编译原理第8章-中间代码生成
中间代码生成实验报告
一、实验目的1. 理解编译原理中中间代码生成的基本概念和作用。
2. 掌握中间代码生成的常用算法和策略。
3. 提高对编译器构造的理解和实际操作能力。
二、实验环境1. 操作系统:Windows 102. 编程语言:Java3. 开发工具:Eclipse三、实验内容1. 中间代码生成的基本概念2. 中间代码的表示方法3. 中间代码生成算法4. 实现一个简单的中间代码生成器四、实验步骤1. 了解中间代码生成的基本概念中间代码生成是编译过程中的一个重要环节,它将源程序转换成一种中间表示形式,便于后续的优化和目标代码生成。
中间代码生成的目的是提高编译器的灵活性和可维护性。
2. 研究中间代码的表示方法中间代码通常采用三地址代码(Three-Address Code,TAC)表示。
TAC是一种低级表示,由三个操作数和一个操作符组成,例如:(t1, t2, t3) = op,其中t1、t2、t3为临时变量,op为操作符。
3. 学习中间代码生成算法中间代码生成算法主要包括以下几种:(1)栈式中间代码生成算法(2)归约栈中间代码生成算法(3)递归下降中间代码生成算法4. 实现一个简单的中间代码生成器本实验采用递归下降中间代码生成算法,以一个简单的算术表达式为例,实现中间代码生成器。
(1)定义语法规则设表达式E由以下语法规则表示:E → E + T | E - T | TT → T F | T / F | FF → (E) | i(2)设计递归下降分析器根据语法规则,设计递归下降分析器,实现以下功能:①识别表达式E②识别项T③识别因子F(3)生成中间代码在递归下降分析器中,针对不同语法规则,生成相应的中间代码。
例如:当遇到表达式E时,生成以下中间代码:(t1, t2, t3) = op1(t1, t2) // op1表示加法或减法(t4, t5, t6) = op2(t4, t5) // op2表示乘法或除法(t7, t8, t9) = op3(t7, t8) // op3表示赋值(4)测试中间代码生成器编写测试用例,验证中间代码生成器的正确性。
编译原理课件-中间代码生成
Wensheng Li BUPT @ 2008
賦值語句a:=b*-c+b*-c的圖表示法
語法樹表示: assign
dag圖形表示: assign
a
+
a
+
*
*
b uminus b uminus
c
c
* b uminus
c
Wensheng Li BUPT @ 2008
7/75
二、三地址代碼
三地址代碼
賦值語句a:=b*-c+b*-c的三元式表示
Wensheng Li BUPT @ 2008
op
arg1
arg2
(14) uminus
c
(15)
*
b
(14)
(16) uminus
c
(17)
*
b
(16)
(18)
+
(15)
(17)
(19)
:=
a
(18)
12/75
語句x[i]:=y和x:=y[i]的三元式序列
EE1+E2
{ E.place=newtemp; if (E1.type==integer) && (E2.type==integer) { emit(E.place := E1.place + E2.place); E.type=integer; }; else if (E1.type==real) && (E2.type==real) { emit(E.place := E1.place real+ E2.place); E.type=real; }; else if (E1.type==integer) && (E2.type==real) { u=newtemp; emit(u := inttoreal E1.place); emit(E.place := u real+ E2.place); E.type=real; }; else if (E1.type==real) && (E2.type==integer) { u=newtemp; emit(u := inttoreal E2.pace); emit(E.place := E1.place real+ u); E.type=real; }; else E.type=type_error; }
编写中间代码生成程序
武夷学院实验报告课程名称:编译原理项目名称:编写中间代码生成程序二、实验过程记录1:(一)实验目的:在分析理解PL/0编译程序的基础上,对其词法分析程序、语法分析程序和语义处理程序进行部分修改扩充。
(二)实验内容:对PL/0语言作如下功能扩充:(1)扩充条件语句的功能使其为:if <条件> then <语句>[else <语句>](2)增加repeat语句,格式为:repeat <语句> {; <语句>} until <条件>(三)实验过程语句语法描述图:1注:实验过程记录要包含实验目的、实验原理、实验步骤,页码不够可自行添加。
