编译器设计 - 编译器的阶段

编译过程是一系列不同阶段的序列。每个阶段都从其之前的阶段获取输入，具有自己的源程序表示，并将输出馈送到编译器的下一阶段。让我们了解编译器的各个阶段。

词法分析

扫描程序的第一阶段充当文本扫描程序。此阶段将源代码扫描为字符流，并将其转换为有意义的词素。词法分析器以标记的形式表示这些词素，例如

<token-name, attribute-value>

语法分析

下一阶段称为语法分析或解析。它以词法分析生成的标记作为输入，并生成一个解析树（或语法树）。在此阶段，会根据源代码语法检查标记的排列，即解析器检查标记构成的表达式在语法上是否正确。

语义分析

语义分析检查所构建的解析树是否遵循语言规则。例如，值的赋值是在兼容的数据类型之间，以及将字符串添加到整数。此外，语义分析器跟踪标识符、它们的类型和表达式；标识符是否在使用前声明等等。语义分析器产生一个带注释的语法树作为输出。

中间代码生成

语义分析之后，编译器为目标机器生成源代码的中间代码。它表示某个抽象机器的程序。它位于高级语言和机器语言之间。应以易于转换为目标机器代码的方式生成此中间代码。

代码优化

下一阶段对中间代码进行代码优化。优化可以理解为删除不必要的代码行，并安排语句的顺序以加快程序执行速度，而不会浪费资源（CPU、内存）。

代码生成

在此阶段，代码生成器获取中间代码的优化表示，并将其映射到目标机器语言。代码生成器将中间代码转换为（通常）可重定位机器代码的序列。机器代码指令序列执行与中间代码相同的任务。

符号表

它是在编译器的所有阶段都维护的一种数据结构。所有标识符的名称及其类型都存储在此处。符号表使编译器能够轻松快速地搜索标识符记录并检索它。符号表也用于作用域管理。