16.第八章 符号表
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2015-4-1 23
符号的作用域
问题：如何组织符号表，使得同一个标 识符在不同的作用域中能得到正确的引 用，而不会产生混乱？ 最近嵌套作用域规则
2015-4-1
24
最近嵌套作用域示例
(1) int main() (2) { (3) int a=0; (4) int b=0; (5) { (6) int b=1; (7) { (8) int a=2; (9) printf(“%d %d\n”, a, b ); (10) } (11) { (12) int b=3; (13) printf(“%d %d\n”, a, b); (14) } (15) printf(“%d %d\n”, a, b); (16) } (17) printf(“%d %d\n”, a, b); (18) }
（1）根据各符号名中的字符确定正整数H，即 将标识符中的每个字符转换为一个非负整数， 将得到的各个整数组合成一个整数（可以将第 一个、中间的和最后一个字符值加在一起，也 可以将所有字符的值加起来）。 （2）将上一步确定的整数H除以符号表的长度 N （N是质数），然后取其余数。这个余数就 作为符号的散列位置。 （3）处理冲突可采用链接法，即将出现冲突 2015-4-1 21 的符号用指针连接起来。
2015-4-1 3
符号表的作用
编译的各个阶段都有可能会用到符号表中 登记的信息
协助进行语义检查(如检查一个名字的引用和 之前的声明是否相符)和中间代码生成 在目标代码生成阶段，当需要为名字分配地 址时，符号表中的信息将是地址分配的主要 依据 编译器用符号表来记录、收集和查找出现在 源程序中的各种名字及其语义信息。
26
2015-4-1
Pascal的符号表组织
办法： 将其符号表设计为栈符号表，先进后出。 引入一个显示（DISPLAY）层次关系表， 称为过程的嵌套层次表。 在符号表的信息栏中引入一个指针域， 用以链接它在同一过程内的前一域名字 在表中的下标。
27
2015-4-1
program B1(input,output;) const a=10; var b,c : integer; e : real; procedure B2(x : real); var f, g: real;
4
2015-4-1
符号表上的操作
在声明部分，向表中插入一个新标识符。
在表达式或语句中，对于给定一个标识符：
①查找是否在表中； ②访问它在表中的相关信息； ③在表中填写或更新它的某些信息。
更新或删除一个或一组标识符，体现嵌套作用 规则和局部化。
5
2015-4-1
何时建立和访问符号表
TOP 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 SP 1
NAME information previous 继续编译，栈符号表 B4 ... 0 的变化： h b y B3 g f x B2 e c b a ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 13 12 11 0 9 8 7 0 5 4 3 2
例：假设现有5个符号C1、C2、C3、C4、C5，分别转换 成正整数为87、55、319、273和214，符号表的长度是 5，那么，利用质数除余法得到的散列地址为：2、0、4、 3、4，结果如图所示。
2015-4-1
散列符号表
22
例：请判断输出结果？为什么？
int main() 运行结果为： { abc is 2 int abc; abc is 1 abc = 1; 说明abc在不同的范围内有效。 { 这个有效范围就是符号的作用域 int abc; abc = 2; printf(“abc is %d\n”, abc); } printf(“abc is %d\n”, abc); }
在词法分析时创建
只能在符号表中将标识符的名字填入符号表，而其 他属性则要在语义分析和代码生成阶段填入。语法 分析阶段只检查源程序语法的正确性，一般不使用 符号表。
在语义分析时创建
如果在语义分析阶段创建符号表，那么与符号表打 交道的就仅局限于语义分析和代码生成部分。
6
2015-4-1
何时建立和访问符号表
INFORMATION ... ...
J1
XYZ
...
...
• 查表操作的平均长度为 1 log N • 但该方法对于一遍扫描来说没有太大的用处
2
2015-4-1
17
二叉树
变通方法：二叉树 J1 令每项为一个结点，每个结点附设两个指 示器栏，LEFT（左枝），RIGHT（右枝）， 0 XYZ 0 BC 0 要求任何结点 P的右枝的所有结点值小于结 点P的值，而左枝的所有结点值大于结点P 的值。
2015-4-1
12
符号表的组织方式
内情向量表 NAME INFORMATION 维数 首地址 界差 d1 . . . 界差 dn
上界I1 . . . 下界 u1 . . . 下界 un
CAT
......
