编译原理课件刘铭

编译原理课件刘铭汇报人：XX目录01编译原理基础02词法分析03语法分析04语义分析与中间代码生成06目标代码生成05代码优化编译原理基础PART01编译器的定义编译器是将高级编程语言转换为机器语言的软件工具。基本概念编译器通过词法分析、语法分析等步骤，将源代码转化为目标代码。工作过程编译过程概述将源代码分解为单词符号，识别关键字、标识符等。词法分析根据语法规则，将单词符号组成语法短语，构建语法树。语法分析语言处理系统系统构成语言处理系统由词法分析、语法分析、语义分析等模块构成。系统作用将源代码转换为目标代码，实现程序的高效执行与优化。词法分析PART02词法分析器的作用01识别单词准确识别程序代码中的各类单词，如关键字、标识符等。02过滤无效字符过滤掉代码中无效或无关的字符，保证后续分析的准确性。正则表达式与有限自动机正则表达式是描述字符串模式的逻辑公式，用于词法分析中匹配字符序列。01正则表达式基础有限自动机分为NFA和DFA，是识别正则语言的数学模型，用于词法分析器的构建。02有限自动机原理词法单元的识别01识别规则依据词法规则，识别字符串中的词法单元，如关键字、标识符等。02识别过程通过扫描输入字符串，逐个字符匹配，确定词法单元的边界和类型。语法分析PART03上下文无关文法上下文无关文法是形式文法，产生式左侧仅含单个非终结符，替换与上下文无关。文法定义0102产生式形式为A→α，非终结符替换不依赖上下文，能描述多数编程语言语法。核心特性03用于编译器设计语法分析阶段，BNF范式是其标准表示方法。典型应用语法分析树的构建从文法开始符号出发，逐步推导句子，构建语法分析树。自顶向下构建01从输入句子出发，逐步归约到文法开始符号，形成语法分析树。自底向上构建02递归下降分析法递归下降分析通过递归调用分析函数实现语法分析，每个非终结符对应一个分析函数。定义与原理01结构清晰，易于理解和实现，适合手工编写语法分析器。优点说明02语义分析与中间代码生成PART04语义规则的检查确保操作数类型与操作符匹配，防止类型错误。类型检查验证变量是否在其有效作用域内被引用，避免访问非法变量。作用域检查中间代码的表示三地址码抽象语法树01采用类似“x=yopz”的形式，简洁表示运算过程和结果。02以树形结构表示程序语法，便于分析和优化中间代码。类型检查与转换在必要时自动或显式地将一种类型转换为另一种类型。类型转换确保程序中变量、表达式类型正确，防止类型错误。类型检查代码优化PART05优化的目标与方法01提升执行效率通过优化算法和代码结构，减少程序运行时间，提升执行效率。02减少资源占用优化内存使用和存储访问，降低程序对系统资源的占用。循环优化技术通过复制循环体减少迭代次数，降低循环控制开销，提升执行效率。循环展开01将多个独立循环合并，减少循环开销，改善数据局部性。循环合并02全局数据流分析确定程序点变量定义来源，辅助删除冗余赋值，优化代码结构。到达定值分析01识别程序点活跃变量，指导寄存器分配，减少内存访问开销。活跃变量分析02识别重复计算表达式，消除冗余计算，提升代码执行效率。可用表达式分析03目标代码生成PART06目标代码的特点目标代码经过优化，能够高效地在目标机器上执行。高效执行目标代码与特定机器架构紧密相关，具有机器依赖性。机器依赖寄存器分配策略将寄存器分配建模为图的着色问题，用颜色代表寄存器，减少内存访问。图着色算法通过遍历基本块分配寄存器，实现简单且运行快，适合实时编译场景。线性扫描算法代码生成算法基于AST工作，利