EBNF表示:<程序>::= <分程序>.<分程序>::= [<常量说明部分>][<变量说明部分>][<过程说明部分>]<语句> <常量说明部分>::= const<常量定义>{,<常量定义>};<常量定义>::= <标识符>=<无符号整数><无符号整数>::= <数字>{<数字>}<标识符>::= <字母>{<字母>|<数字>}<变量说明部分>::= var<标识符>{, <标识符>};<过程说明部分>::= <过程首部><分程序>{;<过程说明部分>}<过程首部>::= procedure<标识符>;<语句> ::= <赋值语句>|<条件语句>|<当循环语句>|<过程调用语句><复合语句>|<读语句>|<写语句>|<空><赋值语句>::= <标识符> := <表达式><表达式> ::= [+|-]<项>{<加法运算符><项>}<项>::= <因子>{<乘法运算符><因子>}<因子>::= <标识符>|<无符号整数>| ‘ ( ’ <表达式> ‘ ) ’<加法运算符>::= +|-<乘法运算符>::= *|/<条件>::= <表达式><关系运算符><表达式>|odd<表达式>程序描述图:三、实验结果与讨论:2实验结果:实验小结:通过在PL/0的编译程序的实验中,认识了许多关于中间代码生成的知识,掌握了中间代码中的作用所谓“中间代码”是一种结构简单、含义明确的记号系统,这种记号系统复杂性介于源程序语言和机器语言之间,容易将它翻译成目标代码,产生中间代码的过程叫中间代码生成。
编译原理中间代码生成
编译原理中间代码生成在编译原理中,中间代码生成是编译器的重要阶段之一、在这个阶段,编译器将源代码转换成一种中间表示形式,这种中间表示形式通常比源代码抽象得多,同时又比目标代码具体得多。
中间代码既能够方便地进行优化,又能够方便地转换成目标代码。
为什么需要中间代码呢?其一,中间代码可以方便地进行编译器优化。
编译器优化是编译器的一个核心功能,它能够对中间代码进行优化,以产生更高效的目标代码。
在中间代码生成阶段,编译器可以根据源代码特性进行一些优化,例如常量折叠、公共子表达式消除、循环不变式移动等。
其二,中间代码可以方便地进行目标代码生成。
中间代码通常比较高级,比目标代码更具有表达力。
通过中间代码,编译器可以将源代码转换成与目标机器无关的形式,然后再根据目标机器的特性进行进一步的优化和转换,最终生成目标代码。
中间代码生成的过程通常可以分为以下几步:1.词法分析和语法分析:首先需要将源代码转换成抽象语法树。
这个过程涉及到词法分析和语法分析两个步骤。
词法分析将源代码划分成一个个的词法单元,例如标识符、关键字、运算符等等。
语法分析将词法单元组成树状结构,形成抽象语法树。
2.语义分析:在语义分析阶段,编译器会对抽象语法树进行静态语义检查,以确保源代码符合语言的语义规定。
同时,还会进行类型检查和类型推导等操作。
3.中间代码生成:在中间代码生成阶段,编译器会将抽象语法树转换成一种中间表示形式,例如三地址码、四元式、特定的中间代码形式等。
这种中间表示形式通常比较高级,能够方便进行编译器的优化和转换。
4.中间代码优化:中间代码生成的结果通常不是最优的,因为生成中间代码时考虑的主要是功能的正确性,并没有考虑性能的问题。
在中间代码生成之后,编译器会对中间代码进行各种优化,以产生更高效的代码。
例如常量折叠、循环优化、死代码删除等等。
5.中间代码转换:在完成了中间代码的优化之后,编译器还可以对中间代码进行进一步的转换。
这个转换的目的是将中间代码转换成更具体、更低级的形式,例如目标机器的汇编代码。
编译原理与中间代码生成技术
编译原理与中间代码生成技术编译原理是计算机科学中的重要理论基础,它研究的是将高级语言翻译成机器语言的转换过程。
而中间代码生成技术则是编译原理中的一个关键环节,它负责将源代码转换为中间表示形式,为后续的优化和目标代码生成做准备。
本文将介绍编译原理的基本概念和中间代码生成技术的原理与应用。
一、编译原理基础编译原理是计算机科学中的一个重要分支,它研究的是高级语言程序如何转换为机器语言的过程。
编译原理包括词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成、代码优化和目标代码生成等多个阶段。
其中,中间代码生成是编译原理的一个关键环节,它将源代码转换为中间表示形式,以便后续的优化和目标代码生成。
二、中间代码生成技术的原理中间代码是源代码与目标代码之间的一种中间表示形式。
它既比源代码更容易理解,又比目标代码更容易生成和优化。
