编译原理-中间代码生成程序解析
编译原理课件05语法制导翻译技术和中间代码生成
5.4 中间代码
四元式的特点: 1. 四元式出现的顺序和语法成份的计值 顺序相一致. 2. 四元式之间的联系是通过临时变量实 现的,这样易于调整和变动四元式. 3. 便于优化处理.
5.4 中间代码
编译系统中,有时将四元式表示成另一 种更直观,更易理解的形式——三地址代 码或三地址语句. 三地址代码形式定义为: result := arg1 OP arg2 三地址语句:语句中是三个量的赋值语句, 三地址语句 每个量占一个地址.
5.5 自下而上的语法制导翻译
例3 简单算术表达式翻译到四元式的 语义描述 例如,设有简单算术表达式的文法: E→E+E | E*E | (E) | i
T R / S T
c S a c
c R S
输入是bR / bTc / bSc /ac 输出为: 1 4 5 314 24 31 给出相应语义动作(翻 译方案) S→bTc { print "1"} { print "2"} S→a R T→R { print "3"} R→R/S { print "4"} R→S { print "5"}
5.1 概述
例如: 表达式 A+B*C 对运算对象进行类型检查, 对变 量进行先定义后使用检查 执行真正的翻译 如果静态语义正确, 语义处理则要执 行真正的翻译, 即生成程序的某种中间 代码的形式或直接生成目标代码.
5.1 概述
目前多数编译程序进行语义分析的方 法是采用语法制导翻译法 .它不是一种 采用语法制导翻译法 形式系统, 但它比较接近形式化. 语法制导翻译法使用属性文法为工具 来描述程序设计语言的语义.
5.4 中间代码
编译原理语义分析与中间代码生成
编译原理语义分析与中间代码生成在编译原理中，语义分析是编译器的重要组成部分之一，它负责验证和处理源代码中的语义信息，为后续的中间代码生成做准备。
本文将介绍语义分析的基本概念和流程，并探讨中间代码生成的相关技术。
一、语义分析的基本概念和流程语义分析是指对源代码进行语义检查和语义信息提取的过程。
其主要目标是确保源代码在语义上是正确的，并从中提取出各种语义信息，以便后续阶段使用。
语义分析的基本流程如下：1. 词法分析和语法分析：在进行语义分析之前，需要先对源代码进行词法分析和语法分析，以便将代码转化为具有结构的中间表示形式（如抽象语法树）。
2. 符号表的构建：符号表是语义分析的重要数据结构，用于存储程序中出现的各种标识符及其相关信息，如类型、作用域等。
在语义分析阶段，需要构建符号表并实时更新。
3. 类型检查：类型检查是语义分析的核心任务之一。
它通过对表达式、赋值语句、函数调用等进行类型推导和匹配，来验证程序是否存在类型错误。
4. 语义规则检查：除了类型检查外，语义分析还需要检查程序是否符合语言规范中的其他语义规则，如变量是否已声明、函数调用是否正确等。
5. 语义信息提取：语义分析还负责提取源代码中的各种语义信息，如函数调用关系、变量的定义和引用关系、控制流信息等。
这些信息将为后续的代码优化和代码生成提供依据。
二、中间代码生成的相关技术中间代码是指某种形式的中间表示形式，通常与源代码和目标代码之间存在一定的映射关系。
它在编译过程中起到连接前后两个阶段的桥梁作用，并且可以进行一些优化。
常见的中间代码形式之一是三地址码。
三地址码是一种低级的代码表示形式，每条指令最多包含三个操作数。
它具有简洁明了的特点，适合进行后续的优化工作。
在进行中间代码生成时，需要考虑以下几个方面的技术：1. 表达式的翻译：在将源代码转化为中间代码时，需要将源代码中的表达式进行翻译。
这包括对表达式的计算顺序、运算符优先级等方面的处理。
2. 控制流的处理：在编译过程中，需要将源代码中的控制流转化为中间代码中的条件分支和循环结构。
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。
编译器编译原理详解
编译器编译原理详解编译器是一种将源代码转换为目标代码的程序。
它的作用是将人类可读的源代码翻译成计算机可执行的目标代码。
编译器的编译原理是一门关于如何设计和实现编译器的研究领域。
下面详细介绍编译器的编译原理。
