編譯簡介

首先來看編譯的定義：
編譯
1、利用編譯程序從源語言編寫的源程序產生目標程序的過程。
2、用編譯程序產生目標程序的動作。 編譯就是把高級語言變成計算機可以識別的2進制語言，計算機只認識1和0，編譯程序把人們熟悉的語言換成2進制的。
  編譯程序把一個源程序翻譯成目標程序的工作過程分為六個階段：
 掃描 、語法分析、語義分析、源代碼優化、代碼生成以及目標代碼優化
  主要是進行語義分析和語法分析，又稱為源程序分析，分析過程中發現有語法錯誤，給出提示信息。

編譯過程圖解

編譯過程介紹

看一下一個簡短的代碼：

array[index] = (index + 4) * (2 + 6);

詞法分析

首先源代碼會被輸入到掃描器，掃描器對源碼進行詞法分析。
詞法分析一般產生以下幾類記號：關鍵字、標識符、字面量（數字、字符串等）和特殊符號。
同時在識別記號的同時，掃描器也會完成其他工作，如將標識符放在符號表，將數字、字符串常量放在文字表等。

語法分析

語法分析器將對由掃描器產生的記號進行語法分析，從而產生語法樹。
簡單的說，由語法分析器產生的語法樹就是以表達式為節點的樹。符號和數字是其中最小的表達式

以下是個例子：
在這里插入圖片描述

語義分析

語義分析由語義分析器來完成。語法分析僅僅是完成了對表達式的語法層面分析。但它并不了解這個語句是否真正的有意義
編譯器所能分析的語義是靜態語義（在編譯期可以確定的語義）。
靜態語義通常包括聲明和類型的匹配，類型的轉換

上圖語法樹經過語義分析將會成為以下形式：
在這里插入圖片描述

中間語言生成

中間代碼是源程序的一種內部表示，或稱中間語言。
中間代碼的作用是可使編譯程序的結構在邏輯上更為簡單明確，特別是可使目標代碼的優化比較容易實現中間代碼，即為中間語言程序，中間語言的復雜性介于源程序語言和機器語言之間。
中間語言有多種形式，常見的有逆波蘭記號、四元式、三元式和樹。

其中比較常見的就是三段地址碼：

x = y op z

中間代碼使得編譯器可以被分為前端和后端。編譯器前端負責產生機器無關的中間代碼，編譯器后端將中間轉換成目標機器代碼。

目標代碼的生成和優化

目標代碼生成是編譯的最后一個階段。目標代碼生成器把語法分析后或優化后的中間代碼變換成目標代碼。
目標代碼有三種形式：
① 可以立即執行的機器語言代碼，所有地址都重定位；
② 待裝配的機器語言模塊，當需要執行時，由連接裝入程序把它們和某些運行程序連接起來，轉換成能執行的機器語言代碼；
③ 匯編語言代碼，須經過匯編程序匯編后，成為可執行的機器語言代碼。

代碼優化是指對程序進行多種等價變換，使得從變換后的程序出發，能生成更有效的目標代碼。
所謂等價，是指不改變程序的運行結果。
所謂有效，主要指目標代碼運行時間較短，以及占用的存儲空間較小。這種變換稱為優化。

編譯器后端主要包括代碼生成器和目標代碼優化器。
代碼生成器將中間代碼轉換成目標代碼。

參考文獻

[1] 俞甲子 石凡 潘愛明．程序員的自我修養．電子工業出版社，2009.4．
[2] 百度百科 https://baike.baidu.com/item/%E7%BC%96%E8%AF%91

本文鏈接：https://blog.csdn.net/shenmingxueIT/article/details/107136878

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編譯過程介紹

詞法分析

語法分析

語義分析

中間語言生成

目標代碼的生成和優化

參考文獻

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