4.1.2 程序的编译过程
对于GUN编译器来说，程序的编译要经历预处理、编译、汇编、连接四个阶段，如下图4-1所示：
图4-1 预处理、编译、汇编、连接四个阶段
从功能上分，预处理、编译、汇编是三个不同的阶段，但GCC的实际操作上，它可以把这三个步骤合并为一个步骤来执行。下面以一个简单的C语言为例来示例C语言程序的编译过程。
在预处理阶段，输入的是C语言的源文件，通常为*.c。它们通常带有.h之类头文件的包含文件。这个阶段主要处理源文件中的#ifdef、#include和#define命令。该阶段会生成一个中间文件*.i，但实际工作中通常不用专门生成这种文件，若非要生成这种文件不可，可以利用下面的示例命令：
预处理完成后进行编译,将预处理后的文件转换成汇编语言。在编译阶段输入的是中间文件*.i,编译后生成汇编语言文件*.s。在编译过程中，GCC首先检查代码是否符合规范、是否有语法错误等，在检查无误后，把代码翻译成汇编语言。所用命令如下：
在汇编阶段将输入的汇编文件*.s转换成机器语言*.o。汇编就是将汇编指令变成二进制的机器代码，即生成后缀为.o的目标文件。当程序由多个代码文件构成时，每个文件都要先完成汇编工作，生成.o目标文件后进入下一步链接工作。目标文件在链接之前还不能执行。
链接是编译的最后一个阶段，将各个目标文件链接起来生成可执行程序。在连接阶段将输入的机器代码文件*.s汇集成一个可执行的二进制代码文件。GCC通过调用LD完成链接的。当程序执行过程中调用某些外部函数，链接器需要找到这些函数的代码，把这些代码添加到可执行文件中。
第1章引言 1、解释下列各词 源语言:编写源程序的语言（基本符号，关键字），各种程序设计语言都可以作为源语言。 源程序: 用接近自然语言（数学语言）的源语言（基本符号，关键字）编写的程序，它是翻译程序处理的对象。 目标程序: 目标程序是源程序经过翻译程序加工最后得到的程序。目标程序 （结果程序）一般可由计算机直接执行。 低级语言：机器语言和汇编语言。 高级语言：是人们根据描述实际问题的需要而设计的一个记号系统。如同自然语言（接近数学语言和工程语言）一样，语言的基本单位是语句，由符号组和一组用来组织它们成为有确定意义的组合规则。 翻译程序: 能够把某一种语言程序（源语言程序）改变成另一种语言程序（目标语言程序），后者与前者在逻辑上是等价的。其中包括：编译程序，解释程序，汇编程序。 编译程序: 把输入的源程序翻译成等价的目标程序（汇编语言或机器语言）， 然后再执行目标程序（先编译后执行），执行翻译工作的程序称为编译程序。 解释程序: 以该语言写的源程序作为输入，但不产生目标程序。按源程序中语句动态顺序逐句的边解释边执行的过程，完成翻译工作的程序称为解释程序。 2、什么叫“遍”？ 指对源程序或源程序的中间形式（如单词，中间代码）从头到尾扫描一次，并作相应的加工处理，称为一遍。 3、简述编译程序的基本过程的任务。 编译程序的工作是指从输入源程序开始到输出目标程序为止的整个过程，整个过程可以划分5个阶段。 词法分析：输入源程序，进行词法分析，输出单词符号。 语法分析：在词法分析的基础上，根据语言的语法规则把单词符号串分解成各类语法单位，并判断输入串是否构成语法正确的“程序”。 中间代码生成：按照语义规则把语法分析器归约（或推导）出的语法单位翻译成一定形式的中间代码。 优化：对中间代码进行优化处理。 目标代码生成：把中间代码翻译成目标语言程序。 4、编译程序与解释程序的区别？ 编译程序生成目标程序后，再执行目标程序；然而解释程序不生成目标程序，边解释边执行。 5、有人认为编译程序的五个组成部分缺一不可，这种看法正确吗？ 编译程序的5个阶段中，词法分析，语法分析，语义分析和代码生成生成是必须完成的。而中间代码生成和代码优化并不是必不可少的。优化的目的是为了提高目标程序的质量，没有这一部分工作，仍然能够得到目标代码。 6、编译程序的分类 目前基本分为：诊断编译程序，优化编译程序，交叉编译程序，可变目标编译程序。