中间代码生成技术的目的是将源代码转换为中间代码,为后续的优化和目标代码生成做准备。
中间代码生成技术的原理可以用以下步骤来描述:1. 词法分析:将源代码分割成一个个语法单元,比如标识符、关键字、操作符等。
词法分析器会根据事先定义好的词法规则,将源代码转换为词法单元序列。
2. 语法分析:将词法单元序列转换为抽象语法树(AST)。
语法分析器会根据事先定义好的语法规则,分析词法单元序列所组成的语法结构,并构建出相应的抽象语法树。
3. 语义分析:对抽象语法树进行语义检查和类型推断。
语义分析器会检查语法结构中是否存在语义错误,并为表达式推导出对应的类型信息。
4. 中间代码生成:将语法树转换为中间代码表示形式。
中间代码生成器会根据语义信息和事先定义好的转换规则,将语法树转换为中间代码表示形式。
三、中间代码生成技术的应用中间代码生成技术广泛应用于编译器、解释器和虚拟机等领域。
以下是中间代码生成技术在这些领域的具体应用场景:1. 编译器:编译器是将高级语言程序转换为机器语言的工具。
中间代码生成技术在编译器中起到了至关重要的作用,它能够将源代码转换为中间代码表示形式,为后续的代码优化和目标代码生成做准备。
编译原理(第2版)课后习题答案详解
第1 章引论第1 题解释下列术语:(1)编译程序(2)源程序(3)目标程序(4)编译程序的前端(5)后端(6)遍答案:(1)编译程序:如果源语言为高级语言,目标语言为某台计算机上的汇编语言或机器语言,则此翻译程序称为编译程序。
(2)源程序:源语言编写的程序称为源程序。
(3)目标程序:目标语言书写的程序称为目标程序。
(4)编译程序的前端:它由这样一些阶段组成:这些阶段的工作主要依赖于源语言而与目标机无关。
通常前端包括词法分析、语法分析、语义分析和中间代码生成这些阶段,某些优化工作也可在前端做,也包括与前端每个阶段相关的出错处理工作和符号表管理等工作。
(5)后端:指那些依赖于目标机而一般不依赖源语言,只与中间代码有关的那些阶段,即目标代码生成,以及相关出错处理和符号表操作。
(6)遍:是对源程序或其等价的中间语言程序从头到尾扫视并完成规定任务的过程。
第2 题一个典型的编译程序通常由哪些部分组成?各部分的主要功能是什么?并画出编译程序的总体结构图。
答案:一个典型的编译程序通常包含8 个组成部分,它们是词法分析程序、语法分析程序、语义分析程序、中间代码生成程序、中间代码优化程序、目标代码生成程序、表格管理程序和错误处理程序。
其各部分的主要功能简述如下。
词法分析程序:输人源程序,拼单词、检查单词和分析单词,输出单词的机内表达形式。
语法分析程序:检查源程序中存在的形式语法错误,输出错误处理信息。
语义分析程序:进行语义检查和分析语义信息,并把分析的结果保存到各类语义信息表中。
中间代码生成程序:按照语义规则,将语法分析程序分析出的语法单位转换成一定形式的中间语言代码,如三元式或四元式。
中间代码优化程序:为了产生高质量的目标代码,对中间代码进行等价变换处理。
目标代码生成程序:将优化后的中间代码程序转换成目标代码程序。
表格管理程序:负责建立、填写和查找等一系列表格工作。
表格的作用是记录源程序的各类信息和编译各阶段的进展情况,编译的每个阶段所需信息多数都从表格中读取,产生的中间结果都记录在相应的表格中。
编译原理中的中间代码生成
编译原理中的中间代码生成编译原理是计算机科学的一门重要课程。
在编译器的构造过程中,中间代码生成是其核心部分之一。
它是将源代码翻译为目标代码的重要中间阶段。
中间代码生成的过程涉及到链表、树,生成三元式、四元式等多种中间形式。
本文将介绍中间代码生成的过程和其在编译中的作用。
一、中间代码的概念中间代码是指在源程序和目标程序之间所生成的一系列指令的集合。
目标代码是指机器可执行的二进制代码,而中间代码则是一种可传递、可处理和可修改的编译代码形式。
中间代码属于一种中间状态,它不是源代码也不是目标代码,但可以被转换成目标代码。
中间代码可以基于语法树、语法分析栈、语法分析表进行生成,生成的中间代码需要满足语言语法结构和语义规则。
二、中间代码生成的流程在编译过程中,中间代码生成是指将源代码转换成中间代码的过程。
它是在词法分析、语法分析和语义分析阶段之后完成的。
下面介绍一下中间代码生成的流程。
1.源代码转换为语法树编译器通过词法分析和语法分析将源代码转换成语法树。
语法树是一种树形结构,它记录了源代码中各个语句的组成情况。
2.语法树进行语义分析在语法分析之后,编译器进行语义分析,检查语法树的合法性,然后根据语言的语义规则对语法树进行标注。
标注的内容包括符号表信息、数据类型等。
3.中间代码的生成在语义分析后,编译器进入中间代码的生成阶段,生成语句的中间代码。