编译器的编译原理主要包括以下几个部分：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。
词法分析是编译器的第一步，它将源代码分解成一系列的词法单元。
词法单元是编译器的最小处理单位，比如关键字、标识符、运算符和常数等。
词法分析器通常通过正则表达式来识别这些词法单元，然后生成一个词法分析表，用于语法分析。
语法分析是编译器的第二步，它根据词法分析器生成的词法单元序列，将其组合成抽象语法树。
抽象语法树是一种以树状结构表示源代码语法结构的数据结构。
语法分析使用的主要技术是上下文无关文法和语法分析算法，如LL算法和LR算法等。
语义分析是编译器的第三步，它主要负责对抽象语法树进行语义检查和类型推导。
语义检查是验证源代码是否符合语言规范的过程，比如检查变量是否定义、函数调用是否正确等。
类型推导是确定表达式的类型的过程，比如确定算术表达式的结果类型。
中间代码生成是编译器的第四步，它将抽象语法树转换成一种中间表示形式，通常是三地址代码或类似的形式。
中间代码是一种与具体机器无关的代码表示形式，它可以简化后续的代码优化和目标代码生成。
代码优化是编译器的第五步，它对中间代码进行优化，以提高目标代码的执行效率和空间利用率。
代码优化可以包括常量折叠、公共子表达式消除、循环不变表达式移动等优化技术。
目标代码生成是编译器的最后一步，它将中间代码转换成目标机器的机器代码。
目标代码生成主要包括指令选择、寄存器分配和代码布局等过程。
指令选择将中间代码转换成目标机器的指令序列，寄存器分配将临时变量分配到目标机器的寄存器或内存位置，代码布局将指令按照一定的顺序排列，以提高指令的缓存命中率。
综上所述，编译器的编译原理涉及词法分析、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主要部分。
请简要描述编译的各个阶段的功能及输入输出。
请简要描述编译的各个阶段的功能及输入输出。
编译是将高级语言代码转换成机器语言的过程。
它分为多个阶段，每个阶段都有不同的功能和输入输出。
1. 词法分析阶段：输入为源代码，输出为词法单元序列。
该阶段将源代码转换成词法单元序列，每个词法单元代表一个单词或符号。
2. 语法分析阶段：输入为词法单元序列，输出为语法树。
该阶段将词法单元序列转换成语法树，检查语法是否正确。
3. 语义分析阶段：输入为语法树，输出为带有语义信息的语法树。
该阶段对语法树进行语义分析，检查变量和函数是否定义，类型是否匹配等。
4. 中间代码生成阶段：输入为带有语义信息的语法树，输出为中间代码。
该阶段将语法树转换成中间代码，可以是三地址码、虚拟机指令等。
5. 代码优化阶段：输入为中间代码，输出为优化后的中间代码。
该阶段对中间代码进行优化，去除冗余代码，减少执行时间和空间消耗等。
6. 目标代码生成阶段：输入为优化后的中间代码，输出为目标机器代码。
该阶段将中间代码转换成目标机器代码，可以是汇编语言或二进制机器码。
7. 目标代码优化阶段：输入为目标机器代码，输出为优化后的目标机器代码。
该阶段对目标机器代码进行优化，提高执行效率和
减小目标文件大小。
总之，编译的各个阶段都有特定的功能和输入输出，它们共同协作完成将高级语言代码转换成目标机器代码的过程。
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。
c语言的编译原理
c语言的编译原理
编译原理是指将高级语言（如C语言）编写的程序转换成机
器语言的过程。
它主要分为四个步骤：词法分析、语法分析、语义分析和代码生成。
词法分析是将源代码分解成一个个标记（token）的过程，每
个标记代表着一个词法单元，例如关键字、标识符、运算符等。
词法分析器会利用正则表达式等方法来识别源代码中的词法单元，并生成标记序列。
语法分析是将标记序列按照语法规则进行分析的过程。
它会将标记序列组织成一个由语法规则定义的语法树（Syntax Tree）。
语法分析器会利用文法规则和语法分析算法（如LL(k)算法、LR(k)算法等）来构建语法树。
语义分析是在构建语法树的基础上，对表达式、语句等进行语义检查和语义转换的过程。
语义分析器会检查类型匹配、作用域等语义规则，并将源代码转换成中间代码或目标代码。
代码生成是将中间代码或目标代码生成可执行文件的过程。