编译程序和解释程序 程序设计语言处理系统是系统软件中的一大类，它随被处理的语言及其处理方法和处理过程的不同而不同。任何一个语言处理系统通常都包括一个编译程序，它把一种语言的程序翻译成等价的另一种语言的程序。被翻译的语言和程序分别称为源语言和源程序，而翻译生成的语言和程序分别称为目标语言和目标程序，按照不同的翻译处理方法，翻译程序可分为以下三类： ⑴从汇编语言到及其语言的翻译程序，称为汇编程序。 ⑵按源程序中语句的执行顺序，逐条翻译并立即执行相关功能的处理程序、称为解释程序。 ⑶从高级语言到汇编语言（或机器语言）的翻译程序，称为编译语言。 除了翻译程序外，语言处理系统通常还包括连接程序（将多个分别编译或汇编过的目标程序和库文件进行组合）和装入程序（将目标程序装入内存并启动执行）等。 由于汇编语言的指令与机器语言指令大体上保持一一对应关系，因而汇编程序较为简单，一下只对解释程序和编译程序做简单说明。 1、解释程序 解释程序对源程序进行翻译的方法相当于两种自然语言间的口译。解释程序对源程序的语句从头到尾逐句扫描、逐句翻译、并且翻译一句执行一句，因而这种翻译方式并不形成机器语言形式的目标程序。 解释程序的优点是实现算法简单，且易于在解释过程中灵活方便地插入所需要的修改和测试措施；其缺点是运行效率低。例如，对于源程序中需要多次重复执行的语句，解释程序将要反复的取出、翻译和执行它们。根据这些特点，解释程序通常适合于以交互方式工作的、或在测试状态下运行的、或运行时间与解释时间差不多的程序。 2、编译程序 编译程序对源程序进行解释的方法相当于笔译。在编译程序的执行过程中，要对源程序扫描一遍或几遍，最终形成一个可在具体计算机上执行的目标程序。编译程序的实现算法较为复杂，但通过编译程序的处理可以产生高效运行的目标程序，并把它保存在磁盘上，以备多次执行。因此，编译程序更适合于翻译那些规模大、结构复杂、运行时间长的大的应用程序。
第一章编译概述 2.典型的编译程序可划分为几部分？各部分的主要功能是什么？每部分都是必不可少的吗？ 答：编译程序主要由词法分析程序、语法分析程序、语义分析程序、中间代码生成程序、代码优化程序、目标代码生成程序、信息表管理程序、错误检查处理程序组成。 各部分的主要功能如下： 词法分析程序又称扫描器。进行词法分析时，依次读入源程序中的每个字符，依据语言的构词规则，识别出一个个具有独立意义的最小语法单元，即“单词”，并用某个单词符号来表示每个单词的词性是标识符、分界符还是数； 语法分析程序的功能是：对词法分析的结果，根据语言规则，将一个个单词符号组成语言的各种语法类； 语义分析的功能是确定源程序的语义是否正确； 中间代码生成程序的功能是将源程序生成一种更易于产生、易于翻译成目标程序的中间代码； 代码优化程序的功能是将中间代码中重复和冗余部分进行优化，提高目标程序的执行效率； 目标代码生成程序的功能是将中间代码生成特定机器上的机器语言代码； 符号表管理程序的功能是记录源程序中出现的标识符，并收集每个标识符的各种属性信息； 错误处理程序的功能是应对在编译各个阶段中出现的错误做适当的处理，从而使编译能够继续进行。 编译程序的每部分都是必不可少的。 3.解释方式和编译方式的区别是什么？ 答：解释方式最终并不生成目标程序，这是编译方式与解释方式的根本区别。解释方式很适合于程序调试，易于查错，在程序执行中可以修改程序，但与编译方式相比，执行效率太低。 4.论述多遍扫描编译程序的优缺点？ 答：优点：（1）可以减少内存容量的需求，分遍后，以遍为单位分别调用编译的各个子程序，各遍程序可以相互覆盖；（2）可使各遍的编译程序相互独立，结构清晰；（3）能够进行充分的优化，产生高质量的目标程序；（4）可将编译程序分为“前端”和“后端”，有利于编译程序的移植。 缺点是每遍都要读符号、送符号，增加了许多重复性工作，降低了编译效率。
编译和解释的区别 编译和解释的区别在哪?编译器是把源程序的每一条语句都编译成机器语言,并保存成 二进制文件,这样运行时计算机可以直接以机器语言来运行此程序,速度很快; 而解释器则是只在执行程序时,才一条一条的解释成机器语言给计算机来执行,所以运 行速度是不如编译后的程序运行的快的. 这是因为计算机不能直接认识并执行我们写的语句,它只能认识机器语言(是二进制的 形式) 一、低级语言与高级语言 最初的计算机程序都是用0和1的序列表示的，程序员直接使用的是机器指令，无需 翻译，从纸带打孔输入即可执行得到结果。后来为了方便记忆，就将用0、1序列表示的机器指令都用符号助记，这些与机器指令一一对应的助记符就成了汇编指令，从而诞生了汇编语言。无论是机器指令还是汇编指令都是面向机器的，统称为低级语言。因为是针对特定机器的机器指令的助记符，所以汇编语言是无法独立于机器(特定的CPU体系结构)的。但汇 编语言也是要经过翻译成机器指令才能执行的，所以也有将运行在一种机器上的汇编语言翻译成运行在另一种机器上的机器指令的方法，那就是交叉汇编技术。 高级语言是从人类的逻辑思维角度出发的计算机语言，抽象程度大大提高，需要经过 编译成特定机器上的目标代码才能执行，一条高级语言的语句往往需要若干条机器指令来完成。高级语言独立于机器的特性是靠编译器为不同机器生成不同的目标代码(或机器指令)来实现的。