中间代码通常采用三元式或四元式等形式。
三元式包含操作符、操作数以及结果的地址,四元式中还包括了类型信息。
4.中间代码优化在中间代码生成的过程中,编译器会尽可能地优化中间代码。
可以对中间代码进行多种优化,如常量合并、变量替换、公共子表达式消除等。
5.中间代码转换为目标代码在中间代码生成后,编译器将中间代码转换为目标代码。
目标代码可以是汇编代码或机器代码等不同形式的二进制代码。
三、中间代码生成优化的意义编译器中间代码优化的目标是提高程序的执行效率和降低其资源消耗。
执行效率的提高可以通过以下方式实现:1.减少内存使用编译器可以通过删除冗余代码、去除死代码和不必要的变量等方式来减少中间代码的内存使用。
编译原理课件-中间代码生成
(3) E→not E1 { E.true:= E 1.false; E.Codebegin:= E 1.codebegin; E.false:= E 1.true
(翻譯不是最優)
語句 if a<b or c<d and e<f then S1 else S2 的四元式
(1) if a<b goto (7) //轉移至(E.true )
(2) goto (3)
(3) if c<d goto (5)
(4) goto (p+1)
//轉移至(E.false)
(5) if e<f goto (7) (6) goto (p+1) (7)( S1的四元式
不同層次的中間代碼
源語言
中間代碼
(高級語言) (高級)
中間代碼 (中級)
中間代碼 (低級)
float a[10][20]; a[i][j+2];
t1 = a[i, j+2]
t1 = j + 2 t2 = i * 20 t3 = t1 + t2 t4 = 4 * t3 t5 = addr a t6 = t5 + t4 t7 = *t6
語義描述使用的變數和過程:
E.true : “真”鏈, E.false : “假”鏈
E.codebegin : E 的第一個四元式
Nextstat: 下一四元式地址
《编译原理》教学课件 第8章-中间代码生成
V1.tuple (ASSIGN,V1.Arg, )
变量中间代码的LR语法制导
V id
{Push((VarType(entry),VarArg(entry)))}
V V1.id
#FieldVar
FieldVar: L:= Sem[top-1]; R:= Sem[top]; ResultArg:= NewTemp(indir); , R.arg,ResultArg) Pop(2),Push((R.type, ResultArg))
Vprimary,Cprimary: 同上。
变量中间代码结构
• V id • V V1.id
=空
V1.tuple (AADD,V1.Arg,offset(id),V.Arg)
• V V1[E] V1.tuple
• V V1
(SUBI, , low, t1) (MULTI, t1, size, t2) (AADD, V1.Arg, t2, )
S repeat S1 until E (LABEL, ) S1.Tuple
(JUMP0, )
Repeat语句代码生成的LL文法
S →repeat #StartRepeat S1 do E #FinishRepeat
编译原理(第2版)陈意云张昱编著课后答案
8
(b) 对于句子abab构造两个相应的最右推导.
S aSbS aSb abSaSb abSab abab
rm
rm
rm
rm
rm
S aSbS aSbaSbS aSbaSb aSbab abab
rm
rm
rm
rm
rm
(c)对于句子abab构造两个相应的分析树.
S
S
aSbS
(b) 句子a|aa的两种最左推导. 句子aa*的两种最左推导.
R
R
R
R
R
*
(c)消除二义性
R R ‘|’ S | S S ST | T T U* | U U (R) | a | b
aR
*
R
R
a
a
a
28
4.5 dangling-else文法: stmt if expr then stmt | matched-stmt
tcodenumlexval冶膝嘉篮瞄畅耽找捕案赶骂恭凶魏承弹特选虽丰仁宇汀刺蚁疵夷铁蟹暑牡编译原理第2版陈意云张昱编著课后答案编译原理第2版陈意云张昱编著课后答案stcetcetcttcetcttcnumnumttcnumnum俗铸涣甩呕灿樱涨巾陆蕾胯涣吁飞猜放渭溢惕想诊祭冕捌责境楔烦贴玛耀编译原理第2版陈意云张昱编著课后答案编译原理第2版陈意云张昱编著课后答案55s
( bexpr ) bexpr or bterm bterm bfactor bfactor false
11
true
(c) 试说明此文法产生的语言是全体布尔表达式.