它包括了代码优化、目标机器指令的生成和链接等步骤。
代码生成器会根据目标机器的特性和约束，生成对应的机器指令，最终生成可执行文件。
总的来说，C语言的编译原理涉及了词法分析、语法分析、语
义分析和代码生成等几个关键步骤，通过这些步骤将C语言
程序转换成机器语言，从而使计算机能够理解和执行这些程序。
编译原理课后习题答案解析+清华大学出版社第二版
管理。（数组 CODE 存放的只读目标程序，它在运行时不改变。）运行时的数据区 S 是由解 释程序定义的一维整型数组，解释执行时对数据空间 S 的管理遵循后进先出规则，当每个 过程(包括主程序)被调用时，才分配数据空间，退出过程时，则所分配的数据空间被释放。 应用动态链和静态链的方式分别解决递归调用和非局部变量的引用问题。
RA 的用途说明如下： T： 栈顶寄存器 T 指出了当前栈中最新分配的单元(T 也是数组 S 的下标)。 B：基址寄存器，指向每个过程被调用时，在数据区 S 中给它分配的数据段起 始 地址，
也称基地址。 SL： 静态链，指向定义该过程的直接外过程（或主程序）运行时最新数据段的基地址，
用以引用非局部（包围它的过程）变量时，寻找该变量的地址。 DL： 动态链，指向调用该过程前正在运行过程的数据段基地址，用以过程执行结束释放
广义上讲，编译程序和解释程序都属于翻译程序，但它们的翻译方式不同，解释程序是 边翻译（解释）边执行，不产生目标代码，输出源程序的运行结果。而编译程序只负责把源 程序翻译成目标程序，输出与源程序等价的目标程序，而目标程序的执行任务由操作系统来 完成，即只翻译不执行。
）
第4题
对下列错误信息，请指出可能是编译的哪个阶段（词法分析、语法分析、语义分析、代 码生成）报告的。 （1） else 没有匹配的 if （2） 数组下标越界 （3） 使用的函数没有定义 （4） 在数中出现非数字字符
CAL L A 调用过程，完成填写静态链、动态链、返回地址，给出被调用过程的基地址值，送入基址 寄存器 B 中，目标程序的入口地址 A 的值送指令地址寄存器 P 中，使指令从 A 开始执 行。 第6题
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-第一章-习题解答
第一章习题解答2．编译程序有哪些主要构成成分？各自的主要功能是什么？编译程序的主要构成成分有：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、代码优化程序、目标代码生成程序、表格管理程序及出错处理程序。
（1）词法分析程序：从左到右扫描源程序，识别单词及其有关属性；（2）语法分析程序：分析源程序的结构, 判别它是否为相应程序设计语言中的一个合法程序；（3）语义分析程序：审查源程序有无语义错误，为代码生成阶段收集类型信息；（4）中间代码生成程序：将源程序变成一种内部表示形式；（5）代码优化程序：对前阶段产生的中间代码进行变换或进行改造，使生成的目标代码更为高效；（6）目标代码生成程序：把中间代码变换成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；（7）表格管理程序：保存编译过程中的各种信息；（8）出错处理程序：若编译过程中发现源程序存在错误，则报告错误的性质和错误发生的地点，有些还可以自动校正错误。
3．什么是解释程序？它与编译程序的主要不同是什么？解释程序接受某个语言的程序并立即运行这个源程序。
它的工作模式是一个个的获取、分析并执行源程序语句，一旦第一个语句分析结束，源程序便开始运行并且生成结果，它特别适合程序员交互方式的工作情况。
而编译程序是一个语言处理程序，它把一个高级语言程序翻译成某个机器的汇编或二进制代码程序，这个二进制代码程序再机器上运行以生成结果。
它们的主要不同在于：解释程序是边解释边执行，解释程序运行结束即可得到该程序的运行结果，而编译程序只是把源程序翻译成汇编或者二进制程序，这个程序再执行才能得到程序的运行结果。
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6编译原理之中间代码生成
三地址代码（3）
• 指令
–过程调用/返回：
• • • • • param x1 param x2 … param xn call p, n //设置参数
