第01章 编译原理概述

目标程序
3、当源程序处理完后， 进行善后处理，优化目 标程序。 43
1.4.2 多遍编译程序
……
O.P
上一遍的结果是下一遍的输入，最后一遍生成目标程序。
41
1.4.1 单遍编译程序

单遍编译程序只对源程序进行一遍扫描，就完成 编译的各项任务，产生目标代码。在单遍编译程 序中，不产生中间代码，往往以语法分析程序为 中心，词法分析和语义分析作为语法分析的子程 序。
语法分析函数 ｛ 词法分析子程序； 语义分析子程序； ｝
<表达式>::=“(”<表达式>“)” | <标识符> | <整数> | <实数>
27
语法分析与语文中分析句子成分相类似，根据句子 由主语、谓语组成，谓语由动词、宾语组成等语言规则， 可对句子“猴子吃香蕉”的进行分析，分析过程常用语 法树来表示句子。
句子
主语
谓语
名词(猴子)
动词(吃)
宾语
名词(香蕉) 图1.5句子“猴子吃香蕉”的语法分析树
运 行 结 果
编译阶段
汇编阶段
运行阶段
17
编译到被执行的过程
3、从源程序的编译到执行只有一个阶段—— 解释执行阶段（解释方式）
源程序
数据
解 释 程 序
结果
在解释方式下，最终并不生成目标程序，这是编译 方式与解释方式的根本区别。 18
1.3 编译程序的组成

按照编译程序的执行过程和所完成的任 务，编译分成前后两个阶段：分析阶段 和综合阶段。

编译程序
若源程序是用高级语言书写，经加工后得到目标程序， 上述翻译过程称“编译”（Compile）。
汇编程序与编译程序都是翻译程序，主要区别是加工对象的 不同。由于汇编语言格式简单，常与机器语言之间有一一对 应的关系。汇编程序所要做的翻译工作比编译程序简单的多。
15
编译到被执行的过程
1、编译程序的目标程序是机器语言（编译方式）
26
错 误 处 理
1.3.2 语法分析程序源自编译程序的核心 任务：根据语法规则（即语言的文法）， 分析并识别出各种语法成分（如表达式、 语句、函数等），并进行语法正确性检 查。
文法
<赋值语句>::=<标识符>“=”<表达式> <表达式>::=<表达式>“+”<表达式> | <表达式>“*”<表达式>
标识符类型 类型 地址
1（表示变量） 1（表示整型） 0001

标识符名
aaa
每个阶段中都要有： 符号表管理和错误处理
38
1.3.7 错误处理

诊察错误，并能报告用户错误性质和位 置
出错处理能力的优劣是衡量编译程序质 量好坏的一个重要指标

39
典型的编译程序具有7个逻辑部分
S.P
词法分析程序
符 号 表 管 理
(+,x,1,t4)
(=,t4,_,z)
代码优化不是编译程序的必要组成部分，不同的 编译程序所进行的代码优化程度差别很大，能够 完成代码优化的编译程序称为“优化编译程序”。 35
S.P
词法分析程序 符 号 表 管 理
语法分析程序 语义分析及生成中间代码程序 代码优化程序 代码生成程序 O.P
36
错 误 处 理
[3] 陈意云等编著，《编译原理》，高等教育出版 社。
„„
3
成绩评定

平时成绩
出勤率
30％
课后作业
课程设计（编译器）

期末考试
70％
4
作业

课后题：

第1、2、3、4、7、10章全部课后习题 第5章：1、2、3小题 第6章：1小题

课程设计
5
程序语言中涉及编译的一些问题？
1. 为什么有些语言规定标识符不能超过8个字符？而有些语 言对标识符的长度无限制？ 2. 为什么有些语言能实现递归，而有些语言不能？
28
如何画 a=10*(c+20) 的语法 表达式: a=10+c*20 分析树？
表达式 ID（a）
表达式
=
+
表达式
项 项 * 因子
项 因子
NUM （10）
因子
ID（c）
NUM（20）
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S.P
词法分析程序 符 号 表 管 理
语法分析程序 语义分析及生成中间代码程序 代码优化程序 代码生成程序 O.P
源程序
用汇编语言或高级语言编写的程序称为源程序
目标程序
用目标语言所表示的程序 目标语言：可以是介于源语言和机器语言之间 的“中间语言”，可以是某种机器的机器语言,也可 以是某机器的汇编语言
翻译程序
将源程序转换为目标程序的程序称为翻译程序 。它是指各种语言的翻译器，包括汇编程序和编译 程序，是汇编程序、编译程序以及各种变换程序的 13 总称
34
错 误 处 理
1.3.4 代码优化