12
练习: 长度为n的字符串, 分别有多少个 前缀, 后缀, 子串, 真前缀, 子序列 ? 前缀: n+1 后缀: n+1 子串: 1+ n+(n-1)+...+1 = 1+n(n+1)/2 真前缀: n 子序列: 1+Cn1+Cn2+Cn3+...+Cnn = 2n
编译原理中的语法分析与中间代码生成
编译原理中的语法分析与中间代码生成编译原理是计算机科学中一门非常重要的学科,主要研究将高级语言翻译成机器语言的方法和技术。
其中,语法分析和中间代码生成是编译器实现的两个重要步骤。
一、语法分析语法分析是编译器将源代码转换成抽象语法树的过程。
在这个阶段,编译器会检查源代码的语法是否符合语言规范,并将代码转化为一系列的语法结构。
一个好的语法分析器能够快速准确地识别代码中的语言结构,同时能够在出现语法错误的时候给出有意义的错误报告。
常见的语法分析方法包括LL(1)分析、LR分析等。
LL(1)分析器通过构造预测分析表来实现分析,而LR分析器则采用自底向上的分析方法,通过状态迁移来实现分析。
在语法分析的过程中,编译器还需要处理语法的优先级,如算术运算符的优先级,逻辑运算符的优先级等。
对于不同的语言规范,将有不同的算法来处理语法。
例如,C语言中的运算符优先级和结合性与其他语言不同,因此需要特殊的处理方式。
二、中间代码生成中间代码生成是语法分析后的下一步,它的作用是将抽象语法树转化为中间表示,通常是三地址码或四地址码。
中间代码可以看作是目标代码的前一步,它是一种更加抽象的代码形式,方便后续的优化和翻译。
中间代码的生成方法有很多种,最常用的是遍历抽象语法树并根据语法结构生成中间代码。
不同的语言规范会对中间代码的生成方式有不同的要求。
例如,Java语言规范对着重于类型检查和异常处理的中间代码生成,而C语言的中间代码生成则着重于指针和数组的处理等。
在生成中间代码的过程中,编译器还需要考虑优化问题。
编译器能够在生成中间代码的时候进行一些基本的优化,例如删除冗余代码、常量合并等等,这样可以减少目标代码的大小和程序的运行时间。
总之,语法分析和中间代码生成是编译器实现的两个关键步骤。
它们需要一个好的算法和优秀的实现方式,以便在编译过程中产生高效、可靠的目标代码。
编译原理课后题答案【清华大学出版社】ch8
如果题目是 S::=L.L | L L::=LB | B B::=0 | 1 则写成: S`::=S {print(S.val);} S::=L1.L2 { S.val:=L1.val+L2.val/2L2.length ;} S::= L { S.val:=L.val; } L::=L1B { L.val:=L1.val*2+B.val; L.length:=L1.length+1; } L::=B { L.val:=B.val; L.length:=1;} B::=0 { B.val:=0; } B::=1 { B.val:=1;}
如采用 LR 分析方法,给出表达式(5*4+8)*2 的语法树并在各结点注明语义值 VAL。
答案:
计算机咨询网()陪着您
5
缄默TH浩的小屋
《编译原理》课后习题答案第八章
采用语法制导翻译思想,表达式 E 的“值”的描述如下:
产生式
语义动作
(0) S′→E
{print E.VAL}
四元式:
100 (+, a, b, t1) 101 (+, c, d, t2) 102 (*, t1, t2, t3) 103 (-, t3, /, t4) 104 (+, a, b, t5) 105 (+, t5, c, t6) 106 (-, t4, t6, t7)
树形:
计算机咨询网()陪着您
计算机咨询网()陪着您
6
缄默TH浩的小屋
《编译原理》课后习题答案第八章
第5题
令 S.val 为下面的文法由 S 生成的二进制数的值(如,对于输入 101.101,S.val=5.625); SÆL.L | L LÆLB | B BÆ0 | 1
编译原理教案
编译原理教案说明:一、参考书:1、陈意云、张昱:《编译原理》,高等教育出版社,2003年。
2、陈意云、张昱:《编译原理习题精选》,中国科技大学出版社,2003年。
3、吕映芝、张素琴、蒋维杜:《编译原理》,清华大学出版社,1998年第二版。
4、王生原、吕映芝、张素琴:《编译原理课程辅导》,清华大学出版社,2007年。
5、伍春香:《编译原理习题与解析》,清华大学出版社,2001年。
6、Andrew W.Appel:《现代编译原理—C语言描述》,人民邮电出版社,2005年。
7、Noam Nison等:《计算机系统要素》,电子工业出版社,2007年。
8、Randall Hyde:《编程卓越之道(第二卷)》,电子工业出版社,2007年。
二、教学目的:通过学习形式语言与自动机理论、词法分析、语法分析、语义分析、代码优化和生成等内容使学生掌握构造编译程序的基本原理和基本方法,并通过上机实习使学生进一步掌握开发应用程序的基本方法,为深入理解计算机系统、程序设计语言与开发大型应用程序打下良好的基础。
三、教学时数:课堂教学51学时,上机实验30学时。
四、授课内容:第一章编译程序概述第二章 PL/0编译程序的实现第三章文法和语言第四章词法分析第五章自顶向下语法分析方法第六章自底向上优先分析方法第七章 LR分析方法第八章语法制导翻译和中间代码生成第九章符号表第一○章目标程序运行时的存储组织第一一章代码优化第一二章代码生成第一章概述一、说明:1、教学目的与要求:了解编译程序的概念、结构以及工作流程。