//调用子过程p，n为参数个数
–带下标的复制指令：x=y[i] –地址/指针赋值指令：
• x=&y x=*y *x=y
x[i]=y
• 注意：i表示离开数组位置第i个字节，而不是数组的第i 个元素
–P{D.off=0} D –D T id; {D1.off = D.off + T.width;} D1
记录中的域的处理
• 我们可以为每个记录创建单独的符号表 • 处理时
–首先创建一个新的符号表，压到栈顶； –然后处理对应于字段声明的D，字段都被加入到新 符号表中； –最后根据栈顶的符号表构造record类型表达式； 符号表出栈
新的产生式
• • • • 数组元素L：LL[E] | id[E] 以数组元素为左部的赋值：SL=E; 数组元素作为因子：EL L的代码的功能是计算偏移量，存放于L.addr所指 的临时变量中。
数组元素作为因子
• L的代码只计算了偏移量； • 数组元素的值应该根据偏移量进一步计算即L 的数组基址加上偏移量 • 使用三地址指令x=a[i]
例：if (flag) x=-1; else x = 1; y = x*a • if (flag) x1=-1; else x2 = 1; x3=φ(x1,x2)； • y = x3*a • 若控制流经过该条件语句的真分支， φ(x1,x2)的值为x1； 否则，若控制流经过该条件语句的假分支， φ(x1,x2)的值为x2
处理类型转换的SDT
图6.27 在表达式计算中引入类型转换
编译原理教程04语义分析和中间代码生成
在本教程中，我们将探讨编译原理中的两个重要主题：语义分析和中间代码 生成。了解它们的定义、步骤、技术和应用，提升编译器质量和效率。
语义分析的定义和作用
1 作用
确保源代码符合语法和语义规则，并检测隐藏的错误和不一致性。
中间代码的定义和作用
1 作用
在后续编译过程中提供统一的中间表示，方便目标代码生成和优化。
常见的语义分析和中间代码生成技术
1 语义分析器的类型和实现方法
包括语法制导翻译、类型检查和静态分析等不同技术。
拟机代码和抽象语法树转换。
语义分析和中间代码生成的应用和意义
1 提高编译器的效率和质量
2 支持
通过优化和错误检测，生成更高效和可靠 的目标代码。
语义分析的步骤
词法分析
将源代码转换为单词流。
语法分析
根据语法规则构建语法树。
语义处理
对语法树执行语义规则验 证和错误检测。
中间代码生成的步骤
生成语法树
通过语法分析构建抽象语法树或其他中间表示。
生成中间代码
将抽象语法树转换为可执行的中间代码。
语义分析和中间代码生成的关系
1 重要性
语义分析的准确性和质量对中间代码生成阶段至关重要。
帮助开发人员开发更强大和易于维护的程 序。
编译过程和解释过程
编译过程和解释过程编译过程和解释过程是程序语言执行的两种不同方式，下面将详细介绍它们的含义、步骤和优缺点。
一、编译过程的含义和步骤编译过程是将高级源代码转化为目标代码的过程。
具体来说，它将程序员编写的高级语言代码（比如C、C++、Java等）转换为机器能够理解和执行的指令。
编译器是这一过程中的核心工具，它将源代码作为输入，经过一系列处理步骤生成最终的可执行文件。
编译过程包括以下几个主要步骤：1.词法分析：将源代码拆分为一个个的标识符（如变量、函数名等）和关键字，并生成对应的词法单元（Token）。
2.语法分析：根据语言的语法规则，将词法单元转换为具有层次结构的抽象语法树（AST）。
3.语义分析：检查语法结构是否符合语言的语义规则，并进行类型检查等编译时的静态检查。
4.中间代码生成：根据AST生成中间代码，它是一种与具体计算机架构无关的中间形式。
5.代码优化：对中间代码进行各种优化，以提高执行效率和减少目标代码的体积。
6.目标代码生成：将优化后的中间代码转化为特定计算机架构的机器代码（二进制指令），以便计算机硬件能够直接执行。
7.目标代码链接：将生成的目标代码与所需的库文件进行链接，生成最终的可执行文件。
二、编译过程的优点和缺点编译过程相比解释过程具有以下优点：1.高效执行：由于编译器将源代码转换为机器代码，这些机器代码可以直接在计算机上执行。
与解释器相比，编译后的程序执行速度更快。
2.代码保护：编译后的程序不容易被反编译，源代码不易暴露。
