人人都要学习编译原理(一) —— 编译器介绍

原文发表在我的博客 编译原理(一) | 以太空间

一、什么是编译器

  编译器是一类把源代码翻译成目标代码（一般是机器指令）的程序，当然，源代码和目标代码要具有相同的语义（等效的），而且在翻译过程中只能进行静态计算（静态计算的意思是不会去执行代码）

二、编译器与解释器

  解释器也是一类处理源代码的程序，与编译器不同的是，解释器在处理源代码的过程中是解释执行的，通俗的来讲，就是解释器读取一句就执行一句，而不是像编译器那样直接将源代码翻译为目标代码。 根据编译器和解释器的划分，可以将编程语言分为编译型语言和解释型号语言，以下是常见编程语言的分类：

编译型语言：C、C++、Java、Go 解释型语言：JavaScript、Python、PHP

有一小部分关于Java的争议，因为Java语言是先由编译器翻译为字节码，然后由虚拟机(JVM)解释执行字节码，一般将Java归为编译型语言

三、编译器的工作过程

  编译器将源代码翻译为目标代码的过程不是一蹴而就的，这个过程分为很多小过程，看下面这张图

  其中左半部分负责将源代码翻译为中间代码（形式化描述语义的代码），称为前端；右半部分负责将中间代码翻译为机器代码，称为为后端；前端表示更接近于源代码，后端表示更接近于机器，可不是Web中的前端和后端哦~

  实际的编译器可谓是相当复杂，除了上面图中展示的以外，还有相当多的优化环节和错误处理环节，但是，再复杂的编译器的架构都是源自于世界上第一个编译器Fortran编译器，不可或缺得要有以下六大主要模块：

1. 词法分析
2. 语法分析
3. 语义分析
4. 中间代码生成
5. 代码优化
6. 目标代码生成

  还有一个贯穿全局的符号表和错误处理。

1. 词法分析

  这个阶段编译器的主要工作是识别源程序中的记号，生成记号流。   常见的记号有以下几类：

1. 关键词
2. 标识符（变量名、过程名、类型名等）
3. 字面量（常量）
4. 特殊符号（运算符、分隔符）

2. 语法分析

  识别记号流中的结构，构造语法数，一般是二叉树。

3. 语义分析

  对语法书进行静态语义检查，保证语义合法。

4. 中间代码生成

  生成与机器无关的中间代码，最常见的是三地址吗。

5. 代码优化

  优化代码，是一个等价变换的过程。

6. 目标代码生成

  根据实际的机器，生成机器代码。