2、主要内容:什么是编译程序、编译过程概述、编译程序的结构、编译阶段的组合、编译技术和软件工具以及实例分析。
3、教学重点:编译程序的结构以及每一阶段的任务。
4、教学难点:理解编译程序各模块的判错功能、编译方式和解释方式执行速度上的不同。
二、教学内容第一节编译程序1、机器语言:直接用计算机能够识别的二进制代码指令来编写程序的语言。
编译原理 第八章 中间代码生成
第八章中间代码生成编译器分为单遍扫描和多遍扫描两大类。
其中单遍扫描编译器是从源代码直接生成目标代码;而多遍扫描编译器是首先生成中间代码,然后再从中间代码生成目标代码。
其中从源代码生成中间代码的部分称之为编译器的前端,而从中间代码生成目标代码的部分称为编译器的后端。
中间代码在何时产生,没有固定模式。
比较好的模式也许是在语义分析时产生中间代码。
在这种模式下语义分析的主要功能可归结为以下三点:■进行语义检查■在扫描声明部分时构造标识符的符号表(此时过程声明和动态数组声明也产生中间代码)■在扫描语句部分时产生中间代码为了教学上的方便,在第六章里介绍语义分析时只介绍了上述三项中的前二项,因此,在此作为独立的一章将专门介绍中间代码的生成原理,而且省略所有的语义检查,但语义信息仍将产生。
中间代码生成器的输入是语义分析之前的还是之后的,对于我们的讨论来说是无关紧要的。
8.1 中间语言8.1.1 中间语言设置与直接代码生成由于各种原因,在编译器历史中用到了各种形式的中间代码结构。
使用中间代码的主要好处是:便于移植,便于修改,便于优化,便于掌握;直接生成目标代码的主要好处是,可避免重复性工作,从而可减小编译器的体积。
如果对于优化没有太大的要求,那么直接生成目标代码是比较合适的。
由于词法分析到中间代码生成部分不依赖于具体机器,因此易于移植,只需要修改目标代码的生成部分。
编译器都进行不同级别的优化,其优化过程实际上是对程序的操作过程,而要对程序进行操作必须首先把程序文本转换成某种类型的数据,而中间代码正是程序的一种数据结构表示,因此中间代码的生成将给优化代来极大方便。
通常见到的中间代码有:后缀式(栈式)中间代码,三地址中间代码(三元式和四元式),图结构中间代码(树,DAG)。
其中后缀式中间代码是最早期使用过的一种中间代码,现在很少见到,主要用到的是后两种,它们各有特点,很难说哪种的绝对好。
8.1.2 栈式中间代码—后缀式栈式中间代码是适合于栈式机的一种中间代码,通常称之为后缀式。
编译原理课件07语义分析和中间代码产生
语义分析阶段中的关键问题和 挑战
语义分析阶段面临着许多关键问题和挑战,例如识别复杂的语义错误、处理 不完整的代码等。
在处理大型程序时,编译器需确保语义分析的效率和准确性,并能处理各种 语法结构。
中间代码的定义和作用
中间代码是一种介于高级语言和底层机器代码之间的形式,它是一种可读性 较强且易于生成和优化的表示。
语义分析的基本任务和目标
语义分析的主要任务是识别和验证程序中的语义错误,例如类型不匹配、变量未定义等。 它的目标是确保程序的语义是一致的,以便于理解和执行。语义语义分析使用了各种技术和方法,包括符号表、类型检查、控制流分析等。 符号表用于记录变量和函数的信息,类型检查用于比较表达式和操作数的类 型是否一致。 控制流分析用于检测条件语句、循环语句和函数调用等代码块的流程。
编译原理课件07语义分析 和中间代码产生
在这一节中,我们将学习关于语义分析和中间代码产生的定义、概述以及它 们在编译过程中的作用。我们将探讨语义分析的任务、方法和挑战,以及中 间代码产生的基本原理和实际应用。
语义分析和中间代码产生的定义和概述
语义分析是编译过程中的重要阶段,用于分析程序的意义和语法结构,并生成中间代码。中间代码产生是将高 级语言代码转换为更低级的可执行形式的过程。 在这一阶段,编译器将检查语法的正确性和静态语义的正确性,以确保程序在执行时没有语法错误。 语义分析和中间代码产生是编译器的核心部分,它们直接影响了程序的性能和可读性。
中间代码作为编译器和解释器的输入,是程序在执行前的一个中间阶段,并 可用于代码优化和跨平台编译。
中间代码产生的基本原理和方法
中间代码产生的基本原理是将程序的语义结构转换为一系列指令序列,这些指令不依赖于具体的计算机体系结 构。 中间代码生成的方法包括源代码到抽象语法树的转换、语法树到中间代码的转换等。
编译原理流程
编译原理流程编译原理是计算机科学的重要分支,主要研究如何将高级语言程序转化为机器语言的过程。
编译原理的流程可以分为词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成、代码优化和目标代码生成等几个阶段。
1. 词法分析词法分析是编译原理的第一步,主要任务是将源代码分解成一个个的词法单元,如标识符、关键字、运算符和常量等。
词法分析器会根据预先定义的词法规则,逐个扫描源代码,将识别出的词法单元转化为记号(token)并生成记号流。
2. 语法分析语法分析是编译原理的第二步,主要任务是根据词法分析生成的记号流,判断程序是否符合语法规则。
语法分析器会根据预先定义的语法规则,逐个分析记号流,构建语法树(parse tree)。
如果程序存在语法错误,则会报告错误信息。
3. 语义分析语义分析是编译原理的第三步,主要任务是对语法树进行语义检查,并生成中间代码。
语义分析器会根据预先定义的语义规则,对语法树进行遍历,检查变量的声明和使用是否符合规范,以及类型的一致性等。