那具体的说，要将高级语言编译到什么程度呢，这又跟编译的技术有关了，既可以编译成直接可执行的目标代码，也可以编译成一种中间表示，然后拿到不同的机器和系统上去执行，这种情况通常又需要支撑环境，比如解释器或虚拟机的支持，Java程序编译成bytecode，再由不同平台上的虚拟机执行就是很好的例子。所以，说高级语言不依赖于机器，是指在不同的机器或平台上高级语言的程序本身不变，而通过编译器编译得到的目标代码去适应不同的机器。从这个意义上来说，通过交叉汇编，一些汇编程序也可以获得不同机器之间的可移植性，但这种途径获得的移植性远远不如高级语言来的方便和实用性大。 二、编译与解释 编译是将源程序翻译成可执行的目标代码，翻译与执行是分开的;而解释是对源程序的翻译与执行一次性完成，不生成可存储的目标代码。这只是表象，二者背后的最大区别是：对解释执行而言，程序运行时的控制权在解释器而不在用户程序;对编译执行而言，运行时 的控制权在用户程序。 解释具有良好的动态特性和可移植性，比如在解释执行时可以动态改变变量的类型、 对程序进行修改以及在程序中插入良好的调试诊断信息等，而将解释器移植到不同的系统上，则程序不用改动就可以在移植了解释器的系统上运行。同时解释器也有很大的缺点，比如执行效率低，占用空间大，因为不仅要给用户程序分配空间，解释器本身也占用了宝贵的系统资源。 编译器是把源程序的每一条语句都编译成机器语言,并保存成二进制文件,这样运行时 计算机可以直接以机器语言来运行此程序,速度很快; 而解释器则是只在执行程序时,才一条一条的解释成机器语言给计算机来执行,所以运 行速度是不如编译后的程序运行的快的.
《编译原理》课后习题答案第一章 第 1 章引论 第 1 题 解释下列术语： （1）编译程序 （2）源程序 （3）目标程序 （4）编译程序的前端 （5）后端 （6）遍 答案： （1）编译程序：如果源语言为高级语言，目标语言为某台计算机上的汇编语言或机器语言，则此翻译程序称为编译程序。 （2）源程序：源语言编写的程序称为源程序。 （3）目标程序：目标语言书写的程序称为目标程序。 （4）编译程序的前端：它由这样一些阶段组成：这些阶段的工作主要依赖于源语言而与目标机无关。通常前端包括词法分析、语法分析、语义分析和中间代码生成这些阶 段，某些优化工作也可在前端做，也包括与前端每个阶段相关的出错处理工作和符 号表管理等工作。 （5）后端：指那些依赖于目标机而一般不依赖源语言，只与中间代码有关的那些阶段，即目标代码生成，以及相关出错处理和符号表操作。 （6）遍：是对源程序或其等价的中间语言程序从头到尾扫视并完成规定任务的过程。 第 2 题 一个典型的编译程序通常由哪些部分组成？各部分的主要功能是什么？并画出编译程 序的总体结构图。 答案： 一个典型的编译程序通常包含 8 个组成部分，它们是词法分析程序、语法分析程序、语义分析程序、中间代码生成程序、中间代码优化程序、目标代码生成程序、表格管理程序和错误处理程序。其各部分的主要功能简述如下。 词法分析程序：输人源程序，拼单词、检查单词和分析单词，输出单词的机表达形式。 语法分析程序：检查源程序中存在的形式语法错误，输出错误处理信息。 语义分析程序：进行语义检查和分析语义信息，并把分析的结果保存到各类语义信息表中。 中间代码生成程序：按照语义规则，将语法分析程序分析出的语法单位转换成一定形式 的中间语言代码，如三元式或四元式。 中间代码优化程序：为了产生高质量的目标代码，对中间代码进行等价变换处理。 目标代码生成程序：将优化后的中间代码程序转换成目标代码程序。 表格管理程序：负责建立、填写和查找等一系列表格工作。表格的作用是记录源程序的 各类信息和编译各阶段的进展情况，编译的每个阶段所需信息多数都从表格中读取，产生的中间结果都记录在相应的表格中。可以说整个编译过程就是造表、查表的工作过程。需要指出的是，这里的“表格管理程序”并不意味着它就是一个独立的表格管理模块，而是指编译程序具有的表格管理功能。 错误处理程序：处理和校正源程序中存在的词法、语法和语义错误。当编译程序发现源
