编译器的原理和如何制作

1. 编译原理简单吗

编译原理主要是讲了编译器的实现。
那什么是编译器呢？
编译器就是将 源程序→编译器 →目标机器代码的程序
本文将用一段最简单的代码进行说明

1 + 2 + 3

第一步. 词法分析
当代码从文件中被读入到编辑器时，将会进行词法分析
示例中的代码最终会转换为(下面为伪代码)

1 ADD 2 ADD 3

第二步. 语法分析
这一步编译器将会把词法分析的结果转换成AST(abstract syntax tree, 抽象语法树)
所有的操作数将会作为子节点，所有的操作符将会作为父节点。(不知道的同学可以看一下树的生成)

1 + 2 + 3 对应的树
3. 生成目标代码
对上面的树进行后序遍历，将会得到下面的伪代码

((1 2 +) 3 +)

生成的汇编伪代码为

START:

MOV VALUE, 0//初始化结果为0

ADD VALUE, 1

ADD VALUE, 2//(1 2 +)的汇编伪代码

ADD VALUE, 3

RET VALUE

END

最终汇编代码会被编译成机器代码，在计算机上执行。
下面为一般情况下的编译流程
1. 词法分析(生成代码对应的token序列，使用正则表达式)
2. 语法分析(生成AST)
3. 语义分析(对代码的语法进行检查)
4. 代码生成(生成可执行的代码)

2. 编译器的工作原理

编译 是从源代码（通常为高级语言）到能直接被计算机或虚拟机执行的目标代码（通常为低级语言或机器语言）的翻译过程。然而，也存在从低级语言到高级语言的编译器，这类编译器中用来从由高级语言生成的低级语言代码重新生成高级语言代码的又被叫做反编译器。也有从一种高级语言生成另一种高级语言的编译器，或者生成一种需要进一步处理的的中间代码的编译器（又叫级联）。
典型的编译器输出是由包含入口点的名字和地址， 以及外部调用（到不在这个目标文件中的函数调用）的机器代码所组成的目标文件。一组目标文件，不必是同一编译器产生，但使用的编译器必需采用同样的输出格式，可以链接在一起并生成可以由用户直接执行的EXE,
所以我们电脑上的文件都是经过编译后的文件。

3. 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]

4. 什么是编译原理

问题一：什么是编译原理 编译：就是将程序语言进行翻译，生成可供用户直接执行的二进制代码，即可执行文件。
任务是个比较模糊的概念，指的是操作系统中正在进行的工作，既可以指进程，也可以指程序春坦灶。
程序指的是可以连续执行，并能够完成一定任务的一条条指令的 *** 。
进程是程序在一个数据 *** 上运行的过程,它是传统操作系统进行资源分配和调度的一个独立单位。
线程是一个指令执行序列，是操作系统调度的最小单位。一个或多个线程构成进程，构成一个进激的线程之间共享资源。进程和线程之间的最大区别就是线程不能独立拥有资源，进程拥有自己的资源。

问题二：编译原理中V*是什么意思 V是一个符号 *** ，假设V指的是三个符号a, b, c的 *** ，记为 V = {a, b, c }
V* 读作“V的闭包”，它的数学定义是V自身的任意多次自身连接（乘法）运算的积，也是一个 *** 。
也就是说，用V中的任意符号进行意多次（包括0次）连接，得到的符号串，都是V*这个 *** 中的元素。
0次连接的结果是不含任何符号的空串，记为 ε
1次连接就是只有一个符号的符号串，比如，a，b， c
2次连接是两个符号构成的符号串，比如，aa, ab, ac, ba, bb, bc,等等
……
n次连接是一个长度为n、由a、b、c三个符号构成的符号串，比如abaacbbac……
因此，V*包含一切由a,b,c三个符号连接而成的、任意长度的符号串（以及空串ε）

问题三：编译原理 V+什么意思，例如下面的例子。。。 v表示终结符和非终结符 *** 。
+表示 *** 中的一个或多个元素构成的串的 *** 。
所以v+表示由一个或多个终结符或非终结符构成的串的 *** 。比如如果a∈VT，A∈VN，那么a，A，aA，Aa，aAA，AaA等都是v+中的元素。

问题四：谁能够解释下编译原理中什么是FIRSTVT,和LASTVT，尽量浅显易懂点谢谢 Firstvt和Lastvt是为了画算符优先关系表的（就是表里面填优先大于小于等于的那个）。
然后要注意他们可都是终结符的 *** 。
Firstvt
找Firstvt的三条规则：如果要找A的Firstvt，A的候选式中出现：
A->a.......，即以终结符开头，该终结符入Firstvt
A->B.......，即以非终结符开头，该非终结符的Firstvt入A的Firstvt
攻 A->Ba.....，即先以非终结符开头，紧跟终结符，则终结符入Firstvt
Lastvt
找Lastvt的三条规则：如果要找A的Lastvt，A的候选式中出现：
A->.......a，即以终结符结尾，该终结符入Lastvt
A->.......B，即以非终结符结尾，该非终结符的Lastvt入A的Lastvt
A->.....aB，即先以非终结符结尾，前面是终结符，则终结符入Firstvt

