编译原理与技术[006]
编译原理与技术讲义.ppt
《编译原理与技术》讲义
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编译程序的组成结构
符号表管理
名称 类型
…
position float
initial float
rate float
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《编译原理与技术》讲义
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编译程序的组成结构
词法分析阶段 语法分析阶段 语义分析、中间代码生成 优化阶段 目标代码生成
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《编译原理与技术》讲义
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编译程序的组成结构
后端
back end 与目标机相关
program
scanner parser semantics
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《编译原理与技术》讲义
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编译程序的组成结构
代码生成 与目标机器有密切联系，如指令选择，寄存 器的使用等。
movf rate, R1 mulf #60.0, R1 movf initial, R2 addf R2, R1 movf R1, position
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目标程序 T （机器语言）
初始数据
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目标程序 T 运行系统 计算机
计算结果
《编译原理与技术》讲义
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什么是编译程序？
源语言（程序）到目标语言（程序）的映射 转换或者翻译过程
系列转换（翻译）过程
源语言S
T1
…
Tn
中间语言
目标语言T
2020/10/20
《编译原理与技术》讲义
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解释程序与汇编程序
fact(n) = n * fact( n-1 ) // n! == n * (n-1)!
伪语言描述 fact(n) = if n ≤ 0 then 1 else n*fact(n-1)
编译原理与技术
编译原理与技术编译原理与技术是计算机科学领域的一门重要课程，它研究的是如何将高级程序语言转化为目标机器能够执行的机器语言的过程。
本文将介绍编译原理与技术的基本概念、主要原理和常见技术，并探讨其在计算机科学领域的应用。
一、编译原理与技术的基本概念编译原理与技术是计算机科学中研究如何将高级语言程序转换为机器语言程序的一门学科。
它的主要任务是设计并实现一个编译器，将高级语言程序转化为目标机器能够执行的机器语言程序。
编译器是由词法分析、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阶段组成。
1. 词法分析词法分析是编译器中的第一步，它将源程序中的字符序列转化为一个个的单词符号。
单词符号是代码的最小单位，包括保留字、标识符、常量、运算符等。
2. 语法分析语法分析是将词法分析得到的单词符号序列按照语法规则进行分析和处理，生成语法树。
语法树表示了程序的结构和语义，便于后续的语义分析和中间代码生成。
3. 语义分析语义分析是在语法树的基础上进行类型检查和语义检查，确保程序在语义上是正确的。
它还包括符号表的管理和语义信息的传递。
4. 中间代码生成中间代码生成是将源程序转化为一种中间表示形式的过程。
中间代码是一种抽象的低级语言，与源语言和目标语言无关，便于后续的代码优化。
5. 代码优化代码优化是对中间代码进行优化和改进，使得执行效率更高、消耗更少的资源。
常见的优化技术包括常量传播、死代码消除、循环展开等。
6. 目标代码生成目标代码生成是将优化后的中间代码转化为目标平台的机器代码。
目标代码依赖于目标平台的体系结构和指令集。
二、编译原理与技术的主要原理编译原理与技术的主要原理包括自顶向下分析、自底向上分析和语法制导翻译。
1. 自顶向下分析自顶向下分析是一种自上而下的语法分析方法，从开始符号开始展开，不断向下扩展，直到匹配输入符号串。
常见的自顶向下分析方法有LL(1)文法和递归下降分析。
2. 自底向上分析自底向上分析是一种自下而上的语法分析方法，通过反复归约产生式，将输入符号串归约为开始符号。
编译原理的基础知识和技术