同时,语义分析器会根据语义规则生成中间代码,用于后续的优化和目标代码生成。
4. 中间代码生成中间代码生成是编译原理的第四步,主要任务是将源代码转化为一种中间表示形式,以便进行优化和目标代码生成。
中间代码可以是抽象语法树(Abstract Syntax Tree,AST)、三地址码(Three Address Code)或虚拟机代码等。
中间代码的生成可以通过遍历语法树并根据语法规则进行转换。
5. 代码优化代码优化是编译原理的第五步,主要任务是对中间代码进行优化,以提高程序的执行效率。
代码优化包括常量折叠、公共子表达式消除、循环优化等技术。
优化器会根据预先定义的优化规则,对中间代码进行分析和转换,以减少不必要的计算和内存访问。
6. 目标代码生成目标代码生成是编译原理的最后一步,主要任务是将中间代码转化为目标机器代码,使得程序可以在目标机器上运行。
目标代码生成器会根据目标机器的特定指令集和寄存器分配策略,将中间代码转化为对应的目标机器代码,并生成可执行文件或目标文件。
编译原理中间代码生成
文法规则
语义规则
exp1→id=exp2 exp→aexp
= exp1.tacode= exp2.tacode++ id.strval ||”=” ||
= exp.tacode=aexp.tacode
machunyan
P-机器在不同的平台上由不同的解释器实现。 该思想使得pascal编译器变得容易移植,
只需对新平台重写P-机器解释器即可。
machunyan
西北工业大学软件与微电子学院
13
6.1.3 P-代码(续)
例6.3:算术表达式:2*a+(b-3)的P-代码如下: ldc 2 ; load constant 2 lod a ; load value of variable a mpi ; integer multiplication lod b ; load value of variable b ldc 3 ; load constant 3 sbi ; integer subtraction adi ; integer addition
exp1→id=exp2
{= emit(id.strval ‘=’)}
exp→aexp
{= }
aexp1→aexp2+factor
{ =newtemp() emit(’=’ aexp2 .name ’+’ )
三地址码是中间代码的一种抽象形式。在编译器中, 这些语句可以以带有操作符和操作数域的记录来实现。 三地址码常见的实现有四元式和三元式。
四元式是带有四个域的记录结构,即 op,arg1,arg2,result,可以写成 (op,arg1,arg2,result) 。arg1,arg2及result域的内 容正常情况下是指这些域所代表的名字在符号表表项的 指针。临时名字result在生成时一定要被填入符号表。
福建省 自学考试 编译原理 习题及答案
第八节习题一、单项选择题1、将编译程序分成若干个“遍”是为了。
a.提高程序的执行效率b.使程序的结构更加清晰c.利用有限的机器内存并提高机器的执行效率d.利用有限的机器内存但降低了机器的执行效率2、构造编译程序应掌握。
a.源程序b.目标语言c.编译方法d.以上三项都是3、变量应当。
a.持有左值b.持有右值c.既持有左值又持有右值d.既不持有左值也不持有右值4、编译程序绝大多数时间花在上。
a.出错处理b.词法分析c.目标代码生成d.管理表格5、不可能是目标代码。
a.汇编指令代码b.可重定位指令代码c.绝对指令代码d.中间代码6、使用可以定义一个程序的意义。
a.语义规则b.词法规则c.产生规则d.词法规则7、词法分析器的输入是。
a.单词符号串b.源程序c.语法单位d.目标程序8、中间代码生成时所遵循的是- 。
a.语法规则b.词法规则c.语义规则d.等价变换规则9、编译程序是对。
a.汇编程序的翻译b.高级语言程序的解释执行c.机器语言的执行d.高级语言的翻译10、语法分析应遵循。
a.语义规则b.语法规则c.构词规则d.等价变换规则解答1、将编译程序分成若干个“遍”是为了使编译程序的结构更加清晰,故选b。
2、构造编译程序应掌握源程序、目标语言及编译方法等三方面的知识,故选d。
3、对编译而言,变量既持有左值又持有右值,故选c。
4、编译程序打交道最多的就是各种表格,因此选d。
5、目标代码包括汇编指令代码、可重定位指令代码和绝对指令代码3种,因此不是目标代码的只能选d。
6、词法分析遵循的是构词规则,语法分析遵循的是语法规则,中间代码生成遵循的是语义规则,并且语义规则可以定义一个程序的意义。
因此选a。
7、b 8、c 9、d 10、c二、多项选择题1、编译程序各阶段的工作都涉及到。
a.语法分析b.表格管理c.出错处理d.语义分析e.词法分析2、编译程序工作时,通常有阶段。
a.词法分析b.语法分析c.中间代码生成d.语义检查e.目标代码生成解答1.b、c 2. a、b、c、e三、填空题1、解释程序和编译程序的区别在于。
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运算分量(栈顶和次栈顶)类型检查; 如需类型转换:生成类型转换中间代码; 生成操作的中间代码; 从栈中删除运算分量的语义信息;
简单表达式中间代码 的LR语法制导
E T
E E+T
#GenCode(+)
TP
T T×P
#GenCode(×)
PC
{Push((C.type,C.Arg))}
如:a:= b×c+b×d
