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編譯(compilation , compile)

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

（1） 詞法分析 詞法分析的任務是對由字符組成的單詞進行處理，從左至右逐個字符地對源程序進行掃描，產生一個個的單詞符號，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(zhí)行詞法分析的程序稱為詞法分析程序或掃描器。 源程序中的單詞符號經掃描器分析，一般產生二元式：單詞種別；單詞自身的值。單詞種別通常用整數(shù)編碼，如果一個種別只含一個單詞符號，那么對這個單詞符號，種別編碼就完全代表它自身的值了。詞法分析器一般來說有兩種方法構造：手工構造和自動生成。手工構造可使用狀態(tài)圖進行工作，自動生成使用確定的有限自動機來實現(xiàn)。 

（2） 語法分析 編譯程序的語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法規(guī)則的語法單位，如表達式、賦值、循環(huán)等，最后看是否構成一個符合要求的程序，按該語言使用的語法規(guī)則分析檢查每條語句是否有正確的邏輯結構，程序是最終的一個語法單位。編譯程序的語法規(guī)則可用上下文無關文法來刻畫。 語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歸約法，基本思想是：用一個寄存符號的先進后出棧，把輸入符號一個一個地移進棧里，當棧頂形成某個產生式的一個候選式時，即把棧頂?shù)倪@一部分歸約成該產生式的左鄰符號。 

（3） 中間代碼生成 中間代碼是源程序的一種內部表示，或稱中間語言。中間代碼的作用是可使編譯程序的結構在邏輯上更為簡單明確，特別是可使目標代碼的優(yōu)化比較容易實現(xiàn)。中間代碼即為中間語言程序，中間語言的復雜性介于源程序語言和機器語言之間。中間語言有多種形式，常見的有逆波蘭記號、四元式、三元式和樹。 

（4） 代碼優(yōu)化 代碼優(yōu)化是指對程序進行多種等價變換，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，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間較短，以及占用的存儲空間較小。這種變換稱為優(yōu)化。 有兩類優(yōu)化：一類是對語法分析后的中間代碼進行優(yōu)化，它不依賴于具體的計算機；另一類是在生成目標代碼時進行的，它在很大程度上依賴于具體的計算機。對于前一類優(yōu)化，根據(jù)它所涉及的程序范圍可分為局部優(yōu)化、循環(huán)優(yōu)化和全局優(yōu)化三個不同的級別。 

（5） 目標代碼生成 目標代碼生成是編譯的最后一個階段。目標代碼生成器把語法分析后或優(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(zhí)行的機器語言代碼，所有地址都重定位； ② 待裝配的機器語言模塊，當需要執(zhí)行時，由連接裝入程序把它們和某些運行程序連接起來，轉換成能執(zhí)行的機器語言代碼； ③ 匯編語言代碼，須經過匯編程序匯編后，成為可執(zhí)行的機器語言代碼。 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問題：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，減少目標代碼訪問存儲單元的次數(shù)；三是如何充分利用計算機指令系統(tǒng)的特點，以提高目標代碼的質量。

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