问题五：编译原理 什么是语义分析 在编译原理中，语法规则和词法规则不同之处在于：规则主要识别单词,而语法主要识别多个单词组成的句子。词法分析信孝和词法分析程序：词法分析阶段是编译过程的第一个阶段。这个阶段的任务是从左到右一个字符一个字符地读入源程序，即对构成源程序的字符流进行扫描然后根据构词规则识别单词(也称单词符号或符号)。词法分析程序实现这个任务。词法分析程序可以使用lex等工具自动生成。语法分析（Syntax *** ysis或Parsing）和语法分析程序（Parser） 语法分析是编译过程的一个逻辑阶段。语法分析的任务是在词法分析的基础上将单词序列组合成各类语法短语，如“程序”，“语句”，“表达式”等等.语法分扒扮析程序判断源程序在结构上是否正确.源程序的结构由上下文无关文法描述.语义分析（Syntax *** ysis） 语义分析是编译过程的一个逻辑阶段. 语义分析的任务是对结构上正确的源程序进行上下文有关性质的审查, 进行类型审查.语义分析将审查类型并报告错误:不能在表达式中使用一个数组变量,赋值语句的右端和左端的类型不匹配.

问题六：编译原理中，（E）是什么意思？ E→(E)? 10分 就是 字符本身 意思是F产生（ E ） 或者 i 比如If语句的开头 就是 带括号的 必须是 if(表达式)这样的形式 丢了任何即括号就是其 终结符 “(” 和 “)”.

问题七：大家觉得对编译器及编译原理需要掌握到一个什么程度 我跟你说，编译原理太有用了。
我是做手机游戏的，现在做一个游戏引擎。既然是引擎，就需要提供抽象的东西给上层使用。这里，我引入了脚本系统。
这个脚本系统包括一堆我根据实际需求自行设计的指令集，包括基本的输入输出，四则运算，系统功能调用，函数声明，调用等等（其实你要是用过lua或者其他游戏脚本你就知道了。）整个结构包括指令集、编译器、虚拟机等部分。这样，引擎提供一些基础服务，比如绘图，计算位置等，脚本就可以非常简单控制游戏。甚至快速构建新游戏。你应该知道QUAKE引擎吧？
这里提供给你一个计算器的小程序，应用了EBNF理论，支持表达式，比如(2+3*6)*4+4，你自己体验一下它的简洁和强大。
/*
simple integer arithmetic calculator according to the EBNF
-> {}
->+|-
->{}
-> *
-> ( )| Number
Input a line of text from stdin
Outputs Error or the result.
*/
#include
#include
#include
char token;/*global token variable*/
/*function prototypes for recursive calls*/
int exp(void);
int term(void);
int factor(void);
void error(void)
{
fprintf(stderr,Error\n);
exit(1);
}
void match(char expectedToken)
{
if(token==expectedToken)token=getchar();
else error();
}
main()
{
int result;
token = getchar();/*load token with first character for lookahead*/
result = exp();
if(token=='\n')/*check for end of line */
printf(Result = %d\n,result);
else error();/*extraneous cahrs on line*/
return 0;
}
int exp(void)
{
int temp = term();
while((token=='+')||(token=='-'))
switch(token)
{
case '+':
match('+');
temp+=term......>>