然而，编译过程也存在一些缺点：1.开发周期长：编译器需要对整个源代码进行分析和转换，这个过程较为耗时。
在大型项目上，编译的时间可能很长。
2.部署困难：由于编译生成的可执行文件通常与特定的计算机架构相关，所以要在不同的平台上运行，需要重新编译和部署。
三、解释过程的含义和步骤解释过程是直接将源代码逐行转换为机器指令执行的过程。
在解释过程中，解释器（Interpreter）逐行读取源代码，将其转换为一条条的机器指令并立即执行。
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。
《编译原理课程教案》第5章：中间代码生成
例： 综合属性的计算
Eval:=19 +
L
n
Tval:=4
Eval:=15
Tval:=15
Tval:=3 Fval:=3 *
Fval:=4 Fval:=5
digitlexval:=4
0．L→En 1．E→E1+T 2．E→T 3．T→T1*F 4．T→F 5．F→(E) 6．F→digit print(E.val) E.val:=E1.val+t.val E.val:=T.val T.val:=T1.val * F.val T.val:=F.val F.val:=E.val F.val:=digit.lexval
练习
• 求 -B+C*D 的逆波兰表示形式、三元式和 四元式
逆波兰：B – C D * + 三元式： (1) (-,B,) (2) (*,C,D) (3) (+,(1),(2)) 四元式： (1) (-,B, , t1) (2) (*,C,D,t2) (3) (+,t1,t2,t3)
到目前为止，已知 输入的语法单位， 又知道 要翻译的结果的形式， 翻译的方法是什么？
5+4# +4# +4#
#T*F #T# #E
F i
0． T L→En T*F
i s5
8+ 9
s6 r2 10 r4
s5 s5 s5
11
acc r2 #E+ r2 r4 r4 r6 r6
GOTO -15 E T F 1 -15 2 3
-158
#E+4 #E+F
r1 #E r3 r5
-15-2 -15-4 -19
构造语法树； 根据需要遍历语法树； 在语法树的各结点处按语义规则进行计算。
编译原理 第4章 new1语义分析和中间代码生成
(3) E→(E(1))
(4) E→i
val[TOP]= val[TOP+1]
val[TOP]=lexval (注：lexval为i的整型内 部值)
文法的LR分析表见表3.20。
第4章 语义分析和中间代码生成
扩充分析栈工作的总控程序功能，使其在完成语法 分析的同时也能完成语义分析工作(这时的语法分析栈 已成为语义分析栈)；即在用某一个规则进行归约之后， 调用相应的语义子程序完成与所用产生式相应的语义动 作，并将每次工作后的语义值保存在扩充后的“语义值” 栈中。
语义规则的左部符号E、T、F等的属性值的计算由其
各自相应的右部符号决定，这种属性也称为综合属性。 与产生式S→E关联的语义规则是一个函数print(E.val)， 其功能是打印E产生式的值。S在语义规则中没有出现， 可以理解为其属性是一个虚属性。
第4章 语义分析和中间代码生成 简单变量类型说明的文法G[D]如下：
(2) 控制流检查，用以保证控制语句有合法的转向点。如C 语言中不允许goto语句转入case语句流；break语句需寻找包含它 的最小switch、while或for语句方可找到转向点，否则出错。 (3) 一致性检查，如在相同作用域中标识符只能说明一次、 case语句的标号不能相同等。
第4章 语义分析和中间代码生成
同，因此很容易将其翻译成四元式形式。
第4章 语义分析和中间代码生成
考虑以下文法G[A]：A→i=E
E→E+E∣E*E∣−E∣(E)∣i 在此，非终结符A代表“赋值句”。 为了实现由表达式到四元式的翻译，需要给文法 加上语义子程序，以便在进行归约的同时执行对应的
语义子程序。
第4章 语义分析和中间代码生成
第4章 语义分析和中间代码生成
编译程序五个阶段的名称及主要任务
编译程序五个阶段的名称及主要任务
编译程序通常分为五个阶段，分别是词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成和目标代码生成。
每个阶段都有其独特的任务和目标。