第1章引论 第1题 解释下列术语： （1）编译程序 （2）源程序 （3）目标程序 （4）编译程序的前端 （5）后端 （6）遍 答案： （1） 编译程序：如果源语言为高级语言，目标语言为某台计算机上的汇编语言或机器语言，则此翻译程序称为编译程序。 （2） 源程序：源语言编写的程序称为源程序。 （3） 目标程序：目标语言书写的程序称为目标程序。 （4） 编译程序的前端：它由这样一些阶段组成：这些阶段的工作主要依赖于源语言而与目标机无关。通常前端包括词法分析、语法分析、语义分析和中间代码生成这些阶 段，某些优化工作也可在前端做，也包括与前端每个阶段相关的出错处理工作和符 号表管理等工作。 （5） 后端：指那些依赖于目标机而一般不依赖源语言，只与中间代码有关的那些阶段，即目标代码生成，以及相关出错处理和符号表操作。 （6） 遍：是对源程序或其等价的中间语言程序从头到尾扫视并完成规定任务的过程。 第2题 一个典型的编译程序通常由哪些部分组成？各部分的主要功能是什么？并画出编译程序的总体结构图。 答案： 一个典型的编译程序通常包含8个组成部分，它们是词法分析程序、语法分析程序、语义分析程序、中间代码生成程序、中间代码优化程序、目标代码生成程序、表格管理程序和错误处理程序。其各部分的主要功能简述如下。 词法分析程序：输人源程序，拼单词、检查单词和分析单词，输出单词的机内表达形式。 语法分析程序：检查源程序中存在的形式语法错误，输出错误处理信息。 语义分析程序：进行语义检查和分析语义信息，并把分析的结果保存到各类语义信息表中。
目标代码生成程序：将优化后的中间代码程序转换成目标代码程序。 表格管理程序：负责建立、填写和查找等一系列表格工作。表格的作用是记录源程序的各类信息和编译各阶段的进展情况，编译的每个阶段所需信息多数都从表格中读取，产生的中间结果都记录在相应的表格中。可以说整个编译过程就是造表、查表的工作过程。需要指出的是，这里的“表格管理程序”并不意味着它就是一个独立的表格管理模块，而是指编译程序具有的表格管理功能。 错误处理程序：处理和校正源程序中存在的词法、语法和语义错误。当编译程序发现源程序中的错误时，错误处理程序负责报告出错的位置和错误性质等信息，同时对发现的错误进行适当的校正（修复），目的是使编译程序能够继续向下进行分析和处理。 注意：如果问编译程序有哪些主要构成成分，只要回答六部分就可以。如果搞不清楚，就回答八部分。 第3题 何谓翻译程序、编译程序和解释程序？它们三者之间有何种关系？ 答案： 翻译程序是指将用某种语言编写的程序转换成另一种语言形式的程序的程序，如编译程序和汇编程序等。 编译程序是把用高级语言编写的源程序转换（加工）成与之等价的另一种用低级语言编写的目标程序的翻译程序。 解释程序是解释、执行高级语言源程序的程序。解释方式一般分为两种：一种方式是，源程序功能的实现完全由解释程序承担和完成，即每读出源程序的一条语句的第一个单词，则依据这个单词把控制转移到实现这条语句功能的程序部分，该部分负责完成这条语句的功
计算机并不能直接地接受和执行用高级语言编写的源程序，源程序在输入计算机时，通过"翻译程序"翻译成机器语言形式的目标程序，计算机才能识别和执行。这种"翻译"通常有两种方式，即编译方式和解释方式。编译方式是指利用事先编好的一个称为编译程序的机器语言程序，作为系统软件存放在计算机内，当用户将高级语言编写的源程序输入计算机后，编译程序便把源程序整个地翻译成用机器语言表示的与之等价的目标程序，然后计算机再执行该目标程序，以完成源程序要处理的运算并取得结果。解释方式是指源程序进入计算机后，解释程序边扫描边解释，逐句输入逐句翻译，计算机一句句执行，并不产生目标程序。如PASCAL、FORTRAN、COBOL等高级语言执行编译方式；BASIC语言则以执行解释方式为主；而PASCAL、C语言是能书写编译程序的高级程序设计语言。 编译程序、解释程序、汇编程序是3种语言处理程序。其区别主要为：汇编程序（为低级服务）是将汇编语言书写的源程序翻译成由机器指令和其他信息组成的目标程序。解释程序（为高级服务）直接执行源程序或源程序的内部形式，一般是读一句源程序，翻译一句，执行一句，不产生目标代码，如BASIC解释程序。编译程序（为高级服务）是将高级语言书写的源程序翻译成与之等价的低级语言的目标程序。编译程序与解释程序最大的区别之一在于前者生成目标代码，而后者不生成；此外，前者产生的目标代码的执行速度比解释程序的执行速度要快；后者人机交互好，适于初学者使用。用COBOL、FORTRAN等语言编写的程序考虑到执行速度一般都是编译执行。 解释:程序运行时，取一条指令，将其换化为机器指令，再执行这条机器指令。编译：程序运行时之前，将程序的把有代码编译为机器代码，再运行这个程序。计算机并不能直接地接受和执行用高级语言编写的源程序，源程序在输入计算机时，通过"翻译程序"翻译成机器语言形式的目标程序，计算机才能识别和执行。这种"翻译"通常有两种方式，即编译方式和解释方式。 编译方式是指利用事先编好的一个称为编译程序的机器语言程序，作为系统软件存放在计算机内，当用户将高级语言编写的源程序输入计算机后，编译程序便把源程序整个地翻译成用机器语言表示的与之等价的目标程序，然后计算机再执行该目标程序，以完成源程序要处理的运算并取得结果。 解释方式是指源程序进入计算机后，解释程序边扫描边解释，逐句输入逐句翻译，计算机一句句执行，并不产生目标程序。如PASCAL、FORTRAN、COBOL等高级语言执行编译方式；BASIC语言则以执行解释方式为主；而PASCAL、C 语言是能书写编译程序的高级程序设计语言。 简单的说，编译就是全文翻译，全部翻译完才执行。解释就相当于同声翻译，边翻译边执行。