编译原理的基础知识和技术编译原理是计算机科学中的重要领域，它研究的是将高级程序语言转换为机器语言的方法和过程。
在计算机软件开发中，编译器扮演着重要的角色，它能够将编写的源代码转化为可执行的机器代码。
本文将介绍编译原理的基础知识和相关技术。
一、编译原理的定义与概述编译原理是指将高级语言程序转化为等价的机器语言程序的技术和理论研究。
编译器是实现编译原理的工具，它负责将源代码进行词法分析、语法分析、语义分析、优化和代码生成等一系列步骤，最终生成可执行的目标代码。
二、编译过程的基本步骤1. 词法分析词法分析是编译过程的第一步，它将源代码分解为一个个的词法单元。
词法单元包括关键字、标识符、常量、运算符和分隔符等。
通过词法分析器，编译器能够识别和提取源代码中的各种词法单元。
2. 语法分析语法分析是编译过程的第二步，它将词法单元串转化为一个个的语法分析树。
语法分析树反映了源代码的语法结构，它能够帮助编译器理解源代码的语义。
常用的语法分析方法包括递归下降法和LR分析法等。
3. 语义分析语义分析是编译过程的第三步，它对语法分析树进行进一步的处理和分析。
语义分析器能够检查源代码是否符合语义规则，并生成语义动作或中间代码。
语义分析的主要任务是类型检查、符号表管理和语义动作的生成等。
4. 优化优化是编译过程中非常重要的一步，它能够对生成的中间代码进行进一步的优化处理。
优化的目标是提高目标代码的执行效率，并减少程序的存储空间。
常见的优化技术包括常量折叠、循环展开、公共子表达式消除等。
5. 代码生成代码生成是编译过程的最后一步，它将优化后的中间代码转化为目标代码。
代码生成器根据目标机器的特性和指令集，生成可执行的机器代码。
代码生成的过程中，需要进行寄存器分配、指令选择和地址分配等。
三、常用的编译器工具1. LexLex是一种常用的词法分析器生成工具，它能够根据用户定义的正则表达式，自动生成词法分析器程序。
Lex生成的词法分析器能够快速地将源代码分解为词法单元，简化了编译器的实现过程。
编译原理与技术
编译原理与技术编译原理与技术是计算机科学与技术中的一门重要课程，旨在教授学生如何设计、实现和优化编译器以及相关的编程工具和技术。
本文将介绍编译原理与技术的基本概念、主要任务以及在实际应用中的作用和挑战，并探讨编译原理与技术在不同编程语言和开发环境中的应用。
一、编译原理与技术的基本概念编译原理与技术研究的对象是编译器，而编译器是一种从一种语言（源语言）到另一种语言（目标语言）的程序转换工具。
编译器的主要任务是将源程序转换为等价的目标程序，以便计算机能够执行。
编译原理与技术的基本概念包括词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成、代码优化和代码生成等。
1. 词法分析词法分析是编译器的第一个阶段，它将源程序的字符流转换为有意义的词法单元序列。
词法单元是编程语言中具有独立含义的最小单元，例如关键字、标识符、运算符和常量等。
词法分析器通常通过有限自动机或正则表达式来实现。
2. 语法分析语法分析是编译器的第二个阶段，它通过对词法单元序列的分析来构造语法树。
语法树反映了源程序的语法结构，其中每个节点代表一个语法单元，每个子节点代表一个子表达式。
语法分析器通常使用上下文无关文法和分析方法（如递归下降分析和LR分析）来实现。
3. 语义分析语义分析是编译器的第三个阶段，它对语法树进行静态检查以确定源程序是否符合语义规则。
语义分析器通常处理类型检查、作用域分析和语义动作等任务，以确保生成的中间代码具有准确的语义含义。
4. 中间代码生成中间代码生成是编译器的第四个阶段，它将语法树转换为一种中间表示形式，以便后续的优化和目标代码生成。
中间代码通常是一种抽象的、与机器无关的形式，例如三地址码、虚拟机代码或中间表示IR。
5. 代码优化代码优化是编译器的第五个阶段，它利用各种优化技术来改进中间代码的性能和效率。
常见的代码优化技术包括常量传播、公共子表达式消除、循环优化和内联展开等。
6. 代码生成代码生成是编译器的最后一个阶段，它将优化后的中间代码转换为目标代码。
编译原理与技术
中间代码应与具体的源语言无关，以便于 编译器的复用。
2. 接近于机器语言
3. 结构清晰
中间代码应尽可能地接近机器语言，以便 于后续的目标代码生成。
中间代码应具有良好的结构，以便于分析 和优化。
中间代码生成器的设计技巧
选择合适的中间代码形式
根据编译器的需求和目标选择适合的中间代 码形式。
考虑空间和时间效率
编译原理使得开发者能够将代码编译 成适用于不同操作系统的可执行文件， 实现跨平台开发。
编译原理的发展趋势与未来展望
动态编译与解释执行
随着技术的发展，动态编译和解释执行技术逐渐成为编译原理的研究 热点，它们能够提高程序的运行效率和灵活性。
多语言混合编程
随着软件开发的复杂度增加，多语言混合编程成为一种趋势，编译原 理将进一步研究如何实现不同语言的互操作性。
一种用于描述程序控制流的有向图，可以用 于检测和控制流分析等优化。
