南开大学编译原理第四章课件

深入浅出编译原理编译器是计算机科学的重要领域，掌握编译原理是程序员必备技能之一。本课程将带您了解编译器中的关键概念、技术和工具。编译过程概述编译器把源代码转换成目标代码。编译过程由多个阶段组成，包括词法分析、语法分析、代码生成和优化，每个阶段都有不同的任务和挑战。词法分析Token一个源代码中的最小单元，例如关键字、标识符和运算符。正则表达式和有限状态自动机词法分析是在正则表达式和有限状态自动机之间进行的。Lex工具一个生成词法分析器的程序，可根据正则表达式自动产生程序代码。Flex工具与Lex类似的一个工具，但是更加快速、灵活和可定制化。语法分析Context-FreeGrammar一种用于描述编程语言结构的形式语言。RecursiveDescentParsing一种简单但有效的分析方法，每个非终结符关联一个子程序，当然递归的调用子程序。LRParsing一种自底向上的分析器，在语法分析的过程中构建一个抽象语法树。Yacc和Bison类似于Lex和Flex的工具，用于自动产生语法分析器程序代码。自底向上语法分析1LRParsingLR分析器根据预读的符号序列确定语法状态，然后根据状态内的一组规则进行规约或移进操作。2LALRParsingLALR分析器是一种LR分析器的扩充，可以通过合并冲突状态来消耗更少的内存。3SLRParsingSLR分析器是一种更加简单的LR分析器，通常用于学习和教学。自顶向下语法分析LLParsingLL分析器从左到右扫描输入，从左到右构建分析树。RecursiveDescentParsing递归下降解析器将语法规则分解为一组关联的子程序。Top-DownParsing自顶向下分析器按照文法中符号的层级结构进行分析，从文法的开始符号出发，预测推导所需的符号串。PEGParsing基于语法规则的无上下文语法分析方法，接近于人类进行语言理解的方式。语法制导翻译SyntaxTree由语法分析器构建的一种树形结构，代表了源程序的结构。属性文法一种编译器的中文化，定义了语法分析树和属性之间的关系。语义分析在语法分析的基础上，进一步检查程序的语义是否正确，例如变量定义和类型检查。代码生成根据语法分析树和属性，将程序代码转换为中间代码或目标代码。中间代码名称描述三地址码一种紧凑和可读性高的中间代码表示方法。抽象语法树一种更加结构化和语义化的中间代码表示方法。虚拟机代码一种基于栈的中间代码，通常用于解释型语言和虚拟机实现。字节码一种紧凑的中间代码表示方法，通常用于Java和.NET平台。代码优化性能优化代码优化的主要目标之一是提高程序的性能，减少时间和空间的开销。删除冗余代码在编译过程中，可以删除无意义的代码和重复的代码，减少运行时的开销。常量折叠编译器在编译期间计算常量表达式的值，简化程序逻辑。寄存器分配将变量存储在寄存器中，加快程序执行速度。目标代码生成翻译方案编译器可以产生多种不同形式的目标代码，例如汇编语言、机器语言和中间代码。代码优化在目标代码生成的前后，可以执行大量的代码优化技术，提高程序的性能和可读性。链接方式目标代码可以静态链接或动态链接到程序中，可以减少可执行文件的大小。目标平台编译器需要根据目标平台的指令集架构和操作系统要求生成相应的目标代码。代码生成器1llvm一套优秀的编译器基础设施，在代码生成和优化方面表现优异。2tvm一款基于自动化的深度学习编译器系统，它可以自动将深度学习模型映射到各种硬件设备上。3gcc/g++使用广泛的开源编译器，支持多种编程语言和平台。4clang基于llvm平台的C语言和C++语言编译器，支持多种目标平台。