1. 词法分析阶段：该阶段的主要任务是将源代码转化为一个个
的词法单元（Token），并进行标记化、分类和存储。
词法分析器（Lexical Analyzer）通常使用正则表达式或自动机等方法进行实现。
2. 语法分析阶段：该阶段的主要任务是检查词法单元是否符合
语法规则，将其转化为语法树或抽象语法树。
语法分析器（Parser）通常使用自顶向下或自底向上的方法进行实现。
3. 语义分析阶段：该阶段的主要任务是对语法树或抽象语法树
进行语义分析，检查其是否符合语义规则。
语义分析器（Semantic Analyzer）通常进行类型检查、符号表管理等操作。
4. 中间代码生成阶段：该阶段的主要任务是将语义分析后的代
码转化为中间代码（Intermediate Code），并进行优化。
中间代码通常是一种类似于汇编语言的表示形式，方便后续的目标代码生成。
5. 目标代码生成阶段：该阶段的主要任务是将中间代码转化为
目标代码（Target Code），并进行优化。
目标代码通常是一种与硬件体系结构相关的表示形式，可以被直接执行。
目标代码生成器（Code Generator）通常进行寄存器分配、指令选择、代码优化等操作。
以上是编译程序五个阶段的名称及主要任务。
每个阶段都有其独特的功能和重要性，对于编译程序的实现及优化都至关重要。
编译器工作原理
编译器工作原理
编译器是一种将高级编程语言转换为机器语言的工具。
它的工作原理可以分为以下几个步骤：
1. 词法分析：编译器首先将源代码分解为标记或词法单元，如变量名、关键字、运算符等。
2. 语法分析：编译器接着根据语法规则将词法单元组成语法树或抽象语法树（AST），以验证源代码是否符合语法规范。
3. 语义分析：编译器进行语义分析，检查源代码是否符合语义规则。
例如，检查数据类型是否匹配、变量是否已声明等。
4. 中间代码生成：编译器将AST转换为中间代码，它是一种低级的、与具体机器无关的代码表示形式。
5. 优化：编译器对生成的中间代码进行优化，以提高程序的执行效率。
这包括代码重排、常量折叠、循环展开等等。
6. 目标代码生成：编译器根据目标机器的指令集架构，将优化后的中间代码转化为可执行的机器代码。
7. 代码链接：对于多文件的程序，编译器可能需要将多个目标代码文件链接成一个可执行文件。
链接过程中还可能进行符号解析、地址重定位等操作。
总体来说，编译器的工作是将高级语言翻译为机器语言，以便
计算机能够理解和执行。
编译器工作原理的每个步骤都有其特殊的功能和任务，从源代码到最终可执行文件的转换需要经历多个阶段。
不同编译器可能有不同的实现方式和细节，但大致的工作原理是相似的。
sdd编译原理
sdd编译原理
SDD（Simple Directive Diagram）是一种用于描述编译器和解释器等计算机程序中语法分析器和语法分析过程的图形化表示方法。
SDD 是一种基于文法的描述方法，通过SDD可以方便地描述出语言的语法结构，从而方便进行语法分析。
SDD的编译原理主要包括以下几个步骤：
1.词法分析：将输入的源代码转换为一个个的单词或符号，称为
“令牌”（token），并将令牌序列存储在内存中。
2.语法分析：使用SDD描述的语法规则，对词法分析得到的令牌
序列进行解析，生成语法树或句法树（parse tree）。
3.语义分析：对生成的语法树或句法树进行语义分析，检查语法
的正确性，并进行类型检查、符号表管理等操作。
4.中间代码生成：将语法树或句法树转换为中间代码
（intermediate code），以便后续的代码生成和优化。
5.代码生成：将中间代码转换为目标机器的机器码（object
code），以便执行。
6.优化：对生成的代码进行优化，以使得程序的执行效率更高。
以上是SDD编译原理的主要步骤，其中SDD主要用于语法分析阶段，通过SDD描述语法规则，生成语法树或句法树，为后续的编译过程提供基础。
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实验报告课程名称编译原理实验学期至学年第学期学生所在系部年级专业班级学生姓名学号任课教师实验成绩计算机学院制开课实验室：年月日实验题目分析中间代码生成程序一、实验目的分析PL/0编译程序的总体结构、代码生成的方法和过程；具体写出一条语句的中间代码生成过程。