地址
a
......
通过符号表访问内情向量表
2015-4-1
上界 In
13
符号表的组织方式
第8章 符号表管理
2015-4-1
1
主要内容
符号表概述
符号表的作用
符号表的组织结构 整理与查找 符号表与作用域 本章小结
2
2015-4-1
符号表概述
什么是符号表?
在编译过程中,编译程序用来记录源程序中各种 名字的特性信息, 所以也称为名字特性表。
名字: 程序名、过程名、函数名、用户定义 类型名、变量名、常量名、枚举值名、标号 名等。 特性信息: 上述名字的种类、类型、维数、 参数个数、数值及目标地址（存储单元地址） 等。
为符号表设置一个足够大的空间N，即符号 表的长度为N； 为符号Ki构造一个散列函数Hash(Ki)，使得 0≤ Hash(Ki) ≤N-1，其中i=1，2，…，n； Hash(Ki)就决定了符号Ki在符号表中的位置 。
20
2015-4-1
杂凑技术(hash table或哈希表)
用“质数除余法”来构造散列符号表的方 法
15
0 13 12 11 0 9 8 7 0 5 4 3 2
14 10 6 1 DISPLAY 符号表 首地址
31
2015-4-1
栈符号表
例：画出编译到C程序中a、b、c、d处的栈式符号表。
real x,y; char name;……………………………a int fun1(int ind) { int x; ……………………………b x=m2(ind+1); } int fun2(int j) { { int f[10]; bool test1; …………………c } } main() { char name; ………………………d x=2;y=5; printf("%d\n",fun1(x/y)); }
2015-4-1
8
符号表的内容
(1)符号表的结构与内容
符号表的基本结构: 特性(信息) 名字
“名字”域: 存放名字，一般为标识符的符号 串,也可为指向标识符字符串的指针。
2015-4-1 9
符号表的内容
“特性”域: 可包括多个子域 , 分别表示标识符的有 关信息，如:
名字(标识符)的种类:简单变量、函数、过程、 数组、标号、参数等 类型：如整型、浮点型、字符型、指针等 性质：变量形参、值形参等 值： 常量名所代表的数值 地址：变量所分配单元的首址或地址位移 大小：所占的字节数 作用域的嵌套层次:
10
6
1 DISPLAY
符号表 首地址
2015-4-1
栈符号表
30
编译到B4过程体 之前时的栈符号表
NAME information previous
TOP 16
SP
15 14 13 12 11 10
9 8 7 6 5 4 3 2 1
继续编译，栈符号表 的变化：
i 0
z
B4 h b y B3 g f x B2 e c b a ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
符号表 数据区
整型 整型 整型
例：int x, a, b; .. ... L: x := a + b; ...
建表
x a
简单变量 简单变量 简单变量 标号
分配 存储
b L
2015-4-1
1. 语法分析和语义分析 •说明语句、赋值语句的语法 规 •上下文有关分析：是否声明 •类型一致性检查 2. 生成目标代码 LOAD a的地址 ADD b的地址 STO x的地址
procedure B3(y : real); const b=5; var h: boolean; procedure B4(Z : integer); var i: char; begin ... if e<0 then B4(f); ... end {B4} begin ...;B4(a);...; end {B3} begin ...;B3(c);...; end {B2} begin ...;B2(e);...; end {main}
2015-4-1 10
符号表的内容
对于数组: 维数、上下界值、计算下标变量地址所用的 信息（数组信息向量）以及数组元素类型等。
对于记录（结构、联合）：域的个数，每个域的域名、
地址位移、类型等。
对于过程或函数：形参个数、所在层次、函数返回值 类型、局部变量所占空间大小等。
对于指针：所指对象类型等。
4(i-1)
SAMPLE的属性
4N字
INFORMATION：0
2(i-1) SAMPLE
2N 字
NAME：0
2015-4-1
分两个字表的符号表安排
14
整理与查找
符号表的三种构造法和处理法：
线性查找 二叉树 杂凑技术（hash技术）
2015-4-1
15
线性表
最简单 按照出现的顺序填表 每次查找从第一个开 始顺序查找 指示器AVAILABLE 总是指向空白区的首 地址
2015-4-1
输出结果： 2 1 0 3 0 1 0 0
25
Pascal的符号表组织
过程结构：在一个过程（或函数）里说 明了的名字被认为是局部与这个过程 （或函数）的。 最近嵌套作用域原则：一个名字的作用 域是包含了这个名字的说明的最小过程 （或函数）。 Pascal过程的结构是嵌套的。
线性符号表
项数 1 2 3 4
AVAILABEL
NAME J1 XYZ
INFORMATIONห้องสมุดไป่ตู้... ...