机器学习与人工智能
利用机器学习算法对程序进行特征提取和分 类，实现智能优化。
并行计算和分布式计算
利用多核处理器和分布式系统进行并行计算 和分布式计算，提高程序的运行效率。
06
目标代码生成
目标代码生成器的功能与作用
功能
将源代码转换为机器代码或另一种中间表示形式，使其能够被计算机执行。
软件工程
编译原理与技术是软件工程中不可或缺的一环，对于软件的开发、 维护和管理具有重要意义。
编译器的功能与组成
语法分析
根据语言的语法规则，将词素 或标记组合成一个个的语法单 元或语句。
优化
对中间代码进行优化，以提高 程序的执行效率。
词法分析
将源代码分解成一个个的词素 或标记，为后续的语法分析提 供输入。
编译原理与技术课程设计
编译原理与技术课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握编译原理与技术的基本概念、方法和技能，能够运用所学的知识分析和解决编译过程中的实际问题。
具体目标如下：1.知识目标：学生能够了解编译器的基本结构和工作原理，掌握词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成、目标代码生成和优化等基本技术。
2.技能目标：学生能够使用编译原理与技术的方法和工具，设计和实现一个小型的编译器，具备分析和改进现有编译器的能力。
3.情感态度价值观目标：培养学生对编译原理与技术的兴趣和热情，使其认识到编译原理与技术在软件开发和计算机科学领域的重要性，培养学生的创新精神和团队合作意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.编译器概述：编译器的基本概念、类型和作用，编译过程的阶段划分。
2.词法分析：词法规则的定义，词法分析器的设计与实现。
3.语法分析：语法规则的表示方法，语法分析树的结构，分析算法（包括LL、LR、LALR等）的设计与实现。
4.语义分析：静态语义规则的定义，类型检查的实现，动态语义的计算。
5.中间代码生成：中间代码的表示方法，代码生成的策略和算法。
6.目标代码生成与优化：目标代码的生成方法，优化技术的基本原理和实现。
7.编译器测试与调试：测试策略和方法，调试技术的原理和工具。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法相结合的方式，包括：1.讲授法：教师通过讲解、示例等方式，向学生传授编译原理与技术的基本概念、方法和技巧。
2.讨论法：学生针对编译原理与技术中的重点、难点问题进行讨论，培养学生的思考能力和团队合作精神。
3.案例分析法：通过分析具体的编译器实例，使学生更好地理解编译原理与技术的应用。
4.实验法：安排实验课程，让学生亲自动手设计和实现简单的编译器，提高学生的实践能力和创新能力。
四、教学资源为了支持本课程的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：《编译原理与技术》，为学生提供系统、全面的学习资料。
编译原理与技术
2021/7/21
《编译原理与技术》讲义
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第一章 引论
什么是编译程序？ 翻译程序、解释程序和汇编程序 编译程序的组成结构 编译程序的生成 相关话题
2021/7/21
《编译原理与技术》讲义
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语言翻译过程
算法描述，求某整数n的阶乘fact(n), n≥0 1 // n == 0
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《编译原理与技术》讲义
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编译程序的组成结构
词法分析阶段 语法分析阶段 语义分析、中间代码生成 优化阶段 目标代码生成
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编译程序的组成结构
后端
back end 与目标机相关
program
scanner parser semantics
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《编译原理与技术》讲义
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编译程序的组成结构
代码优化 得到“优化”后的中间代码；也可以在最后 的代码生成阶段实施“优化”
t1 := rate * 60.0
// 直接用浮点数60.0
position := initial + t1 // 去除多余的
// 临时变量
较优化前，减少2条中间代码
编译程序的移植/交叉编译 Step1:
L
B
L
B
