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日志

【编程】编译器组件

热度 157已有 264 次阅读2024-6-19 03:45 |个人分类:编程|系统分类:兴趣分享

词法分析器(Lexical Analyzer):

  词法分析器是编译器的第一个组件,它输入源程序,输出单词符号。单词是程序的基本语言单位,通常,输出的单词符号表示成二元式:<单词种类,单词符号的属性值>,包括关键字、标识符、字面量、运算符、界限符等。
  构造一个词法分析器根据的是内部的确定有限自动机(DFA)的状态转移矩阵,通常利用正规文法与非确定有限自动机(NFA)的等价性转换成NFA,再利用NFA与DFA的等价性转换成DFA。通过DFA的状态转移矩阵,可以很方便地识别源程序的单词符号。

语法分析器(Syntax Analyzer):

  以词法分析器生成的单词符号序列作为输入,在分析过程中验证这个单词符号序列是否是该程序设计语言的文法的一个句子,建立语法分析树。
  语法分析树是一个句型推导过程的树形表示,简称语法树。上下文无关文法(CFG)是定义语法规则的一种常见形式,它描述了语句中各个部分的组合方式。若一个文法存在某个句子对应两棵不同的语法树,则称这个文法是二义的,会给语法分析带来不确定性。通常使用通过附加限制性条件或改写原有文法来消除二义性。
  语法分析器可以采用自顶向下或自底向上的分析方法。递归下降分析法或预测分析法(LL(1)分析法)属于自顶向下分析,通常需要消除左递归和回溯;算符优先分析法、LR(k)分析法或SLR(1)分析法属于自底向上分析,通常需要消除S-R冲突和R-R冲突。

语义分析器(Semantic Analyzer):

  语义分析器检查源代码的语义,确保它们在语言的语境中有意义。它使用属性文法来增强CFG,生成依赖图通过拓扑排序法或直接在语法树上通过循环递归法在语法分析的同时进行语义检查。如果语法树的属性文法是S属性定义或L属性定义的,则可以在语法树生成同时进行的语义分析,优化内存消耗。
  语义分析器还会将语法树转化为中间代码,这是一种介于高级编程语言与低级语言的表示,编译器在此之前的部分被称为前端,在此之后的部分被称为后端,替换前端的编译器可以分析另一种高级编程语言,替换后端的编译器可以将编程语言在另一种机器上运行。
  中间代码的形式可以是逆波兰表达式、有向无环图(DAG)、抽象语法树(AST)、三地址代码等。


中间代码优化器(Intermediate Code Optimizer):

  中间代码优化器负责对中间代码进行优化,以提高生成代码的效率。通常采用常量折叠、消除公共子表达式或删除死代码等方式,可以在不改变程序行为的前提下,减少不必要的操作、简化计算或重新组织代码结构。


目标代码生成器(Object Code Generator):

  目标代码生成器将优化后的中间代码转换为目标机器代码或汇编代码。这个过程涉及到为特定的机器或处理器选择适当的指令和寄存器。生成的代码是机器可以直接执行或汇编器可以进一步处理的指令序列。
  
符号表管理器(Symbol Table Management):
  符号表是编译器用于存储程序中出现的标识符(如变量名、函数名等)及其相关信息(如类型、作用域、地址等)的数据结构。符号表管理负责创建、维护和查询这个表,以便在编译过程中的各个阶段使用。例如,在语义分析阶段,编译器需要检查变量是否已经声明,以及它的类型是什么,这些信息都存储在符号表中。

错误处理器(Error Handling):
  错误处理器负责检测和处理源代码中的错误。这些错误可能包括语法错误、类型错误、未声明的变量等。编译器需要在发现错误时提供有用的反馈,帮助程序员定位和修复问题。错误处理器通常会在词法分析、语法分析和语义分析阶段时工作,有的编译器在中间代码优化和目标代码生成阶段也涉及错误处理。
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发表评论 评论 (1 个评论)

回复 白冥 2024-6-19 03:47
写编译器的人绝对是个人才,可惜我不是

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