二、设备与环境PC兼容机、Windows操作系统、Turbo Pascal软件等。
三、实验内容1.分析PL/0程序的Block子程序，理清PL/0程序结构和语句格式。
画出Block子程序的流程图，写出至少两条PL/0程序语句的语法格式。
2.分析PL/0程序的Block子程序和Gen子程序，了解代码生成的方法和过程。
使用概要算法来描述语句的代码生成过程。
3.自己编写一个简单的PL/0程序，能够正确通过编译，得到中间代码。
列出自己编写的源程序和编译后得到的中间代码。
4.从中选择一个语句或表达式，写出代码生成的过程。
要求从自己的源程序中选择一条语句，结合这条语句写出语义分析和代码生成过程。
在描述这个过程中，要说清楚每个功能有哪个子程序的哪条语句来完成，说清楚语句和参数的含义和功能。
四、实验结果及分析(一)程序标注levmax = 3; { max depth of block nesting } { 最大允许的块嵌套层数}{ 语法分析过程block }{ 参数：lev:这一次语法分析所在的层次}{ tx:符号表指针}{ fsys:用于出错恢复的单词集合}procedure block(lev, tx: integer; fsys: symset);vardx: integer; { data allocation index } { 数据段内存分配指针，指向下一个被分配空间在数据段中的偏移位置}tx0: integer; { initial table index } { 记录本层开始时符号表位置}cx0: integer; { initial code index } { 记录本层开始时代码段分配位置}{ 登陆符号表过程enter }procedure enter(k: object1);begin { enter object into table } { 参数：k:欲登陆到符号表的符号类型}tx := tx + 1; { 符号表指针指向一个新的空位}with table[tx] do { 开始登录}beginname := id; { name是符号的名字，对于标识符，这里就是标识符的名字}kind := k; { 符号类型，可能是常量、变量或过程名}case k of { 根据不同的类型进行不同的操作}constant: { 如果是常量名}beginif num > amax then { 在常量的数值大于允许的最大值的情况下}beginerror(31); { 抛出31号错误}num := 0; { 实际登陆的数字以0代替}end;val := num { 如是合法的数值，就登陆到符号表}end;variable: { 如果是变量名}beginlevel := lev; { 记下它所属的层次号}adr := dx; { 记下它在当前层中的偏移量}dx := dx+1; { 偏移量自增一，为下一次做好准备}end;procedur: { 如果要登陆的是过程名}level := lev { 记录下这个过程所在层次}EndEndend { enter };{ 登录符号过程没有考虑到重复的定义的问题。
如果出现重复定义，则以最后一次的定义为准。
}{ 在符号表中查找指定符号所在位置的函数position }{ 参数：id:要找的符号}{ 返回值：要找的符号在符号表中的位置，如果找不到就返回0 }function position (id: alfa): integer;vari: integer;begin { find identifier in table }table[0].name := id; { 先把id放入符号表0号位置}i := tx; { 从符号表中当前位置也即最后一个符号开始找}while table[i].name <> id do { 如果当前的符号与要找的不一致}i := i –1; { 找前面一个}position := i { 返回找到的位置号，如果没找到则一定正好为0 }end{ position };(二)过程说明说明入口参数，返回值和过程的功能1、入口参数：过程体入口时的处理code[table[tx0].adr].a:=cx;（cx为过程入口地址，填写在code 中）with