一、填空题: 1-01.编译程序的工作过程一般可以划分为词法分析,语法分析,语义分析，之间代码生成,代码优化等几个基本阶段,同时还会伴有表格处理和出错处理 . 1-02.若源程序是用高级语言编写的,目标程序是机器语言程序或汇编程序 ,则其翻译程序称为编译程序. 1-03.编译方式与解释方式的根本区别在于是否生成目标代码 . 1-04.翻译程序是这样一种程序,它能够将用甲语言书写的程序转换成与其等价的用乙语言书写的程 序 . 1-05.对编译程序而言,输入数据是源程序 ,输出结果是目标程序 . 1-06.如果编译程序生成的目标程序是机器代码程序,则源程序的执行分为两大阶段: 编译阶段和运行阶段 .如果编译程序生成的目标程序是汇编语言程序,则源程序的执行分为三个阶段: 编译阶段 , 汇编阶段和运行阶段 . 1-07.若源程序是用高级语言编写的，目标程序是机器语言程序或汇编程序，则其翻译程序称为编译程序。 1-08.一个典型的编译程序中，不仅包括词法分析、语法分析、中间代码生成、代码优化、目标代码生成等五个部分，还应包括表格处理和出错处理。其中，词法分析器用于识别单词。 1-09.编译方式与解释方式的根本区别为是否生成目标代码。 2-01.所谓最右推导是指：任何一步α β都是对α中最右非终结符进行替换的。 2-02.一个上下文无关文法所含四个组成部分是一组终结符号、一组非终结符号、一个开始符号、一组产生式。 2-03.产生式是用于定义语法成分的一种书写规则。 2-04.设G[S]是给定文法，则由文法G所定义的语言L(G)可描述为：L(G)＝{x│S x,x∈V T*} 。 2-05.设G是一个给定的文法，S是文法的开始符号，如果S x （其中x∈V*），则称x是文法的一个句型。 2-06.设G是一个给定的文法，S是文法的开始符号，如果S x(其中x∈V T*),则称x是文法的一个句子。 3-01.扫描器的任务是从源程序中识别出一个个单词符号。 4-01.语法分析最常用的两类方法是自上而下和自下而上分析法。 4-02.语法分析的任务是识别给定的终极符串是否为给定文法的句子。 4-03.递归下降法不允许任一非终极符是直接左递归的。 4-04.自顶向下的语法分析方法的关键是如何选择候选式的问题。 4-05.递归下降分析法是自顶向上分析方法。 4-06.自顶向下的语法分析方法的基本思想是：从文法的开始符号开始，根据给定的输入串并按照文法的产生式一步一步的向下进行直接推导，试图推导出文法的句子，使之与给定的输入串匹配。 5-01.自底向上的语法分析方法的基本思想是：从给定的终极符串开始，根据文法的规则一步一步的向上进行直接归约，试图归约到文法的开始符号。 5-02.自底向上的语法分析方法的基本思想是：从输入串入手，利用文法的产生式一步一步地向上进行直接归约，力求归约到文法的开始符号。
A、解释程序 所谓解释程序是高级语言翻译程序的一种，它将源语言(如BASIC)书写的源程序作为输入，解释一句后就提交计算机执行一句，并不形成目标程序。就像外语翻译中的“口译”一样，说一句翻一句，不产生全文的翻译文本。这种工作方式非常适合于人通过终端设备与计算机会话，如在终端上打一条命令或语句，解释程序就立即将此语句解释成一条或几条指令并提交硬件立即执行且将执行结果反映到终端，从终端把命令打入后，就能立即得到计算结果。这的确是很方便的，很适合于一些小型机的计算问题。但解释程序执行速度很慢，例如源程序中出现循环，则解释程序也重复地解释并提交执行这一组语句，这就造成很大浪费。 B、编译程序 这是一类很重要的语言处理程序，它把高级语言(如FORTRAN、COBOL、Pascal、C等)源程序作为输入，进行翻译转换，产生出机器语言的目标程序，然后再让计算机去执行这个目标程序，得到计算结果。 编译程序工作时，先分析，后综合，从而得到目标程序。所谓分析，是指词法分析和语法分析；所谓综合是指代码优化，存储分配和代码生成。为了完成这些分析综合任务，编译程序采用对源程序进行多次扫描的办法，每次扫描集中完成一项或几项任务，也有一项任务分散到几次扫描去完成的。