编译程序 构造原理和实现技术 授课教师：吕江花

第一章 编译程序概述 主要内容： 几个基本概念 编译器的工作过程概述 编译器各个阶段的功能描述 编译程序的实现途径

基本概念 机器语言：能够被计算机的硬件系统直 接执行的指令程序。 汇编语言：将硬件指令用一些助记符表 示。如 ADD 表示加法操作， SUB 表示减法操作等等 高级语言：使用便于理解的自然语言。

语言处理程序 解释程序（器）：接受所输入的用程序 语言（源语言）编写的程序（源程 序），然后直接解释执行源程序。 相当于源程序的抽象执行机，是语 言的实现系统。 高级语言源程序   计算结果 数据  解释程序 （器）

语言处理程序 翻译程序（器）：接受某种语言的源语 言程序后，将它改造成另一种逻辑 上等价的目标语言程序。

翻译程序 汇编程序：源语言为汇编语言，目标语言 为机器语言的翻译程序。 编译程序（器）：源语言为高级语言，目 标语言是低级语言（汇编或机器语言）的 翻译程序。 高级语言程序 （源程序） 低级语言程序 （目标程序） 编译程序 （器）

需预处理的源程序 预处理器 源程序 编译程序 目标汇编程序 汇编程序 可重定位的目标代码 连接 / 装配程序 绝对目标代码

解释器和编译器特点 概念上的不同 基于解释执行的程序可以动态修改自身， 而基于编译执行的程序则需要动态编译技 术，难度较大。 基于解释方式有利于人机交互。 执行速度。解释器执行速度要慢。 空间开销。 解释器需要保存的信息较多， 空间开销大 利用解释器可自动生成编译器 二者实现技术相似。

编译器的功能结构图 表 处 理表 处 理 错 误 处 理错 误 处 理 目标代码生成目标代码生成 中间代码优化中间代码优化 中间代码生成中间代码生成 语义分析语义分析 语法分析语法分析 词法分析词法分析 目标程序目标程序 源程序源程序

词法分析 (Lexical Analysis) 依循语言的词法规则，扫描源程序的字 符串，识别每一个单词，并将其表示成 所谓的机内表示 TOKEN 形式。 语法分析（ Syntax Analysis) 依据语言的语法规则，将单词的 Token 序 列分解成各类语法短语，确定整个输入 串是否构成一个语法上正确的程序。 语义分析（ Semantic Analysis ） 审查源程序有无语义错误，为代码生成 阶段收集类型信息。

中间代码生成 （ Intermediate Code Generate ） 将源程序转换成一种称为中间代码的内 部表示形式。中间代码是一种简单的含义 明确的记号系统。 中间代码优化（ Code Optimization ） 变换或改造中间代码，生成的目标代码 更为高效，即节省时间和空间。 目标代码生成（ Code Generation ） 中间代码变换为特定机器上的绝对指令代码 或可重定位的指令代码或汇编指令代码。

表格管理（ Symbol-Table Management) 为了合理的管理表格（构造、查找、更 新），设立一些专门子程序称为表格管 理程序负责管理表格。 错误处理（ Error Detection and Reporting) 各个阶段还存在着错误处理模块，当有错 误出现时，由相应的错误处理模块给出 解决方案，使得编译器能够继续进行下 去。

编译程序的实现途径 预处理方法 用于语言的扩充。设已有 L 语言的编译器，其扩充语言 L1 的 编译器可通过语言转换程序将 L1 程序转换为 L 程序，利用 L 的 编译器，从而实现 L1 的编译器。 移植法 同一语言的编译器在不同机器间的移植。方法： a 目标代码的转换 b 修改中间代码到目标代码的转换 自展法 自我扩展，自己编写自己的编译器 。 工具法 利用编译阶段各个部分的自动生成工具自动生成。 理论法 利用形式化描述理论，实现自动化。

编译程序的作用 理解语言，编写出高效的代码 灵活设计实现自定义语言 提高软件设计技术 应用于涉及元级操作的实现 其它领域

第二章 一个微小语言 Micro 的 编译器