I
BC
...
...
查表操作的平均长度为(n+1)/2
2015-4-1 16
对折查找
为了提高查表速 度，可在建表同 时按名字大小排 序。
线性符号表
项数 1 2 3 4
AVAILABEL
NAME BC I
2015-4-1
28
栈符号表（编译到B1时的常量和变量的说明时栈符号表）
NAME TOP 5 information previous
4
e c
b a
... ...
... ... 栈符号表
0 4
3 1 2 DISPLAY 符号表 首地址
3 2 SP
1
2015-4-1
29
编译到B4过程说明之前的栈
7
何时建立和访问符号表
填表：
当分析到程序中的说明或定义语句时，应将说明或定义的名 字，以及与之有关的信息填入符号表中。
例：Procedure P( ) 查表：
(1) 填表前查表，检查在程序的同一作用域内名字是否重复定 义； (2) 检查名字的种类是否与说明一致； (3) 对于强类型语言，要检查表达式中各变量的类型是否一 致； (4) 生成目标指令时，要取得所需要的地址。 .........
0
I
0
2015-4-1
18
杂凑技术(hash table或哈希表)
线性表：填表快，查表慢 对折法：填表慢，查表快 哈希表：折中 哈希表主要问题：
分布尽量要均匀 解决“地址冲突”问题
2015-4-1
19
杂凑技术(hash table或哈希表)
Hash表的基本思想：
2015-4-1
11
符号表的组织方式
存储符号表的方法
名字位置 名字长度 其它属性 定长存贮方法：为标识符名字域规定一个宽度，标识 1 8 符按左对齐方式存放在其中，特点是简单且存取速度 快，缺点是空间利用率低，标识符长度不能超过名字 9 2 域的宽度。 11 5 集中存贮方法：开辟一个存放所有标识符的缓冲区， … … 而在标识符名字域中只存放标识符在缓冲区中的偏移 集中存储符号表 ComputerX1FORM1 地址和标识符的长度。特点是存储效率高，标识符无 长度限制，但存取效率低。
符号的作用域
问题：如何组织符号表，使得同一个标 识符在不同的作用域中能得到正确的引 用，而不会产生混乱？ 最近嵌套作用域规则
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最近嵌套作用域示例
(1) int main() (2) { (3) int a=0; (4) int b=0; (5) { (6) int b=1; (7) { (8) int a=2; (9) printf(“%d %d\n”, a, b ); (10) } (11) { (12) int b=3; (13) printf(“%d %d\n”, a, b); (14) } (15) printf(“%d %d\n”, a, b); (16) } (17) printf(“%d %d\n”, a, b); (18) }
（1）根据各符号名中的字符确定正整数H，即 将标识符中的每个字符转换为一个非负整数， 将得到的各个整数组合成一个整数（可以将第 一个、中间的和最后一个字符值加在一起，也 可以将所有字符的值加起来）。 （2）将上一步确定的整数H除以符号表的长度 N （N是质数），然后取其余数。这个余数就 作为符号的散列位置。 （3）处理冲突可采用链接法，即将出现冲突 2015-4-1 21 的符号用指针连接起来。
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符号表的作用
编译的各个阶段都有可能会用到符号表中 登记的信息
协助进行语义检查(如检查一个名字的引用和 之前的声明是否相符)和中间代码生成 在目标代码生成阶段，当需要为名字分配地 址时，符号表中的信息将是地址分配的主要 依据 编译器用符号表来记录、收集和查找出现在 源程序中的各种名字及其语义信息。
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Pascal的符号表组织
办法： 将其符号表设计为栈符号表，先进后出。 引入一个显示（DISPLAY）层次关系表， 称为过程的嵌套层次表。 在符号表的信息栏中引入一个指针域， 用以链接它在同一过程内的前一域名字 在表中的下标。
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program B1(input,output;) const a=10; var b,c : integer; e : real; procedure B2(x : real); var f, g: real;
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符号表上的操作
在声明部分，向表中插入一个新标识符。
在表达式或语句中，对于给定一个标识符：
①查找是否在表中； ②访问它在表中的相关信息； ③在表中填写或更新它的某些信息。
更新或删除一个或一组标识符，体现嵌套作用 规则和局部化。
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何时建立和访问符号表
TOP 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 SP 1
NAME information previous 继续编译，栈符号表 B4 ... 0 的变化： h b y B3 g f x B2 e c b a ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 13 12 11 0 9 8 7 0 5 4 3 2
例：假设现有5个符号C1、C2、C3、C4、C5，分别转换 成正整数为87、55、319、273和214，符号表的长度是 5，那么，利用质数除余法得到的散列地址为：2、0、4、 3、4，结果如图所示。
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散列符号表
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例：请判断输出结果？为什么？
