编译器设计实现语言

A. 设计语言C++中什么叫"实现"

实现就是具体的C++
编译器
，
比如：
Borland
C++，
Virtual
C++,
GNU
C++,
Watcom
C++,等等等，
书里提到实现，主要意思是：
C++有很多的
操作符
，其结果存在
二义性
，比如++,
--等混在一个语句里，这些如何解释，C++标准没规定，
各种编译器自己规定
还有，有的就是建议性的标准，有的编译器没实现这个规定，有的实现了，这都是区别的。
所有具体编译器中可能不同的，都可以归结为实现代码的不同。
当然相同的，就是基于标准的实现代码了。
反正实现代码就是具体编译器编译的代码和代码编译出的程序

B. c语言编译器是用什么于语言写的

第一个C语言编译器应该是用汇编写的，但是第一个成熟的C语言编译器应该是由汇编和C语言共同写的。
编译原理讲到了“自举编译器”。大意就是先用底层语言（应该是汇编）写一个能运行，但效率极低的C语言编译器（底层语言不好优化），有了C语言的编译器以后，就可以用C语言好好写一个编译器了，用之前那个运行没问题，但效率低得编译器编译一下，就得到了可以使用的编译器了。

C. 编译器使用C语言的好处

1、简洁紧凑、灵活方便2、运算符丰富3、数据类型丰富4、表达方式灵活实用5、允许直接访问物理地址，对硬件进行操作6、生成目标代码质量高，程序执行效率高7、可移植性好8、表达力强C语言有丰富的数据结构和运算符包含了各种数据结构，如整型、数组类型、指针类型和联合类型等，用来实现各种数据结构的运算。C语言的运算符有34种，范围很宽，灵活使用各种运算符可以实现难度极大的运算。C语言能直接访问硬件的物理地址，能进行位（bit）操作。兼有高级语言和低级语言的许多优点。它既可用来编写系统软件，又可用来开发应用软件，已成为一种通用程序设计语言。另外C语言具有强大的图形功能，支持多种显示器和驱动器。且计算功能、逻辑判断功能强大

D. 编译原理

编译原理是计算机专业的一门重要专业课，旨在介绍编译程序构造的一般原理和基本方法。内容包括语言和文法、词法分析、语法分析、语法制导翻译、中间代码生成、存储管理、代码优化和目标代码生成。 编译原理是计算机专业设置的一门重要的专业课程。编译原理课程是计算机相关专业学生的必修课程和高等学校培养计算机专业人才的基础及核心课程，同时也是计算机专业课程中最难及最挑战学习能力的课程之一。编译原理课程内容主要是原理性质，高度抽象[1]。

中文名
编译原理[1]
外文名
Compilers: Principles, Techniques, and Tools[1]
领域
计算机专业的一门重要专业课[1]
快速
导航
编译器

编译原理课程

编译技术的发展

编译的基本流程

编译过程概述
基本概念
编译原理即是对高级程序语言进行翻译的一门科学技术, 我们都知道计算机程序由程序语言编写而成, 在早期计算机程序语言发展较为缓慢, 因为计算机存储的数据和执行的程序都是由0、1代码组合而成的, 那么在早期程序员编写计算机程序时必须十分了解计算机的底层指令代码通过将这些微程序指令组合排列从而完成一个特定功能的程序, 这就对程序员的要求非常高了。人们一直在研究如何如何高效的开发计算机程序, 使编程的门槛降低。[2]
编译器
C语言编译器是一种现代化的设备, 其需要借助计算机编译程序, C语言编译器的设计是一项专业性比较强的工作, 设计人员需要考虑计算机程序繁琐的设计流程, 还要考虑计算机用户的需求。计算机的种类在不断增加, 所以, 在对C语言编译器进行设计时, 一定要增加其适用性。C语言具有较强的处理能力, 其属于结构化语言, 而且在计算机系统维护中应用比较多, C语言具有高效率的优点, 在其不同类型的计算机中应用比较多。[3]
C语言编译器前端设计
编译过程一般是在计算机系统中实现的, 是将源代码转化为计算机通用语言的过程。编译器中包含入口点的地址、名称以及机器代码。编译器是计算机程序中应用比较多的工具, 在对编译器进行前端设计时, 一定要充分考虑影响因素, 还要对词法、语法、语义进行分析。[3]
1 词法分析[3]
词法分析是编译器前端设计的基础阶段, 在这一阶段, 编译器会根据设定的语法规则, 对源程序进行标记, 在标记的过程中, 每一处记号都代表着一类单词, 在做记号的过程中, 主要有标识符、关键字、特殊符号等类型, 编译器中包含词法分析器、输入源程序、输出识别记号符, 利用这些功能可以将字号转化为熟悉的单词。[3]
2 语法分析[3]
语法分析是指利用设定的语法规则, 对记号中的结构进行标识, 这包括句子、短语等方式, 在标识的过程中, 可以形成特殊的结构语法树。语法分析对编译器功能的发挥有着重要影响, 在设计的过程中, 一定要保证标识的准确性。[3]
3 语义分析[3]
语义分析也需要借助语法规则, 在对语法单元的静态语义进行检查时, 要保证语法规则设定的准确性。在对词法或者语法进行转化时, 一定要保证语法结构设置的合法性。在对语法、词法进行检查时, 语法结构设定不合理, 则会出现编译错误的问题。前端设计对精确性要求比较好, 设计人员能够要做好校对工作, 这会影响到编译的准确性, 如果前端设计存在失误, 则会影响C语言编译的效果。[3]