L
L
A
A
用语言L编写 的语言L到语 言B的编译程
序
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A 借助已有的A机器上 语言L的编译程序
《编译原理与技术》讲义
得到机器A上 （实现语言）语 言L到语言B的
编译原理与技术
编译原理与技术编译原理与技术是计算机科学与技术领域的一门重要课程，涵盖了计算机语言的词法分析、语法分析、语义分析、优化以及代码生成等关键内容。
本文将深入探讨编译原理与技术的基本概念、流程和应用，以及相关题库类型的答案和解析。
一、编译原理与技术概述编译原理与技术是研究如何将高级语言程序转化为等价的目标程序，并进行各种优化的技术。
它是计算机科学与技术领域的一门基础课程，对于理解计算机语言、程序设计、编译器构建等具有重要意义。
1.1 编译原理的基本概念编译原理是指将一种高级语言编写的程序转换为一种等价的低级语言程序，一般包括源程序的词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成、优化和目标代码生成等过程。
1.2 编译过程的基本流程编译过程一般包括词法分析、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阶段。
1.3 编译原理的应用编译原理在软件开发、程序设计、编译器构建等方面都具有广泛的应用。
它可以帮助开发者更好地理解程序的底层原理，提高程序的执行效率，节省存储空间，以及增加程序的可读性和可维护性。
二、词法分析词法分析是编译原理中的第一个阶段，它负责将源程序转换为一个个单词（Token），并将其分类。
在词法分析阶段，常用的技术有有限自动机、词法规则描述和正则表达式等。
2.1 有限自动机有限自动机是一种表示有限状态转换过程的计算模型。
在词法分析中，有限自动机可以根据状态转换图来处理输入的字符，并识别合法的单词。
2.2 词法规则描述词法规则描述是指通过正则表达式等方式来描述源程序中合法单词的模式。
通过对词法规则进行定义，可以将源程序中的字符序列匹配于相应的模式。
2.3 正则表达式正则表达式是一种字符串匹配的模式描述方法。
在词法分析中，正则表达式可以用于描述源程序中的单词模式，方便进行匹配和分类。
三、语法分析语法分析是编译原理中的第二个阶段，它负责根据词法分析得到的单词流，判断其是否符合给定的语法规则。
编译原理与技术讲义
编译原理与技术讲义编译原理与技术是计算机科学中的一门重要课程，它主要研究编译器的设计与实现。
编译器是将一种高级语言程序翻译成机器语言的程序，它在计算机科学中具有重要的地位和作用。
本讲义将介绍编译原理与技术的基本概念、原理和常见的实现方法。
一、编译原理与技术的基本概念1.1编译器的定义与功能编译器是一种将高级语言程序转化为机器语言程序的软件工具。
它的主要功能包括语法检查、词法分析、语义分析、中间代码生成、代码优化和目标代码生成等。
1.2编译过程的基本流程编译过程主要包括源程序的词法分析、语法分析、语义分析和代码生成等阶段。
其中，词法分析将源程序转化为词法单元，语法分析将词法单元转化为语法树，语义分析将语法树转化为语义树，而代码生成将语义树转化为目标代码。
1.3语言处理器的组成与原理语言处理器包括编译器和解释器两种，它们都是将高级语言翻译成机器语言的软件工具。
编译器是将整个高级语言程序一次性地翻译成机器语言，而解释器是逐行地将高级语言程序翻译成机器语言并立即执行。
二、词法分析与语法分析2.1词法单元的定义与识别词法单元是编程语言中的一个基本单位，它由一个或多个字符组成，用于表示程序中的各种标识符、常量和运算符等。
词法分析的主要任务是将源程序中的字符序列划分为一系列的词法单元。
2.2正则表达式与有限自动机正则表达式是一种描述字符序列模式的特殊字符串，它常用于词法分析中的模式匹配。
有限自动机是一种描述正则表达式匹配过程的数学模型，它可以用于实现词法分析器。
2.3语法分析的基本原理与方法语法分析的主要任务是对词法单元序列进行分析，判断其是否符合给定的文法规则。
常用的语法分析方法有LL(1)文法分析、LR(1)文法分析和LALR(1)文法分析等。
三、语义分析与中间代码生成3.1语义分析的基本概念与原理语义分析的主要任务是对语法树进行分析，判断其是否符合给定的语义规则。
语义分析的过程包括类型检查、作用域分析和语义错误检查等。
编译原理与技术
编译原理与技术编译原理与技术是计算机科学与技术领域中一门重要的学科。
它研究的是编译器的设计原理和实现技术，是计算机软件开发过程中不可或缺的环节。
本文将从编译原理的基本概念、编译器的结构、编译过程等方面进行探讨。
一、编译原理的基本概念编译原理是指研究将高级语言程序转化为等价的机器语言程序的一门学科。
它包括两个基本概念：词法分析和语法分析。
词法分析是将源程序分解为一个个的词法单元，也就是将程序中的字符序列转换为有意义的单词。
词法分析器通常需要利用正则表达式和自动机来实现。
