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思维导图

引论

什么是编译程序?

把某一种高级语言程序等价的转换成另一种低级语言程序的程序

编译过程都包括哪些阶段?

词法分析、语法分析、语义分析与中间代码生成、中间代码优化、目标代码生成

画出编译程序的结构框图.

符号表管理程序——词法分析器 ————————错误处理程序
语法分析器
语义分析+中间代码生成器
优化器
目标代码生成器

编译程序和解释程序的区别是什么?

解释程序或者直接一边解释一边执行源程序，或者将源程序翻译成某种中间表示形式后再加以执行。控制权在解释器;
编译程序则是将源程序翻译成目标语言程序，然后在计算机上运行目标程序，控制权在目标程序。

遍和阶段的概念,为什么要用遍?

遍：对源程序或中间表示从头到尾扫描一次，并作有关的加工处理，形程新的中间结果或目标程序
一遍可有若干阶段，一个阶段可有若干遍
分成若干遍为了让程序结构更清晰，使程序可读性更强。

词法分析

单词分类、词法分析的输入输出

分类：基本字、标识符、常数、运算符、界符
输入：源程序 输出：单词符号

单词构词规则

表示形式：单词种别+单词符号属性值
单词种别常用整数编码表示：

1、若一个种别只有一个单词符号：
则种别编码就代表该单词符号,
一般来说,基本字、运算符和界符都是一符一种。·若一个种别有多个单词符号，

2、若一个种别多个单词符号：
则对于每个单词符号,给出种别编码和属性信息。
标识符单列一种:属性就是存放它的有关信息的指针。
常数按类型分种:常数的值则表示成标准的二进制形式。

文法和语言的概念及其相互推导

语言：一个字母表的任意子集L称为该字母表的一个语言，语言中的一个值称为一个句子。
文法：用来描述语言语法结构的形式规则。
文法的语言：文法产生的所有终结符串构成的集合。

最左和最右推导，求语法树

最左推导：每次替换最左非终结符
最右推导：每次替换最右非终结符

语法树：每个节点是Vt、Vn，根节点是S、叶子节点是Vt

二义性问题

文法二义性：一个文法某个句子存在两棵语法树。
语言二义性：存在一个文法有二义性问题。

文法分类：

如思维导图
0、1、2、3型

正规表达式、正规集：

对字母表，若a是字母，a是一个正规集
正规集的交、并、结合等都是正规集

自动机

简介：一个模型，逐个读取输入的符号，依据输入跳转到状态。

DFA和NFA的构造

1、正规式——DFA
2、NFA确定化
3、DFA最小化

语法

输入输出

输入：单词符号
输出：语法分析树

自上而下的问题以及解决办法

问题：左递归、回溯、虚假匹配、分析不成功，不知道出错的位置、效率低，代价高

解决：左递归变右递归、提取左因子消除回溯、FIRST+FOLLOW、LL(1)、预测分析表

自下而上的核心问题

识别可规约串进行规约

规范归约与最右推导

规范规约：最右推导逆过程
规范规约推导的句型：规范句型
规范规约实质：出现句柄，就规约

短语、直接短语、句型、句柄

短语：语法树子树
直接短语：语法树同一层的短语
句型：含Vt或Vn的字符串
句柄：最左直接短语

前缀、活前缀、有效项目

前缀：字符串前缀
活前缀：句柄的一个前缀
有效项目：活前缀A推导出的字符串B，B是A的有效项目
项目集规范族：一堆项目，项目通过->构成一个DFA，DFA可以识别活前缀

将语义分析放到语法分析中

语法制导翻译

将静态语义检查与中间代码生成结合到语法分析中进行。

语法制导定义

在上下文无关文法的基础上，为Vt、Vn配备了一组属性 ，为 Vn->Vt配备了一套语义规则。

属性文法

语义规则函数不具有副作用的语法制导定义。
非副作用：只计算属性值

S-L属性文法

综合属性：在分析树节点N上的非终结符A，其综合属性只能通过N的子节点或N本身的属性定义。
继承属性：在分析树节点N上的非终结符A，其继承属性只能通过N的兄弟、父节点或N本身的属性定义。
S属性文法：一个语法制导定义只使用综合属性。
L属性文法：一个语法制导定义只使用继承属性。

翻译模式

将属性（值）与文法符号（Vt、Vn）相关联，并将语义规则用“{}”亏起来，插入产生式右部的合适位置来描述语言结构。

抽象语法树

在语法树中去掉对翻译不必要的信息，从而获得更有效的源程序中间标识，这种经变换后的语法树成为抽象语法树。

中间语言的表示与语法制导翻译实例

为什么要用中间语言

便于进行与机器无关的代码优化工作
编译一致
使程序的结构在逻辑上简单明确

中间语言表示形式

逆波兰表达式、三元式、间接三元式、四元式

语句的翻译实例

说明语句的翻译
赋值语句的翻译
控制语句的翻译

符号表

符号表构成

名称栏
信息栏：记录不同属性（类型、种属、大小、存储指针）

符号表作用

1、登记标识符属性信息
2、查找符号属性，检查符号上下文语义合法性
3、作为目标代码生成地址分配依据

优化

目的：

产生更高效的代码

原则：

等价、有效、经济

常用技术：

如思维导图

基本块概念

程序中一个顺序执行的语句序列，其中只有一个入口和一个出口。入口是第一个语句，出口是最后一个语句

目标代码生成

表示形式

机器语言，汇编语言，待装配机器语言模块

各个形式的特点

机器语言：所有地址已经定位。
汇编语言：需经过汇编程序汇编，转换成机器语言。
待装配机器语言模块：由链接程序把它们和某些运行程序链接，转换成机器语义。

目标代码运行

活动记录

一段连续的存储区，用以存放过程的一次执行所需动态信息

存储分配策略

静态存储分配
动态存储分配

栈式存储分配

1、静态链和活动记录
2、嵌套层次显示表display

堆式存储分配

允许数据对象自由分配和释放