int main() 运行结果为： { abc is 2 int abc; abc is 1 abc = 1; 说明abc在不同的范围内有效。 { 这个有效范围就是符号的作用域 int abc; abc = 2; printf(“abc is %d\n”, abc); } printf(“abc is %d\n”, abc); }
在词法分析时创建
只能在符号表中将标识符的名字填入符号表，而其 他属性则要在语义分析和代码生成阶段填入。语法 分析阶段只检查源程序语法的正确性，一般不使用 符号表。
在语义分析时创建
如果在语义分析阶段创建符号表，那么与符号表打 交道的就仅局限于语义分析和代码生成部分。
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何时建立和访问符号表
INFORMATION ... ...
J1
XYZ
...
...
• 查表操作的平均长度为 1 log N • 但该方法对于一遍扫描来说没有太大的用处
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二叉树
变通方法：二叉树 J1 令每项为一个结点，每个结点附设两个指 示器栏，LEFT（左枝），RIGHT（右枝）， 0 XYZ 0 BC 0 要求任何结点 P的右枝的所有结点值小于结 点P的值，而左枝的所有结点值大于结点P 的值。
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符号表的组织方式
内情向量表 NAME INFORMATION 维数 首地址 界差 d1 . . . 界差 dn
上界I1 . . . 下界 u1 . . . 下界 un
CAT
......
地址
a
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通过符号表访问内情向量表
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上界 In
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符号表的组织方式
第8章 符号表管理
2015-4-1
1
主要内容
符号表概述
符号表的作用
符号表的组织结构 整理与查找 符号表与作用域 本章小结
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符号表概述
什么是符号表?
在编译过程中,编译程序用来记录源程序中各种 名字的特性信息, 所以也称为名字特性表。
名字: 程序名、过程名、函数名、用户定义 类型名、变量名、常量名、枚举值名、标号 名等。 特性信息: 上述名字的种类、类型、维数、 参数个数、数值及目标地址（存储单元地址） 等。
为符号表设置一个足够大的空间N，即符号 表的长度为N； 为符号Ki构造一个散列函数Hash(Ki)，使得 0≤ Hash(Ki) ≤N-1，其中i=1，2，…，n； Hash(Ki)就决定了符号Ki在符号表中的位置 。
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杂凑技术(hash table或哈希表)
用“质数除余法”来构造散列符号表的方 法
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0 13 12 11 0 9 8 7 0 5 4 3 2
14 10 6 1 DISPLAY 符号表 首地址
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栈符号表
例：画出编译到C程序中a、b、c、d处的栈式符号表。
real x,y; char name;……………………………a int fun1(int ind) { int x; ……………………………b x=m2(ind+1); } int fun2(int j) { { int f[10]; bool test1; …………………c } } main() { char name; ………………………d x=2;y=5; printf("%d\n",fun1(x/y)); }
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符号表的内容
(1)符号表的结构与内容
符号表的基本结构: 特性(信息) 名字
“名字”域: 存放名字，一般为标识符的符号 串,也可为指向标识符字符串的指针。
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符号表的内容
“特性”域: 可包括多个子域 , 分别表示标识符的有 关信息，如:
名字(标识符)的种类:简单变量、函数、过程、 数组、标号、参数等 类型：如整型、浮点型、字符型、指针等 性质：变量形参、值形参等 值： 常量名所代表的数值 地址：变量所分配单元的首址或地址位移 大小：所占的字节数 作用域的嵌套层次:
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1 DISPLAY
符号表 首地址
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栈符号表
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编译到B4过程体 之前时的栈符号表
NAME information previous
TOP 16
SP
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继续编译，栈符号表 的变化：
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B4 h b y B3 g f x B2 e c b a ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
符号表 数据区
整型 整型 整型
例：int x, a, b; .. ... L: x := a + b; ...
