[工學]編譯原理第1章(編輯修改稿)
2024-11-11 12:01 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 sum∶ =first+count*10 表示為 : id1∶ =id2+id3*10 詞法分析階段的任務是讀字符流的源程序、從中識別并構成單詞。 一個 Pascal源程序片斷： position := initial + rate * 60； 詞法分析后可能返回： 單詞類型 單詞值 標識符 position 算符 (賦值 ) := 標識符 initial 算符 (加 ) + 標識符 rate 算符 (乘 ) * 整數(shù) 60 界符 (分號 ) ； 一個 C源程序片斷： int a。 a = a + 2。 詞法分析后可能返回 : 單詞類型 單詞值 保留字 int 標識符 a 界符 。 標識符 a 算符 (賦值 ) = 標識符 a 算符 (加 ) + 整數(shù) 2 界符 ； 有關的英文 詞法分析 lexical analysis 或者 scanning 單詞 token 保留字 resered word 標識符 identifier(userdefined name) 語法分析 語法分析是編譯過程的第二個階段。語法分析的任務是在詞法分析的基礎上將單詞序列分解成各類語法短語，如 “ 程序 ” ， “ 語句 ” ， “ 表達式 ” 等等。一般這種語法短語，也稱語法單位可表示成語法樹，比如上述程序段中的單詞序列： id1∶=id2+id3*10 經(jīng)語法分析得知其是 PASCAL語言的 “ 賦值語句 ” ，表示成如下頁圖所示的語法樹 id1∶=id2+id3*10 id1∶=id2+id3*10 語法分析所依據(jù)的是語言的語法規(guī)則，即描述程序結構的規(guī)則。通過語法分析確定整個輸入串是否構成一個語法上正確的程序。程序的結構通常是由遞歸規(guī)則表示的，例如，我們可以用下面的規(guī)則來定義表達式： (1) 任何標識符是表達式。 (2) 任何常數(shù) (整常數(shù)、實常數(shù) )是表達式。 (3) 若表達式 1和表達式 2都是表達式，那么：表達式 1+表達式 2以及表達式 1 * 表達式 2都是表達式。 類似地，語句也可以遞歸地定義，如 (1) 標識符 ∶ =表達式是語句。 (2) while(表達式 )do語句和 if(表達式 )then語句 else語句都是語句。 詞法分析和語法分析本質(zhì)上都是對源程序的結構進行分析。但詞法分析的任務僅對源程序進行線性掃描即可完成，比如識別標識符，因為標識符的結構是字母打頭的字母和數(shù)字串，這只要順序掃描輸入流，遇到既不是字母又不是數(shù)字字符時，將前面所發(fā)現(xiàn)的所有字母和數(shù)字組合在一起而構成單詞標識符。但這種線性掃描則不能用于識別遞歸定義的語法成分，比如就無法僅用線性掃描去匹配表達式中的括號。 語義分析 語義分析階段的任務是審查源程序有無語義錯誤。源程序中有些語法成分，按照語法規(guī)則去判斷，它是正確的，但它不符合語義規(guī)則。比如使用了沒有聲明的變量；或者給一個過程名賦值；或者調(diào)用函數(shù)時參數(shù)類型不合適或者參加運算的兩個變量類型不匹配等等。比如下邊的程序片段： int arr[2],c。 c = arr1 * 10 。 其中的賦值語句是符合語法規(guī)則的，但是因為沒有聲明變量 arr1，而存在語義錯。 一般，語義分析的工作還包括類型審查，類型提升以及為代碼生成階段收集類型信息 . 比如審查每個算符是否實施于具有語言規(guī)范允許的運算對象，當不符合語言規(guī)范時，編譯程序應報告錯誤。又比如對實數(shù)用作數(shù)組下標的情況報告錯誤。又比如某些語言規(guī)定運算對象可被強制，那么當二目運算施于一個整型量和一個實型量時，編譯程序應將整型量自動轉換成實型量而不能認為是源程序的錯誤，或者給出警告信息后將整型量自動轉換成實型量。 假如在賦值語句 sum∶ =first+count*10中，算符 *的兩個運算對象分別是 count和 10,而 count是實型變量， 10是整型量。語義分析階段進行類型審查之后，將 整型量提升為實型量 。在語法分析所得到的分析樹上增加一個一目算符結點，這個結點的名稱為 inttoreal，表示進行將整型量變成實型量的語義處理 sum∶=first+count*10 count是實型變量 我們來總結一下語義分析主要的任務 完成靜態(tài)語義審查和處理 上下文相關性審查 類型匹配審查 類型轉換 中間代碼生成階段 在進行了上述的詞法分析，語法分析和語義分析階段的工作之后，有的編譯程序將源程序變成一種內(nèi)部表示形式，這種內(nèi)部表示形式叫做中間語言或中間代碼。所謂“ 中間代碼 ” 是一種結構簡單、含義明確的記號系統(tǒng)，這種記號系統(tǒng)可以設計為多種多樣的形式，重要的設計原則為兩點：一是容易生成；二是容易將它翻譯成目標代碼。很多編譯程序采用了一種近似 “ 三地址指令 ” 的 “ 四元式 ”中間代碼，這種四元式的形式為： (運算符，運算對象 1，運算對象 2，結果 )。 如源程序 sum ∶ = first+count*10可生成四元式序列，如下所示，其中 ti
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