第 1 章引论

1.1. 程序设计语言与编译

1. 程序设计语言

高级语言
汇编语言（机器语言的抽象）
机器语言

2. 程序设计语言的转换

翻译
- 把某种语言源程序在不改变语义的条件下，转换成另一种语言程序
编译
- 专指由高级语言转换为低级语言
- 编译的转换过程
  - 两阶段转换：编译 → 运行
  - 三个阶段的转换：编译 → 汇编 → 运行
解释
- 接收某高级语言的一个语句输入，进行解释并控制计算机执行，马上得到这句执行结果，然后再接受下一句
- 不产生目标程序，一边解释一边执行

1.2. 编译程序概述编译程序的工作

1. 词法分析

任务
- 输入源程序，对构成源程序的字符串进行扫描和分解，识别出一个个单词
- 单词
  - 高级语言中有实在意义的最小语法单位
词法分析按照词法规则，识别出正确的单词，转换成统一规格
- 转换
  - 对基本字、运算符、界限符的转换
  - 标识符的转换
  - 常数的转换
  - 转换完成后的格式：（类号，类码）
- 描述词法规则的有效工具是正规式和有限自动机

2. 语法分析（判断功能）

任务
- 由单词组成短语、子句、语句、过程、程序，构造语法分析树
语法规则
- 语言的规则，又称文法；规定单词如何构成短语、语句、过程和程序
语法规则的表示
- BNF: $\displaystyle{ A : : = B \mid C }$ 或 $A\rightarrow B|C$ 读作“定义为”
语法分析的方法
- 推导 derive 和归约 reduce
  - 推导
    - 最右推导，最左归约
  - 归约
    - 最左推导，最右归约

\begin{aligned} <D>&::=<T>\,<IDS>;\\ <T>&::=\mathbf{int|real|char|bool}\\ <IDS>&::=\mathbf{id}|<IDS>,\mathbf{id} \end{aligned}

int a, b, c;

graph LR D{"<D>"} T{"<T>"} com1[,] com2[,] IDS1{"<IDS>"} IDS2{"<IDS>"} IDS3{"<IDS>"} int[int] id1[id] id2[id] id3[id] D-->T-->int semi[";"] D-->semi D-->IDS1-->IDS2-->IDS3 IDS1-->id1 IDS2-->id2 IDS2-->com1 IDS3-->id3 IDS3-->com2

%%{init: {'theme':'dark'}}%% graph LR D{"<D>"} T{"<T>"} com1[,] com2[,] IDS1{"<IDS>"} IDS2{"<IDS>"} IDS3{"<IDS>"} int[int] id1[id] id2[id] id3[id] D-->T-->int semi[";"] D-->semi D-->IDS1-->IDS2-->IDS3 IDS1-->id1 IDS2-->id2 IDS2-->com1 IDS3-->id3 IDS3-->com2

3. 语义分析和中间代码生成

收集标识符的属性信息
- 种属
- 类型
- 存储位置、长度
- 值
- 作用域
- 参数和返回值信息
语义检查

4. 优化

为改进代码所进行的等价程序变换，使其运行的更快一些、占用空间更少一些，或者二者兼顾。

5. 目标代码生成

目标代码生成以源程序的中间表示形式作为输入，并把它映射到目标语言。
目标代码生成的一个重要任务是为程序中使用的变量，合理分配计算器。

第 1 章 引论