语法分析是根据语法规则来分析词法单元之间的关系，并将其转化为语法树或语法图。
语法分析器通常需要利用上下文无关文法和LL(1)、LR(1)等语法分析方法来实现。
二、编译器的结构编译器通常由三个主要部分组成：前端、中间端和后端。
前端是指编译器的第一个阶段，它主要负责源程序的词法分析和语法分析。
在这个阶段，编译器将源程序转换为中间表示形式，并进行语义分析和优化。
中间端是指编译器的第二个阶段，它主要负责中间表示形式的优化和转换。
在这个阶段，编译器会对中间代码进行常量传播、死代码消除等优化操作，以提高程序的执行效率。
后端是指编译器的最后一个阶段，它主要负责将中间表示形式转换为目标语言代码。
在这个阶段，编译器会将中间代码转换为目标机器代码，并进行寄存器分配、指令调度等优化操作。
三、编译过程编译过程通常包括词法分析、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步骤。
词法分析是将源程序分解为一个个的词法单元的过程。
在这个过程中，编译器会识别出关键字、标识符、常量和运算符等。
语法分析是根据语法规则来分析词法单元之间的关系，并将其转化为语法树。
在这个过程中，编译器会检查语法错误，并生成抽象语法树。
语义分析是对源程序进行语义检查的过程。
在这个过程中，编译器会检查类型是否匹配、变量是否声明等语义错误，并生成中间表示形式。
中间代码生成是将源程序转换为一种中间表示形式的过程。
教学课件 编译原理与技术
编译原理与技术
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1.5 其它与编译有关的概念和技 术
– 交叉型编译程序：运行目标程序的计算机和运 行编译程序的计算机的型号不相同 。
– 利用编译前端和后端的技术，可以设计与目标 机无关的编译程序，利用编译后端就可以改变 目标计算机，这样编译方便移植，称为可变目 标型编译程序。
– 还要对源程序进行预处理工作，包括：删除源 程序中的空格、制表符、换行、注释等不影响 程序语法、语义的结构。
编译原理与技术
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2.1 词法分析器的设计
• 高级程序语言的五种单词记号：
– 保留字 是程序语言定义的具有固定意义的英文单词， 有时称为基本字或关键字。例如，在C++中， char、 float、extern、friend、switch、new都是关键字。保留 字一般不能另作它用。
– 如果源语言是高级编程语言，目标语言是机器 代码和汇编语言这样的低级语言，这类翻译程 序就叫做编译程序或编译器。
编译原理与技术
5
1.2 什么叫编译程序
– 编译执行方式：把源程序用编译程序翻译成机 器可以执行的目标程序或目标代码，然后才能 接受输入数据运行。
源程序
目标程序
编译程序
输入数据
计算机系统 运行结果
编译原理与技术
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1.7 编译系统以及其它相关程序
– 装载器：给程序在内存器中分配一个起始地址， 载入目标机器，以便程序中的各个符号通过相 对地址可以真实地访问存储器。
– 调试器 ：用来确定编译过的程序在运行时的错 误。
– 特性器： 这是搜集运行程序行为特征的统计数 据的软件工具。
教案九编译原理与技术
教案九编译原理与技术教案九：编译原理与技术编译原理与技术是计算机科学与技术专业的一门重要课程，它涉及了程序设计语言、编译器构造以及程序的执行过程等方面的知识。
本文将从编译原理的基本概念、编译过程的各个阶段以及编译技术的应用等方面进行探讨。
一、编译原理的基本概念编译原理是计算机科学领域中的一门基础课程，它研究将高级程序设计语言翻译成低级机器语言的技术和方法。
编译原理的基本概念包括源程序、目标程序、词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成以及目标代码生成等。
1. 源程序与目标程序源程序是指使用高级语言编写的程序，包含了开发者描述程序逻辑的代码。
而目标程序是指经过编译过程处理后生成的可由机器直接执行的代码。
2. 词法分析词法分析是编译过程的第一步，其主要任务是将源程序拆分成一个个的符号，识别出其中的关键字、标识符、常量和运算符等。
词法分析器负责将源程序中的字符序列转化为记号流。
3. 语法分析语法分析是编译过程的第二步，其目标是根据语法规则（通常是文法）确定语言表达式的结构。
语法分析通过构造语言表达式的语法树来表示源程序的语法结构，以便于后续的语义分析和代码生成。
4. 语义分析语义分析是编译过程的第三步，它对文法所生成的语法树进行静态分析和语义处理，用于检查源程序中的语义错误以及进行类型检查等。
语义分析的结果将为代码生成阶段提供必要的信息。
5. 中间代码生成中间代码生成是编译过程的第四步，它将源程序转化为一种低级的中间代码表示形式。