建表
x a
简单变量 简单变量 简单变量 标号
分配 存储
b L
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1. 语法分析和语义分析 •说明语句、赋值语句的语法 规 •上下文有关分析：是否声明 •类型一致性检查 2. 生成目标代码 LOAD a的地址 ADD b的地址 STO x的地址
procedure B3(y : real); const b=5; var h: boolean; procedure B4(Z : integer); var i: char; begin ... if e<0 then B4(f); ... end {B4} begin ...;B4(a);...; end {B3} begin ...;B3(c);...; end {B2} begin ...;B2(e);...; end {main}
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符号表的内容
对于数组: 维数、上下界值、计算下标变量地址所用的 信息（数组信息向量）以及数组元素类型等。
对于记录（结构、联合）：域的个数，每个域的域名、
地址位移、类型等。
对于过程或函数：形参个数、所在层次、函数返回值 类型、局部变量所占空间大小等。
对于指针：所指对象类型等。
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SAMPLE的属性
4N字
INFORMATION：0
2(i-1) SAMPLE
2N 字
NAME：0
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分两个字表的符号表安排
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整理与查找
符号表的三种构造法和处理法：
线性查找 二叉树 杂凑技术（hash技术）
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线性表
最简单 按照出现的顺序填表 每次查找从第一个开 始顺序查找 指示器AVAILABLE 总是指向空白区的首 地址
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输出结果： 2 1 0 3 0 1 0 0
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Pascal的符号表组织
过程结构：在一个过程（或函数）里说 明了的名字被认为是局部与这个过程 （或函数）的。 最近嵌套作用域原则：一个名字的作用 域是包含了这个名字的说明的最小过程 （或函数）。 Pascal过程的结构是嵌套的。
线性符号表
项数 1 2 3 4
AVAILABEL
NAME J1 XYZ
INFORMATIONห้องสมุดไป่ตู้... ...
I
BC
...
...
查表操作的平均长度为(n+1)/2
2015-4-1 16
对折查找
为了提高查表速 度，可在建表同 时按名字大小排 序。
线性符号表
项数 1 2 3 4
AVAILABEL
NAME BC I
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栈符号表（编译到B1时的常量和变量的说明时栈符号表）
NAME TOP 5 information previous
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e c
b a
... ...
... ... 栈符号表
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3 1 2 DISPLAY 符号表 首地址
3 2 SP
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编译到B4过程说明之前的栈
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何时建立和访问符号表
填表：
当分析到程序中的说明或定义语句时，应将说明或定义的名 字，以及与之有关的信息填入符号表中。
例：Procedure P( ) 查表：
(1) 填表前查表，检查在程序的同一作用域内名字是否重复定 义； (2) 检查名字的种类是否与说明一致； (3) 对于强类型语言，要检查表达式中各变量的类型是否一 致； (4) 生成目标指令时，要取得所需要的地址。 .........
0
I
0
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杂凑技术(hash table或哈希表)
线性表：填表快，查表慢 对折法：填表慢，查表快 哈希表：折中 哈希表主要问题：
分布尽量要均匀 解决“地址冲突”问题
2015-4-1
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杂凑技术(hash table或哈希表)
Hash表的基本思想：
2015-4-1
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符号表的组织方式
存储符号表的方法
名字位置 名字长度 其它属性 定长存贮方法：为标识符名字域规定一个宽度，标识 1 8 符按左对齐方式存放在其中，特点是简单且存取速度 快，缺点是空间利用率低，标识符长度不能超过名字 9 2 域的宽度。 11 5 集中存贮方法：开辟一个存放所有标识符的缓冲区， … … 而在标识符名字域中只存放标识符在缓冲区中的偏移 集中存储符号表 ComputerX1FORM1 地址和标识符的长度。特点是存储效率高，标识符无 长度限制，但存取效率低。