E. 各种计算机语言的编译器一般都是用什么语言写的

编译器用什么语言都可以写，编译器主要的功能就是进行词法、语法、语义分析，然后生成中间代码，优化中间代码，根据中间代码生成汇编语言，最后将汇编语言变成机器码。整个编译器的算法你可以用任意语言实现。

F. 编译器一般由哪种语言开发

其实我在想为什么汇编语言生成一个简单的编译器后，可以用新生成的编译器再次生成编译器，例如，C语言开发C的编译器呢？
这是一个递归的思想，举个例子一看就明白了
用一个大的模具可以生成一个A模具，A模具可以做出来B模具，依次往下推，最终这个小模具可以做出来小盒子用来装东西。
第一个大模具肯定是手工做出来的第一个模具，但是有了这个大模具后，后面就可以用他自动的生成更多的模具，后面的各种模具加起来又可以造出来更精致的模具，
所以，自动第一个大模具造出来模具的时候，大模具就可以被抛弃了。
我们都知道编译程序通常分为下面五个阶段：
1）词法分析
2）语法分析
3）语义分析与中间代码产生
4）优化
5）目标代码生成
当然最难的一点就是目标代码的生成，这一阶段实现了最终的翻译，就是真正把原码翻译成可以被CPU直接计算的机器码（NativeCode）。

G. 怎么研发一款编程语言

编程语言，作为人与计算机沟通的桥梁，有着重要和深远的意义。有过计算机编程经验的人，多少学习或掌握过一到多种编程语言。计算机专业领域的编程语言成百上千种，主流的编程语言也有数十种之多。每种编程语言面向的领域和特性都不尽相同，不过归根结底是为了解决人与计算机之间沟通的效率问题，提高计算机的生产力。想必有不少人对那些主流编程语言的创造者十分倾佩，也相信有不少人会好奇一门编程语言是如何诞生的。那么如何创造一门编程语言呢？
总的来看，创造一门编程语言需要有以下几个过程：
（1）设计语言的特性。
（2）定义语言的单词、语法和语义。
（3）实现编译器或者解释器将程序翻译为计算机底层表示。
（4）生成计算机程序的二进制存储格式。
（5）完善语言的运行时环境和标准库。

一、语言特性设计
所谓语言特性，就是编程语言为开发者提供了什么样的原子性功能特征。比如是否支持数学表达式计算、字符串处理，是否支持变量、函数和递归，是否支持分支、循环复合语句等。语言的变量类型是强类型、弱类型，还是动态类型，程序是过程式、函数式，还是面向对象的。是否支持模板、泛型和反射机制，是否支持多线程和并发特性，是否支持错误和异常处理机制等等。
语言特性设计是一门编程语言最关键的环节，直接决定了语言的基本特征和雏形。当然，这也是最难的一个环节，因为语言设计是面向具体问题领域的，是语言设计者从大量的编程实践中的获得的总结和升华。比如C语言设计者希望面向计算机底层，拥有对操作系统和硬件的直接操纵能力。而Python的设计者则希望尽可能地减少操作计算机资源的繁琐过程，以获得语言的简洁性、高度的灵活性和扩展性。SQL的设计者面向具体的数据查询和分析领域，希望帮助开发者获得快速检索和操纵数据的能力。而Go语言的设计者则希望在保留C语言优秀功能的基础上，扩展编程语言对高并发环境的支持，并拥有垃圾回收和快速编译的能力。
凡此种种，编程语言特性的设计都是面向具体的问题领域的，是语言设计者构建于开发者和计算机之间的中间层，是对开发过程中重复功能逻辑的原子性“封装”，最终的目的是为了提升具体问题领域内的软件开发效率。

