑上等价的另一种语言程序●编译程序（C、 C++）（汇编、机器语言）●解释程序

以源程序作为输入，边解释边执行源程序本身，并不产生目标程序。

源目标郑州大学编译原理第1章共26页，您现在浏览的是第17页!●编译程序的发展史

Compiler是随着高级语言的发展而发展的。

个编译程序是FORTRAN编译程序

Algol60语言是计算机语言的研究成为一门科学的标志。

郑州大学编译原理第1章共26页，您现在浏览的是第18页!例如:英文句子

中文句子

Hiswordscameoutinqiacksuccession.

(1)词法分析识别出一个个单词，并指出单词错误。quick(2)语法分析：各类语法范畴。主语：Hiswords谓语：cameout状语：inquicksuccession

(3)初步翻译：他的话用快的连续的方式说出来。(4)优化：inquicksuccession机关枪似的。(5)译文：他说话像机关枪似的。郑州大学编译原理第1章共26页，您现在浏览的是第19页!例如：

for(i=1;i<=N;i++)

基本字for标识符

iN

常数1界符（）；

运算符

=<=++

●词法分析任务：

输入源程序，对构成源程序的字符串进行扫描和分解，识别出一个个单词（或符号）。

（线性分析）描述词法规则的工具

正则式、有限自动机、正规文法郑州大学编译原理第1章共26页，您现在浏览的是第20页!●语义分析与中间代码产生

任务：对各类语法范畴，分析其含义，并进行初步翻译、产生中间代码。描述语义规则的工具：

属性文法（2）中间代码的翻译

（独立于具体硬件、且含义明确的记号系统）

（1）静态语义检查

（变量是否定义、类型是否正确）郑州大学编译原理第1章共26页，您现在浏览的是第21页!●优化

任务：

对前段产生的中间代码进行加工变换，力求在最后阶段能产生出更高效的目标代码。优化的原则：

程序的等价变换规则郑州大学编译原理第1章共26页，您现在浏览的是第22页!序号算符左操作数右操作数结果(1):=am(2):=bn（3）:=1K（4）j>k100(9)(5)+m10m(6)-n10n(7)+k1K(8)j(4)（9）……优化后的中间代码：郑州大学编译原理第1章共26页，您现在浏览的是第23页!

§1.3编译过程的结构

词法分析器

语法分析器

语义分析与中间代码产生器

优化器

目标代码生成器

出错处理表格管理源程序单词符号语法单位中间代码中间代码目标代码郑州大学编译原理第1章共26页，您现在浏览的是第24页!§1.4编译程序与程序设计环境编辑程序（智能提示、词法查错）编译程序连接程序调试工具配置管理程序控制流分析工具郑州