中间代码是一种独立于具体硬件平台的表达形式，有利于在不同的机器上生成目标代码。
6. 目标代码生成目标代码生成是编译过程的最后一步，它将中间代码转化为特定硬件平台上的可执行代码。
目标代码生成的过程中，需要考虑到目标机器的体系结构、指令集以及内存管理等因素。
二、编译过程的各个阶段编译过程可以划分为词法分析、语法分析、语义分析和代码生成等阶段。
下面将对这些阶段进行详细介绍。
1. 词法分析阶段词法分析阶段的主要任务是将源程序转化为一个个的记号序列，用于后续的语法分析。
编译原理和技术
源程序 词法分析器 语法分析器
前三个阶段
完成对源程 序的分析
符号表管理器
语义分析器 中间代码生成器
出错管理器
代码优化器
代码生成器
目标程序
第一章 引 论 语句
inttoreal
60
主语 谓语
宾语
名词 (你们)
动词 (是)
定语
形容词 (优秀的)
宾语
名词 （大工学子）
中间代码生成器
也都是表达式
表达式
任何名词都可以作宾语； 如果e1和e2都是宾语，那么 • e1 和e2 • e1 与e2
也都可以作宾语 如 那么果ee11e是2也定可语以，作e2宾是语宾。语，
宾语
表达式
标识符 (initial)
+
表达式
标识符 (rate)
表达式
表达式
*
数
(60)
定语
形容词 (优秀的)
宾语
名词 （大工学子）
课程简介
课程内容
介绍编译器构造的一般原理和基本实现方法 介绍的理论知识：形式语言和自动机理论、 语法制导的定义和属性文法、类型论等
课程特点
强调形式化描述技术 强调对编译原理和技术的宏观理解，不把注 意力分散到枝节算法，不偏向于某种源语言 或目标机器
课程简介
学习的意义
它是计算机专业的核心课程。对编程语言的 设计和实现有深刻的理解，有利于学习编程 语言，知其然知其所以然。
代码优化器
temp1 := id3 * 60.0 id1 := id2 + temp1
You are good DLUTers. 英语文本改进
You are excellent DLUTers
编译原理与技术.ppt
动作
移进a 移进b 归约：Ab 移进b 移进c
2019/10/28
《编译原理与技术》讲义
12
移进－归约分析
e.g.17 用栈来实现串abbcde$的分析（2）
分析栈 $aAbc $aA $aAd $aAB $aABe $S
2019/10/28
输入串
动作
de$ de$ e$ e$ $
移进c 归约: AAbc 移进d 归约：Bd 移进e
《编译原理与技术》讲义
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e.g.21 表达式文法G2的LR分析表（续）
状
action
态 id + * ( ) $
7 s5
s4
8
s6
s11
9
r1 s7
r1 r1
10
r3 r3
r3 r3
11
r5 r5
r5 r5
goto ETF
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《编译原理与技术》讲义
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e.g.21 id*(id+id)$的移进-归约分析过程
输入串 )$ )$ )$ $ $ $ $ $
输出 r6:Fid r4:TF r1:EE+T s11:移进) r5:F(E) r3:TT*F r2:ET acc
2019/10/28
《编译原理与技术》讲义
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识别活前缀的DFA
活前缀（viable prefix）
$
r: SaABe
分析成功！
《编译原理与技术》讲义
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移进－归约分析
四种分析动作（action）
∙ 移进（shift）－将当前输入符号移入栈顶top
（why？）
∙ 归约（reduce）－当“句柄”出现在栈顶（从栈
编译原理与技术
编译原理与技术
编译原理与技术是计算机科学中的一个重要领域，它研究的是将高级编程语言翻译成机器语言的技术和方法。
编译原理与技术的目标是创建一个高效、可靠的编译器，以便将程序员编写的高级代码转换成机器能够理解和执行的低级代码。
编译原理与技术主要包括以下几个方面的内容：
1. 词法分析：词法分析器将源程序的字符流分割成一个个词法单元，比如关键字、标识符、运算符等，供后续的语法分析使用。
2. 语法分析：语法分析器根据源程序的词法单元序列，按照语法规则生成语法树或者抽象语法树，以表示源程序的结构和语义。
3. 语义分析：语义分析器对生成的语法树或者抽象语法树进行分析，检查语义错误，并进行类型检查和类型推导等工作。
4. 优化技术：编译器可以对生成的中间代码进行优化，以提高程序的执行效率。
常见的优化技术包括常量折叠、循环展开、死代码消除等。