二、单词、语法和语义
和人类使用的自然语言类似，编程语言也有自身的单词、语法和语义，专业上称为词法记号、语言文法和语义。
常见的词法记号可以分为数字、字符、字符串、标识符、关键字，以及用于连接表达式的运算符、分割语句或者程序段落的界符等符号。这些是编程语言程序的基本单位，通过它们的有序组合，构建出了一门编程语言形形色色的代码片段。
编程语言的文法是用来描述语言的语法规则的，具体来说是规定词法记号之间的排列组合的顺序与规则。它描述了编程语言程序的基本模式，不符合该模式的词法记号的排列被挡在了合法语言程序的大门之外。同时，它也是各种编程语言对于开发者最明显的差异化特征。一个有经验的开发者可以很容易地通过扫视一段代码，就能分辨出这是哪种编程语言编写的计算机程序。
编程语言的语义描述了一段符合语言语法的程序，对于计算机而言的真正含义，是开发者最终要传达给计算机的意愿和指令。语言的语义必须是准确的、无二义性的，编译器也正是通过语义的指导，将计算机程序翻译为计算机可识别的表达形式。

三、程序的翻译
计算机程序是用来供人阅读和修改的，计算机硬件并不能理解程序内的思想和含义。因此，必须有一个翻译转换的过程，将人所表达的意愿准确无误地传递给计算机，让计算机明确并执行人下发的指令。实现这种翻译工作的工具就是编译器或解释器。
对于编译器来说，它的输入是人类书写的计算机语言程序，输出则是计算机可识别的底层表示。首先，它需要识别出程序中的单词，即词法分析。然后，根据单词的组合模式识别出程序的语法结构，即语法分析。最后，根据不同的语法结构对应的语义，将程序按照每个语法模块的形式转换为计算机可识别的指令序列，即语义分析和目标代码生成。
众所周知编译器的实现具有一定的复杂度，其根本原因来自于语言语法的结构灵活性和计算机底层表达形式的多样性，这也是创造一门编程语言最核心的环节。

四、二进制存储
编译器将语言程序翻译转换后，需要将转换后的结果存储起来，以便计算机在需要的时候将其加载、执行。这里不可避免的涉及到两个问题：
（1）转换后的结果是什么样的形式？
（2）转换后的结果保存在哪里？
第一个问题描述的是计算机程序被转换为怎样的形式，才是计算机可以识别的。由于计算机中实际运行程序的硬件模块是CPU，因此计算机程序只有被转换为CPU的二进制指令格式才能被正确识别、执行。比如常见的Intel体系的CISC指令格式、ARM体系的RISC执行格式等。
第二个问题描述的是计算机程序转化为二进制指令格式后，以什么样的方式保存在计算机的磁盘上。由于绝大多数的计算机程序是需要通过运行在计算机硬件之上的操作系统加载运行的，因此计算机程序的二进制表达形式必须以对应操作系统可识别的文件格式存储。比如常见的Windows操作系统的PE文件格式、Linux操作系统的ELF文件格式等。

五、运行时环境和标准库
理论上讲，一门编程语言如果能提供出完备的操纵操作系统和硬件的原子性功能就已经成功了。但是不提供强大的运行时环境支持和标准库，是很难让一门编程语言真正的好用和流行的。没有人希望简单地打印一行字符串，还需要使用编程语言提供的基本特性实现调用操作系统提供的打印接口的逻辑。Java语言之所以久兴不衰，正是因为它不仅提供了完善的运行时环境和开发库支持，甚至提供了更强大的开发框架和工具支持。
因此可见，除了完备的语言特性，为开发者提供更方便好用的库和框架支持，消除软件构建过程中复杂和重复的逻辑，才是一门优秀编程语言的长盛之道。

六、自己动手，立即开始！
《自己动手构造编译系统——编译、汇编与链接》一书详细阐述了一门编程语言从无到有的过程，从语言的功能特性设计，到词法、文法、语义分析；从编译器、汇编器的设计实现，到目标文件的链接生成可执行文件；甚至编译优化器的实现、二进制指令、可执行文件格式以及语言运行时和标准库的概念，都在书中做了认真细致地剖析。相信对本书的阅读，将是一次不错的获得知识的体验！

H. 编译器具体实现中比较巧妙的思想有哪些

这种做法的好处是：
可以作为解释器性能升级的一个简单路径，写解释器的代码而得到初级编译器的性能。事实上JamVM的解释器可以配置为多种实现方式：switch-threading、indirect-threading、direct-threading、inline-threading，它们的差别仅在于对opcode的dispatch方式不同；所有实现方式都共享同一份handler代码。
这种做法的缺点是：
这样写得到的“编译器”无论从代码组织还是程序思路都还是解释器的那套，从编译器的角度看很别扭。它最终实现出来效果跟从编译器角度出发的template-based JIT一样，但我觉得后者的思路更直观，代码也通常更清晰一些。
这种做法仍然无法跨越字节码边界做任何优化，因为每个opcode对应一个单独的handler，而这种做法的代码生成仅仅是把handler拷贝到一起而已。
要在它的基础之上进一步提高性能可以直接对字节码序列做些简单模式匹配，以便跨越字节码边界做优化。但这样做通常是自讨苦吃，工程上很难持续下去。