三元式 (1) (×, b, c) (2) (×, b, d) (3) (+, (1), (2)) (4) (:=, (3), a)
四元式 (1) (×, b, c, t1) (2) (×, b, d, t2) (3) (+, t1, t2, t3) (4) (:=, t3, a, -)
表达式的语义信息:
表达式种类:E.kind 表达式的类型:E.type 表达式的结果值ARG:E.Arg 或 ARG(E)
标号L:ARG(L)= LabelForm’(L) 整数C:ARG(C)= ValueForm’(C) 源程序变量X:ARG(X)= AddrForm’(L,Off, Mode) 临时变量T:ARG(T)= AddrForm’(-1, off, Mode) 表达式的中间代码:E.tuple
V V1[E] #IndexVar IndexVar: L:= Sem[top-1]; R:= Sem[top];
ResultArg:=NewTemp(indir); ResultType:= L.Type.ElemType; Low:=L.Type.Low;Size:= L.Type.ElemSize; Generate(SUBI, R.Arg, Low, t1); Generate(MULI, t1, Size, t2); Generate(AADD, L.Arg,t2, ResultArg); POP(2); Push((ResultType,ResultArg)); V V1 #DenoVar DenoVar: ResultArg:=NewTemp(indir); ResultType:= Sem[top].Type.BaseType; Generate(ASSIG, Sem[top].Arg, ResultArg) POP(1); Push((ResultType, ResultArg))
表达式中间代码生成的例子
a[5+i].x + m * z 其中,i,m:integer; z:real; a:array[1..100] of rt; rt = record y:int;x:real end
1. (ADDI, 5, i, t1) 2. (SUBI, t1 ,1, t2) 3. (MULTI, t2, 2,t3) 4. (AADD, a , t3, t4)
语法制导:
(WRITE, E.Arg);Leabharlann S Read(V) #READ
S Write(E) #WRITE
赋值语句:
赋值语句形式:
V:=E
Vptr:=V1ptr
f:=E
赋值语句的中间代码形式:
(ASSIGN,Arg1,Arg2,n)
Vstr:=V1str
或 (FLOAT,Arg1,Arg2)
S L:= R
L.tuple R.tuple (ASSIGN, R,Arg, L.Arg, size) 或 (FLOAT, R.Arg, L.Arg)
第八章 中间代码生成
中间语言 简单表达式的中间代码生成 原子语句的中间代码生成 结构语句的中间代码生成 声明的中间代码
中间语言
后缀式----逆波兰式 三地址中间代码(三元式、四元式) 图结构中间代码(语法树、DAG)
三地址中间代码
三元式:i:(,op1,op2) 四元式:( ,op1,op2,result)
5. (AADD , t4, 1, t5) 6. (FLOAT , m, t6) 7. (MULTF , t6, z, t7) 8. (ADDF , t5, t7,t8)
原子语句的中间代码
输入输出语句:
S Read(V) S Write(E)
V.tuple (READ, V.Arg)
E.tuple
简单表达式的中间代码形式
E C
Tuple(E)=空,ARG(E)= C.val
E x
Tuple(E)=空,ARG(E)= x.val
E E1 E2
Tuple(E)= Tuple(E1)|| Tuple(E2) || (,ARG(E1),ARG(E2),t)
ARG(E)= t, t是临时变量
变量中间代码结构
• V id • V V1.id
V.tuple=空
V1.tuple (AADD,V1.Arg,offset(id),V.Arg)
• V V1[E] • V V1
V1.tuple E.tuple (SUBI, E.Arg, low, t1) (MULTI, t1, size, t2) (AADD, V1.Arg, t2, V.Arg)
V1.tuple (ASSIGN,V1.Arg, V.Arg)
变量中间代码的LR语法制导
V id
{Push((VarType(entry),VarArg(entry)))} V V1.id #FieldVar
FieldVar: L:= Sem[top-1]; R:= Sem[top]; ResultArg:= NewTemp(indir); Generate(AADD,L.Arg, R.arg,ResultArg) Pop(2),Push((R.type, ResultArg))
P id {Push(VarType(entry),VarArg(entry))}
P (E)
简单表达式的LL语法制导
E T Es Es +T #GenAdd Es Es T PTs Ts *P #GenMul Ts Ts P id #VPrimary P C #CPrimary P (E) GenAdd : GenCode(+) ; GenMul: GenCode(×) Vprimary,Cprimary: 同上。