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編譯(compilation , compile)

編譯就是把高級語(yǔ)言變成計算機可以識別的2進(jìn)制語(yǔ)言，計算機只認識1和0，編譯程序把人們熟悉的語(yǔ)言換成2進(jìn)制的。 編譯程序把一個(gè)源程序翻譯成目標程序的工作過(guò)程分為五個(gè)階段：詞法分析；語(yǔ)法分析；中間代碼生成；代碼優(yōu)化；目標代碼生成。主要是進(jìn)行詞法分析和語(yǔ)法分析，又稱(chēng)為源程序分析，分析過(guò)程中發(fā)現有語(yǔ)法錯誤，給出提示信息。 

（1） 詞法分析 詞法分析的任務(wù)是對由字符組成的單詞進(jìn)行處理，從左至右逐個(gè)字符地對源程序進(jìn)行掃描，產(chǎn)生一個(gè)個(gè)的單詞符號，把作為字符串的源程序改造成為單詞符號串的中間程序。執行詞法分析的程序稱(chēng)為詞法分析程序或掃描器。 源程序中的單詞符號經(jīng)掃描器分析，一般產(chǎn)生二元式：?jiǎn)卧~種別；單詞自身的值。單詞種別通常用整數編碼，如果一個(gè)種別只含一個(gè)單詞符號，那么對這個(gè)單詞符號，種別編碼就完全代表它自身的值了。詞法分析器一般來(lái)說(shuō)有兩種方法構造：手工構造和自動(dòng)生成。手工構造可使用狀態(tài)圖進(jìn)行工作，自動(dòng)生成使用確定的有限自動(dòng)機來(lái)實(shí)現。 

（2） 語(yǔ)法分析 編譯程序的語(yǔ)法分析器以單詞符號作為輸入，分析單詞符號串是否形成符合語(yǔ)法規則的語(yǔ)法單位，如表達式、賦值、循環(huán)等，最后看是否構成一個(gè)符合要求的程序，按該語(yǔ)言使用的語(yǔ)法規則分析檢查每條語(yǔ)句是否有正確的邏輯結構，程序是最終的一個(gè)語(yǔ)法單位。編譯程序的語(yǔ)法規則可用上下文無(wú)關(guān)文法來(lái)刻畫(huà)。 語(yǔ)法分析的方法分為兩種：自上而下分析法和自下而上分析法。自上而下就是從文法的開(kāi)始符號出發(fā)，向下推導，推出句子。而自下而上分析法采用的是移進(jìn)歸約法，基本思想是：用一個(gè)寄存符號的先進(jìn)后出棧，把輸入符號一個(gè)一個(gè)地移進(jìn)棧里，當棧頂形成某個(gè)產(chǎn)生式的一個(gè)候選式時(shí)，即把棧頂的這一部分歸約成該產(chǎn)生式的左鄰符號。 

（3） 中間代碼生成 中間代碼是源程序的一種內部表示，或稱(chēng)中間語(yǔ)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(jiǎn)單明確，特別是可使目標代碼的優(yōu)化比較容易實(shí)現。中間代碼即為中間語(yǔ)言程序，中間語(yǔ)言的復雜性介于源程序語(yǔ)言和機器語(yǔ)言之間。中間語(yǔ)言有多種形式，常見(jiàn)的有逆波蘭記號、四元式、三元式和樹(shù)。 

（4） 代碼優(yōu)化 代碼優(yōu)化是指對程序進(jìn)行多種等價(jià)變換，使得從變換后的程序出發(fā)，能生成更有效的目標代碼。所謂等價(jià)，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(shí)間較短，以及占用的存儲空間較小。這種變換稱(chēng)為優(yōu)化。 有兩類(lèi)優(yōu)化：一類(lèi)是對語(yǔ)法分析后的中間代碼進(jìn)行優(yōu)化，它不依賴(lài)于具體的計算機；另一類(lèi)是在生成目標代碼時(shí)進(jìn)行的，它在很大程度上依賴(lài)于具體的計算機。對于前一類(lèi)優(yōu)化，根據它所涉及的程序范圍可分為局部?jì)?yōu)化、循環(huán)優(yōu)化和全局優(yōu)化三個(gè)不同的級別。 

（5） 目標代碼生成 目標代碼生成是編譯的最后一個(gè)階段。目標代碼生成器把語(yǔ)法分析后或優(yōu)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(yǔ)言代碼，所有地址都重定位； ② 待裝配的機器語(yǔ)言模塊，當需要執行時(shí)，由連接裝入程序把它們和某些運行程序連接起來(lái)，轉換成能執行的機器語(yǔ)言代碼； ③ 匯編語(yǔ)言代碼，須經(jīng)過(guò)匯編程序匯編后，成為可執行的機器語(yǔ)言代碼。 目標代碼生成階段應考慮直接影響到目標代碼速度的三個(gè)問(wèn)題：一是如何生成較短的目標代碼；二是如何充分利用計算機中的寄存器，減少目標代碼訪(fǎng)問(wèn)存儲單元的次數；三是如何充分利用計算機指令系統的特點(diǎn)，以提高目標代碼的質(zhì)量。

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