5. 代码生成：代码生成器将优化后的中间代码转换成目标机器的机器代码，以便运行在目标机器上。
编译原理与技术的研究对于开发高效、可靠的编译器和解释器
来说至关重要。
它不仅可以帮助开发人员更好地理解编程语言的工作原理，还可以提高程序的执行效率和可维护性。
因此，编译原理与技术是计算机科学领域中一个备受关注的研究方向。
编译原理与技术
编译原理与技术
编译原理与技术是一门关于编译器设计和实现的学科，它涉及到计算机科学的许多领域，包括计算机语言、算法、数据结构和计算机硬件等。
编译器是一种将高级语言代码转换为机器代码的自动化程序。
编译原理与技术的目的是让计算机能够理解人类语言，并将其转换为计算机可执行的指令，以实现现代计算机的各种应用。
编译原理与技术包括两个主要阶段：前端和后端。
前端是指将源代码转换为中间代码的过程，它包括词法分析、语法分析、语义分析和中间代码生成等步骤。
后端是指将中间代码转换为可执行代码的过程，它包括优化、代码生成和目标代码生成等步骤。
编译器的设计和实现需要使用多种数据结构和算法，例如有限自动机、语法树、中间代码、汇编代码等。
此外，编译原理与技术还涉及到计算机硬件方面的知识，例如指令集架构和计算机内存管理等。
编译原理与技术的应用非常广泛，例如编译器、解释器、代码优化器、虚拟机等。
它对于计算机科学的研究和发展具有重要的意义，可以帮助人们更好地理解计算机语言和编程的本质，提高计算机程序的性能和可维护性。
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－ CALL proc，N 调用过程proc，参数个数为N
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《编译原理与技术》讲义
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中间代码的种类
常用的三地址代码（续）
－ return y 过程返回，返回值为y － x := y [ i ] x[ i ] := y 变址语句 － x := &y *x := y x := *y 指针操作语句 三地址代码实现形式 － 四元式： （ op, arg1, arg2, result ） － 三元式： （ op, arg1, arg2 ） － 间接三元式（三元式的指针表）
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《编译原理与技术》讲义
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中间代码的种类
－ e.g.3 1）a := b* -c + b * -c
语法树
vs. 分析树
assign
赋值语句
E
a
+
a
*
*
b@
b@
c
c
assign E
E+
E
E*E E*E
b @E b @E
c
c
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《编译原理与技术》讲义
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中间代码的种类
－ e.g.3 2）a := b* -c + b * -c
三元式
⑴⑬
⑭
⑬（*, b,c ）
⑵⑭
⑬
⑭（/, d, f ）
⑶⑮
⑮
⑮ （ + , ⑬, ⑭）
⑷⑯
⑯
⑯ （ := , a , ⑮）
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《编译原理与技术》讲义
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中间代码的种类
四元式
按编号次 序计算
计算结 果存于
方便移动，计算 大量引入临 次序容易调整 时变量
result
三元式
按编号次 序计算
编译原理与技术
中间代码生成
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《编译原理与技术》讲义
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中间代码生成
－中间代码形式 －控制流语句翻译
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《编译原理与技术》讲义
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中间代码生成
中间代码的种类 － 后缀式（逆波兰式） e.g.1 a + b * -c a b c @ * + e.g.2 1）a := b* -c + b * -c，其后缀式为 a b c @ * b c @ * + assign 2）if a>b then c := c + 1 a b > c c 1 + assign IF － 语法树 vs. 分析树 e.g.3 1）a := b* -c + b * -c，其语法树为