table[tx0] dobeginadr:=cx; （过程的入口填写在table表的过程名中）size:=dx; （过程需要的空间填写在table中）end;cxo:=cx; （保留过程在code中的入口地址在输出目标代码时用）gen(int,0,dx);（生成过程入口指令）2、返回值：(* 通过静态链求出数据区基地址的函数base *)(* 参数说明：l:要求的数据区所在层与当前层的层差*)(* 返回值：要求的数据区基址*)function base(l: integer): integer;varb1: integer;beginb1 := b; (* find base 1 level down *) (* 首先从当前层开始*)while l > 0 do (* 如果l大于0，循环通过静态链往前找需要的数据区基址*)beginb1 := s[b1]; (* 用当前层数据区基址中的内容（正好是静态链SL数据，为上一层的基址）的作为新的当前层，即向上找了一层*)l := l - 1 (* 向上了一层，l减一*)end;base := b1 (* 把找到的要求的数据区基址返回*)end(* base *);(三)程序静态结构图BLOCK 开始置DX,TX 的初值，并将CODE 的下标指针ＣＸ值保存到TABLE 中当前TOKEN 是常量保留字进行常量声明处理当前TOKEN 是变量保留字进行变量声明处理当前TOKEN 是过程保留字SYM 是语句开始符？ERROR向TABLE 回填过程入口新建数据段调用语句处理过程退出数据段向TABLE 表填写新的过程名递归调用BLOCK ，参数LEV+1获取单词SYM 为语句后继符？ERRORPCODE 码输出结束NYNYYNNYNY(四)PL0文法描述在计算机科学中，文法是编译原理的基础，是描述一门程序设计语言和实现其编译器的方法。
文法的描述多用BNF(巴克斯范式)，而另一个重要的概念：正则表达式，也是文法的另一种形式。
PL/0文法的表示： <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><关系运算符>::= =|<>|<|<=|>|>=<条件语句>::= if<条件>then<语句><当循环语句>::= while<条件>do<语句><过程调用语句>::= call<标识符><复合语句>::= begin<语句>{;<语句>}end<读语句>::= read ‘ ( ’<标识符>{, <标识符>} ‘ ) ’<写语句>::= write ‘ ( ’<表达式>{, <表达式>} ‘ ) ’<字母>::= a|b|c|d…..x|y|z<数字>::= 0|1|2|3…...8|9(五)代码生成程序说明对分程序体人口的处理（见程序文本block 的过程体） begin (*block*)dx:=3;tx0:=tx; （*保留当前table表指针值,实际为过程名在table 表中的位置*）table[tx].adr:=cx;（*保留当前code指针值到过程名的adr 域*）gen(jmp,0,0);（*生成转向过程体入口的指令，该指令的地址为cx已保留在过程名的adr域，真正的过程体入口地址，等生成过程体入口的指令时，再由table[tx].adr中取出 cx 将过程体入口返填到cx所指目标代码，即:（jmp,0,0）的第3区域，同时填到table[tx].adr 中*)②过程体入口时的处理code[table[tx0].adr].a:=cx;（cx为过程入口地址，填写在code 中）with table[tx0] dobeginadr:=cx; （过程的入口填写在table表的过程名中）size:=dx; （过程需要的空间填写在table中）end;cxo:=cx; （保留过程在code中的入口地址在输出目标代码时用）gen(int,0,dx);（生成过程入口指令）table表格管理(六)代码生成程序实例给出pl0源程序，中间代码和过程说明编写代码：program abc(input,output);vari : integer;begini := 10;writeln(i);end.运行程序如图：五、实验总结这次实验加深了我对编译过程的理解，无论是整体还是细节都有了更深入的体会，强化了基础知识的进一步学习，如活动记录、符号表、中间过程生成等。