任务：对中间代码进行加工变换，以得 到高质量的目标代码
而优化后的代码如下：
(=,6.28,_,x) (*,10,a,y) (=,7.28,_,z)
有四元式指令代码如下：
(*，3.14，2，t1) (=,t1,_,x) (*,2,5,t2) (*,t2,a,t3) (=,t3,_,y)
表达式
ID（a） 表达式 项 因子 NUM （10） = + 项 因子 表达式 项 * 因子
NUM（20）
ID（c）
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例如表达式
(a+b)*(c+d) 翻译成四元的中间 代码如下： (+ , a , b , t1) (+ , c , d , t2) (* , t1 , t2 , t3)
中间代码生成
文法和语言（文法、推导、句型、归约、语法树） 词法分析（词法分析、正规表达式、正规文法、NFA、 DFA） 语法分析（自顶向下：递归下降分析、LL(1)；自底向 上：LR分析法）


语义制导翻译（属性文法翻译、语法制导翻译）
运行环境（符号表管理、存储分配） 语义分析和代码生成 代码优化
11
22
例如：a=10+c*20
a = 1 0 + C * 2 0 a = 10 + C * 2 0 a = 10 + C * 20
符号
100
记号
ID
单词
a
21 200
22 100 25 200
= NUM
+ ID * NUM
= 10
+ c * 20
23
例
res=fact *(term1+term2);
源程序、翻译程序、目标程序 三者关系：
源程序
SOURCE PROGRA M
翻译程序
TRANSLATE R
目标程序
OBJECT PROGRAM
即源程序是翻译程序的输入，目标程序是翻译 程序的输出
14
1.2 翻译程序

汇编程序
若源程序用汇编语言书写，经过翻译程序得到用机器语 言表示的程序，这时的翻译程序就称之为汇编程序，这种翻 译过程称为“汇编”(Assemble）。
错误处理
分析阶段
词法 分析 语法 分析 语义 分析 符号表 代码 优化
综合阶段
目标代码 生成
19
对比

翻译外文资料：
1、能识别出句子中的一个单词（词法分析）；
2、分析句子的语法结构（语法分析）；
4、对译文进行修饰（代码优化）； 5、写出最后的译文（目标代码生成）。
20
3、根据句子的含义进行初步翻译（语义分析）；
结果 IDN
‘ =’ IDN ‘*’ ‘ (’ IDN ‘ +’ IDN res
fact
term1
term2
24
‘ )’ ‘ ;’
对比

中文句子划分 “我们是一家人” 我们 是 一家人
“我是大学生”
我
是
大学生
“叔叔亲了我妈妈也亲了我”
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S.P
词法分析程序 符 号 表 管 理
语法分析程序 语义分析及生成中间代码程序 代码优化程序 代码生成程序 O.P
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错 误 处 理
1.3.3 语义分析及中间代码生成 程序

任务：依据语义规则对识别出的各种语法 成分析其含义，并进行初步翻译，生成中 间代码。
静态：
分析语法成份的含义，进行语义上的正确性检查
动态： 根据相应语义，生成中间代码（介于源语言和目 31 标语言之间的中间语言形式）
表达式：a=10+c*20
1.3.5 目标代码生成

任务：把中间代码变换成特定机器上的 低级语言代码
目标代码的形式可以是绝对指令代码、 可重定位的机器指令代码或汇编指令代 码。

37
1.3.6 符号表管理

填表：把源程序中的信息和编译过程中 所产生的信息登记在表格中
查表：在随后的编译过程中同时又要不 断的查找这些表格中的信息
LOAD a 将a的内容加载到操作数栈 LOAD b 将a的内容加载到操作数栈 ADD STO t1 将操作数栈顶的两个单元的内容相加 将操作数栈顶的内容存入单元t1
LOAD c 将c的内容加载到操作数栈 LOAD d 将d的内容加载到操作数栈 ADD 将操作数栈顶的两个单元的内容相加
翻译成某个抽象机的 汇编指令代码：
STO t2 将操作数栈顶的内容存入单元t2 LOAD t1 将t1的内容加载到操作数栈 LOAD t2 将t2的内容加载到操作数栈