问题八：编译原理中,自动机究竟是什么. 形式语言
形式语言 是一个字母表上的某些有限长字串的 *** 。一个形式语言可以包含无限多个字串。
语言的形式定义
字母表 ∑ 为任意有限 *** ，ε 表示空串， 记 ∑ 0 为{ε}，全体长度为 n 的字串为 ∑ n ， ∑ * 为 ∑ 0 ∪∑ 1 ∪…∪∑ n ∪…， 语言 L 定义为 ∑ * 的任意子集。
注记：∑ * 的空子集 Φ 与 {ε} 是两个不同的语言。
语言间的运算
语言间的运算就是 ∑ * 幂集上的运算。
字串 *** 的交并补等运算。
连接运算：L 1 L 2 = { xy | x 属于L 1 并且 y 属于L 2 }。
幂运算：L n = L … L （共 n 个 L 连接在一起），L 0 = {ε}。
闭包运算：L * = L 0 ∪L 1 ∪…∪L n ∪…。
（右）商运算：L 1 /L 2 = {x | 存在 y 属于L 2 使得 xy 属于L 1 }。
语言的表示方法
一个形式语言可以通过多种方法来限定自身，比如：
枚举出各个字串（只适用于有限字串 *** ）。
通过 形式文法 来产生（参见 乔姆斯基谱系 ）。
通过正则表达式来产生。
通过某种自动机来识别，比如 图灵机 、 有限状态自动机 。
自动机
automata
对信号序列进行逻辑处理的装置。在自动控制领域内，是指离散数字系统的动态数学模型，可定义为一种逻辑结构，一种算法或一种符号串变换。自动机这一术语也广泛出现在许多其他相关的学科中，分别有不同的内容和研究目标。在计算机科学中自动机用作计算机和计算过程的动态数学模型，用来研究计算机的体系结构、逻辑操作、程序设计乃至计算复杂性理论。在语言学中则把自动机作为语言识别器，用来研究各种形式语言。在神经生理学中把自动机定义为神经网络的动态模型，用来研究神经生理活动和思维规律，探索人脑的机制。在生物学中有人把自动机作为生命体的生长发育模型，研究新陈代谢和遗传变异。在数学中则用自动机定义可计算函数，研究各种算法。现代自动机的一个重要特点是能与外界交换信息，并根据交换得来的信息改变自己的动作，即改变自己的功能，甚至改变自己的结构，以适应外界的变化。也就是说在一定程度上具有类似于生命有机体那样的适应环境变化的能力。
自动机与一般机器的重要区别在于自动机具有固定的内在状态，即具有记忆能力和识别判断能力或决策能力，这正是现代信息处理系统的共同特点。因此，自动机适宜于作为信息处理系统乃至一切信息系统的数学模型。自动机可按其变量集和函数的特性分类，也可按其抽象结构和联结方式分类。主要有：有限自动机和无限自动机、线性自动机和非线性自动机、确定型自动机和不确定型自动机、同步自动机和异步自动机、级联自动机和细胞自动机等。
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问题九：编译原理中"(E)"表示什么 字符( 表达式 字符)

5. C语言编译原理是什么

编译共分为四个阶段：预处理阶段、编译阶段、汇编阶段、链接阶段。
1、预处理阶段：
主要工作是将头文件插入到所写的代码中，生成扩展名为“.i”的文件替换原来的扩展名为“.c”的文件，但是原来的文件仍然保留，只是执行过程中的实际文件发生了改变。（这里所说的替换并不是指原来的文件被删除）
2、汇编阶段：
插入汇编语言程序，将代码翻译成汇编语言。编译器首先要检查代码的规范性、是否有语法错误等，以确定代码的实际要做的工作，在检查无误后，编译器把代码翻译成汇编语言，同时将扩展名为“.i”的文件翻译成扩展名为“.s”的文件。
3、编译阶段：
将汇编语言翻译成机器语言指令，并将指令打包封存成可重定位目标程序的格式,将扩展名为“.s”的文件翻译成扩展名为“.o”的二进制文件。
4、链接阶段：
在示例代码中，改代码文件调用了标准库中printf函数。而printf函数的实际存储位置是一个单独编译的目标文件（编译的结果也是扩展名为“.o”的文件），所以此时主函数调用的时候，需要将该文件（即printf函数所在的编译文件）与hello
world文件整合到一起，此时链接器就可以大显神通了，将两个文件合并后生成一个可执行目标文件。

6. 编译原理

编译原理是计算机科学中的一慎昌门重要课程，主要研究如段配何将高级程序语言转化为机器语言宽燃扒的过程。它涉及到多个领域，如语言学、数学、计算机硬件和操作系统等。编译器是实现这一过程的关键工具，它可以将程序源代码转化为可执行的机器代码。

7. 如何更好的掌握编译器的设计与实现

1. 阅读相关书籍：编译原理、编译器设计、编译器实现等；
2. 自学相关编程语言：C、C++、Java等；
3. 实践：可以使用开源的编译器框架，例如ANTLR，搭建自己的编译器；
4. 了解编译器的各个组成部分，并学习它们的工作原理；
5. 阅读技术文章，了解编译器的设计和实现的最新进展；
6. 加入开源项目，编写和维护编译器；
7. 在论坛上交流，和更多的编译器开发者分享心得体会；
8. 参加学术会议，接触到最新的研究成果；
9. 尝试着自己设计一个编译器，用实践来加深理解。

8. 程序的编译过程是怎样的程序的解释过程是怎样的

编译器首先用扫描程序扫描源代码，然后用语法分析程序分析得到语法树，然后经过语义分析、优化处理，最后通过代码生成程序得到目标代码的文件。
整个编译过程就是（扫描-语法分析-语义分析-优化-目标代码生成）。通常生成的是汇编代码，机器代码，可以直接执行，不需要解释。
而解释的过程只使用与解释型语言，这种语言只编译成一种中间文件，在运行时通过虚拟机读取中间文件进行解释运行。这种语言天生速度比较慢，但可以达到所谓的跨平台效果。
如果想深入了解，推荐看一看《编译原理》，如果只是想大概了解，推荐看一看《编译原理》的目录~呵呵