下面举一个四遍扫描的例子：第一遍扫描做词法分析；第二遍扫描做语法分析；第三遍扫描做代码优化和存储分配；第四遍扫描做代码生成。 值得一提的是，大多数的编译程序直接产生机器语言的目标代码，形成可执行的目标文件，但也有的编译程序则先产生汇编语言一级的符号代码文件，然后再调用汇编程序进行翻译加工处理，最后产生可执行的机器语言目标文件。 在实际应用中，对于需要经常使用的有大量计算的大型题目，采用招待速度较快的编译型的高级语言较好，虽然编译过程本身较为复杂，但一旦形成目标文件，以后可多次使用。相反，对于小型题目或计算简单不太费机时的题目，则多选用解释型的会话式高级语言，如BASIC，这样可以大大缩短编程及调试的时
C语言的编译链接过程要把我们编写的一个c程序（源代码）转换成可以在硬件上运行的程序（可执行代码），需要进行编译和链接。编译就是把文本形式源代码翻译为机器语言形式的目标文件的过程。链接是把目标文件、操作系统的启动代码和用到的库文件进行组织形成最终生成可执行代码的过程。过程图解如下： 从图上可以看到，整个代码的编译过程分为编译和链接两个过程，编译对应图中的大括号括起的部分，其余则为链接过程。 编译过程 编译过程又可以分成两个阶段：编译和会汇编。 编译 编译是读取源程序（字符流），对之进行词法和语法的分析，将高级语言指令转换为功能等效的汇编代码，源文件的编译过程包含两个主要阶段： 第一个阶段是预处理阶段，在正式的编译阶段之前进行。预处理阶段将根据已放置在文件中的预处理指令来修改源文件的内容。如#include指令就是一个预处理指令，它把头文件的内容添加到.cpp文件中。这个在编译之前修改源文件的方式提供了很大的灵活性，以适应不同的计算机和操作系统环境的限制。一个环境需要的代码跟另一个环境所需的代码可能有所不同，因为可用的硬件或操作系统是不同的。在许多情况下，可以把用于不同环境的代码放在同一个文件中，再在预处理阶段修改代码，使之适应当前的环境。 主要是以下几方面的处理： （1）宏定义指令，如 #define a? b 对于这种伪指令，预编译所要做的是将程序中的所有a用b替换，但作为字符串常量的 a 则不被替换。还有 #undef，则将取消对某个宏的定义，使以后该串的出现不再被替换。 （2）条件编译指令，如#ifdef，#ifndef，#else，#elif，#endif等。 这些伪指令的引入使得程序员可以通过定义不同的宏来决定编译程序对哪些代码进行处理。预编译程序将根据有关的文件，将那些不必要的代码过滤掉。 （3）头文件包含指令，如#include "FileName"或者#include
《编译原理》教案 授课类型（请打√）：理论课讨论课□实验课□练习课□其他□ 教学方式（请打√）：讲授讨论□示教□指导其他□ 教学资源（请打√）：多媒体模型□实物□挂图□音像□其他□教学内容 0 课程学习的要求及任务，学习方法介绍，成绩考核标准。 第一章引论 1.1 什么叫编译程序？ 通常所说的翻译程序是指这样的一个程序，它能够把某一种语言程序(称为源语言程序)转换成另一种语言程序(称为目标语言程序)，而后者与前者在逻辑上是等价的。如果源语言是诸如FORTRAN、Pascal、C、Ada、Smalltalk或Java这
样的“高级语言”，而目标语言是诸如汇编语言或机器语言之类的“低级语言”，这样的一个翻译程序就称为编译程序。 高级语言程序除了像上面所说的先编译后执行外，有时也可“解释”执行。一个源语言的解释程序是这样的程序，它以该语言写的源程序作为输入，但不产生目标程序，而是边解释边执行源程序本身。本书将不对解释程序作专门的讨论。实际上，许多编译程序的构造与实现技术同样适用于解释程序。 根据不同的用途和侧重，编译程序还可进一步分类。专门用于帮助程序开发和调试的编译程序称为诊断编译程序(Diagnostic Compiler)，着重于提高目标代码效率的编译程序叫优化编译程序(Optimizing Compiler)。现在很多编译程序同时提供了调试、优化等多种功能，用户可以通过“开关”进行选择。运行编译程序的计算机称宿主机，运行编译程序所产生目标代码的计算机称目标机。 如果一个编译程序产生不同于其宿主机的机器代码，则称它为交叉编译程序(CrOSS Compiler)。如果不需重写编译程序中与机器无关的部分就能改变目标机，则称该编译程序为可变目标编译程序(Retargetable Compiler)。 1.2 编译过程概述 编译程序过程: 从输入源程序开始到输出目标程序为止的整个编译过程可分为以下五个阶段：词法分析,语法分析,语义分析,中间代码产生,优化和目标代码生成. 1.3 编译程序的结构 编译程序的结构可以按照从输入源程序开始到输出目标程序为止的整个编译过程可分为以下五个阶段：词法分析,语法分析,语义分析,中间代码产生,优化和目标代码生成。 1.3.1 编译程序总框