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中间代码的种类
常用的三地址代码
－ x := y op z 二元运算
－ x := op y 单目运算
－ x := y
值拷贝
－ goto L
无条件转移到代码标号L处
－ if x RELOP y goto L 条件转移代码：若x和y满 足RELOP关系，则转移至代码标号L处
－ param X 参数X
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中间代码的种类
e.g.4 构造表达式a+b*-4的语法树（DAG）
+
ID a
*
ID b
@
NUM 4
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中间代码的种类
三地址代码
一般形式：x := y op z 或 x := op y
e.g.5 a := b* -c + b * -c的三地址代码
① （ @, c, －） ② （ * , b, ①） ③ （ @, c, －） ④ （ * , b, ③） ⑤ （ + , ②, ④） ⑥ （:=, a, ⑤）
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中间代码的种类
e.g.7 a := b * c + d / f 的间接三元式
间接三元式 / 调整次序
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中间代码的种类
e.g.6 a := b* -c + b * -c 的四元式和三元式
四元式
vs.
三元式
1）（ @, c, －, t1） 2）（ * , b, t1, t2） 3）（ @, c, －, t3） 4）（ * , b, t3, t4） 5）（ + , t2, t4, t5 ） 6）（:=, t5,－, a）
语法树
vs. DAG
assign
assign
a
+
a
*
*
b@
b@
c
c
+ * b@Leabharlann c2020/12/4
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中间代码的种类
e.g.4 构造表达式的语法树（DAG）
产生式
语义规则
EE1 + E2 EE1 - E2 EE1 * E2 EE1 / E2 E( E1 ) E - E1 Enumber
由编号 代表
不方便移动
在代码生成 时进行临时 变量的分配
间接 按编号次 三元式 序计算
方便移动，计算 次序容易调整
在代码生成 时进行临时 变量的分配
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说明语句的翻译
一般不产生代码；仅将有关变量的属性填入 符号表（如类型、存储偏移位置－offset）
e.g. 8 一个说明语句的翻译方案 文法G1如下： PD
1）t1 := - c 2）t2 := b * t1 3）t3 := - c 4）t4 := b * t3 5）t5 := t2 + t4 6）a := t5
1’） t1 := - c 2’） t2 := b * t1 3’） t3 := t2 + t2 4’） a := t3
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《编译原理与技术》讲义
Eid
E.nptr := mkleaf(‘ID’,id.entry)
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《编译原理与技术》讲义
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中间代码的种类
e.g.4 构造表达式的语法树（DAG） E.nptr － E的语法树（根结点指针） mknode(op, left, right)－建立一个表达式语法 树结点，它的运算符为op，左、右运算对象 是left和right所指的语法树。 mkleaf(‘NUM’,number.lex_val)－ mkleaf(‘ID’,id.entry)－ 建立表达式语法树的叶子结点。
E.nptr := mknode(‘+’,E1.nptr, E2.nptr) E.nptr := mknode(‘-’,E1.nptr, E2.nptr) E.nptr := mknode(‘*’,E1.nptr, E2.nptr) E.nptr := mknode(‘/’,E1.nptr, E2.nptr) E.nptr := E1.nptr E.nptr := mknode(‘@’,E1.nptr, －) E.nptr := mkleaf(‘NUM’,number.lex_val)