第一章高级语言与编译程序概述 一、单项选择题 1.将编译程序分成若干个“遍”是为了＿＿＿＿。 A. 提高程序的执行效率 B. 使程序的结构更加清晰 C. 利用有限的机器内存并提高机器的执行效率 D. 利用有限的机器内存但降低了机器的执行效率 2.构造编译程序应掌握＿＿＿＿。 A. 源程序 B. 目标语言 C. 编译方法 D. 以上三项都是 3.编译程序绝大多数时间花在＿＿＿＿上。 A. 出错处理 B. 词法分析 C. 目标代码生成 D. 管理表格 4. ＿＿＿＿不可能是目标代码。 A. 汇编指令代码 B. 可重定位指令代码 C. 绝对指令代码 D. 中间代码 5.使用＿＿＿＿可以定义一个程序的意义。 A. 语义规则 B. 词法规则 C. 产生规则 D. 左结合规则 6.词法分析器的输入是＿＿＿＿。 A. 单词符号 B. 源程序 C. 语法单位 D. 目标程序 7.中间代码生成时所遵循的是＿＿＿＿。 A. 语法规则 B. 词法规则 C. 语义规则 D. 等价变换规则 8.编译程序是对＿＿＿＿。 A. 汇编程序的翻译 B. 高级语言程序的解释执行 C. 机器语言的执行 D. 高级语言的翻译 9.词法分析应遵循＿＿＿＿。 A. 语义规则 B. 语法规则 C. 构词规则 D. 等价变换规则 10.若源程序是高级语言编写的程序，目标程序是＿＿＿＿，则称它为编译程序。 A. 汇编语言程序或高级语言程序 B. 高级语言程序或机器语言程序 C. 汇编语言程序或机器语言程序 D. 连接程序或运行程序 11.编译过程中，词法分析阶段的任务是＿＿＿＿。 A.识别表达式 B. 识别语言单词 C. 识别语句 D. 识别程序 二、多项选择题： 1.编译程序各阶段的工作都涉及到＿＿＿＿。 A. 语法分析 B. 表格管理 C. 出错处理 D. 语义分析 E. 词法分析 2.如果编译程序生成的目标程序是机器代码程序，则源程序的执行分为两大阶段：＿＿＿＿和＿＿＿＿。 A. 编译阶段 B. 汇编阶段 C. 运行阶段 D. 置初值阶段 3.编译程序工作时 , 通常有＿＿＿＿阶段。 A.词法分析 B. 语法分析 C. 中间代码生成 D. 语义检查 E. 目标代码生成 F.出错处理 G.表格管理 4.编译过程中所遵循的规则有＿＿＿＿。 A.等价变换规则 B. 短语规则 C. 构词规则 D. 语义规则 E. 语法规则 三、填空题：
1.2 计算机执行用高级语言编写的程序有哪些途径？它们之间的主要区别是什么？ 【解答】计算机执行用高级语言编写的程序主要有两种途径：解释和编译。在解释方式下，翻译程序事先并不采用将高级语言程序全部翻译成机器代码程序，然后执行这个机器代码程序的方法，而是每读入一条源程序的语句，就将其解释(翻译)成对应其功能的机器代码语句串并执行，而所翻译的机器代码语句串在该语句执行后并不保留，最后再读入下一条源程序语句，并解释执行。这种方法是按源程序中语句的动态执行顺序逐句解释(翻译)执行的，如果一语句处于一循环体中，则每次循环执行到该语句时，都要将其翻译成机器代码后再执行。在编译方式下，高级语言程序的执行是分两步进行的：第一步首先将高级语言程序全部翻译成机器代码程序，第二步才是执行这个机器代码程序。因此，编译对源程序的处理是先翻译，后执行。从执行速度上看，编译型的高级语言比解释型的高级语言要快，但解释方式下的人机界面比编译型好，便于程序调试。这两种途径的主要区别在于：解释方式下不生成目标代码程序，而编译方式下生成目标代码程序。 1.3 请画出编译程序的总框图。如果你是一个编译程序的总设计师，设计编译程序时应当考虑哪些问题？ 【解答】编译程序总框图如图所示。 作为一个编译程序的总设计师，首先要深刻理解被编 译的源语言其语法及语义；其次，要充分掌握目标指令的 功能及特点，如果目标语言是机器指令，还要搞清楚机器 的硬件结构以及操作系统的功能；第三，对编译的方法及 使用的软件工具也必须准确化。总之，总设计师在设计编 译程序时必须估量系统功能要求、硬件设备及软件工具等 诸因素对编译程序构造的影响等。 2.2 什么是扫描器？扫描器的功能是什么？ 【解答】扫描器就是词法分析器，它接受输入的源程序，对源程序进行词法分析并识别出一个个单词符号，其输出结果是单词符号，供语法分析器使用。通常是把词法分析器作为一个子程序，每当词法分析器需要一个单词符号时就调用这个子程序。每次调用时，词法分析器就从输入串中识别出一个单词符号交给语法分析器。
《编译原理》课后习题答案第一章 第1章引论 第1题 解释下列术语： （1）编译程序 （2）源程序 （3）目标程序 （4）编译程序的前端 （5）后端 （6）遍 答案： （1）编译程序：如果源语言为高级语言，目标语言为某台计算机上的汇编语言或机器语言，则此翻译程序称为编译程序。 （2）源程序：源语言编写的程序称为源程序。 （3）目标程序：目标语言书写的程序称为目标程序。 （4）编译程序的前端：它由这样一些阶段组成：这些阶段的工作主要依赖于源语言而与目标机无关。通常前端包括词法分析、语法分析、语义分析和中间代码生成这些阶 段，某些优化工作也可在前端做，也包括与前端每个阶段相关的出错处理工作和符 号表管理等工作。 （5）后端：指那些依赖于目标机而一般不依赖源语言，只与中间代码有关的那些阶段，即目标代码生成，以及相关出错处理和符号表操作。 （6）遍：是对源程序或其等价的中间语言程序从头到尾扫视并完成规定任务的过程。第2题 一个典型的编译程序通常由哪些部分组成各部分的主要功能是什么并画出编译程 序的总体结构图。 答案： 一个典型的编译程序通常包含8个组成部分，它们是词法分析程序、语法分析程序、语
义分析程序、中间代码生成程序、中间代码优化程序、目标代码生成程序、表格管理程序和错误处理程序。其各部分的主要功能简述如下。 词法分析程序：输人源程序，拼单词、检查单词和分析单词，输出单词的机内表达形式。语法分析程序：检查源程序中存在的形式语法错误，输出错误处理信息。 语义分析程序：进行语义检查和分析语义信息，并把分析的结果保存到各类语义信息表中。 中间代码生成程序：按照语义规则，将语法分析程序分析出的语法单位转换成一定形式 的中间语言代码，如三元式或四元式。 中间代码优化程序：为了产生高质量的目标代码，对中间代码进行等价变换处理。 目标代码生成程序：将优化后的中间代码程序转换成目标代码程序。 表格管理程序：负责建立、填写和查找等一系列表格工作。表格的作用是记录源程序的 各类信息和编译各阶段的进展情况，编译的每个阶段所需信息多数都从表格中读取，产生的中间结果都记录在相应的表格中。可以说整个编译过程就是造表、查表的工作过程。需要指出的是，这里的“表格管理程序”并不意味着它就是一个独立的表格管理模块，而是指编译程序具有的表格管理功能。 错误处理程序：处理和校正源程序中存在的词法、语法和语义错误。当编译程序发现源 程序中的错误时，错误处理程序负责报告出错的位置和错误性质等信息，同时对发现的错误进行适当的校正（修复），目的是使编译程序能够继续向下进行分析和处理。 注意：如果问编译程序有哪些主要构成成分，只要回答六部分就可以。如果搞不清楚， 就回答八部分。 第3题 何谓翻译程序、编译程序和解释程序它们三者之间有何种关系 答案： 翻译程序是指将用某种语言编写的程序转换成另一种语言形式的程序的程序，如编译程 序和汇编程序等。 编译程序是把用高级语言编写的源程序转换（加工）成与之等价的另一种用低级语言编 写的目标程序的翻译程序。
1》编译程序的框架图与功能块：（1）画出编译程序的总体结构，并简述各部分的主要功能：七个部分（2）编译程序的结构分为几个阶段，各阶段的任务是什么？ 答 编译程序总框架 （1）词法分析器，又称扫描器，输入源程序，进行词法分析，输出单词符号。 （2）语法分析器，简称分析器，对单词符号串进行语法分析（根据语法规则进行推导或规约），识别出各类语法单位，最终判断输入串是否构成语法上正确的“程序”。 （3）语义分析与中间代码产生器，按照语义规则对语法分析器归约出（或推导出）的语法单位进行语义分析并把它们翻译成一定形式的中间代码。 （4）优化器，对中间代码进行优化处理。 （5）目标代码生成器，把中间代码翻译成目标程序。 （6）表格管理，登记源程序的各类信息，编译各阶段的进展状况。 （7）出错管理，把错误信息报告给用户。 编译程序的结构分为五个阶段：（1）词法分析.任务是：输入源程序，对构成源程序的字符串进行扫描和分解，识别出一个个的单词（亦称单词符号或简称符号），如基本字，标识符，常熟，算符和界符。 （2）。语法分析，任务是：在词法分析的基础上，根据语言的语法规则，把单词符号串分解成各类语法单位（语法范畴）。 （3）语义分析与中间代码产生。任务：对语法分析所识别出的各类语法范畴，分析其含义，并进行初步翻译（产生中间代码）。 （4）优化。任务在于对前段产生的中间代码进行加工变换，以期在最后阶段能产生出更为高效（省时间和空间）的目标代码。 （5）目标代码生成。任务是：把中间代码（或优化出理之后）变换成特定机械上的低级语言代码。 2》．重要概念： a. 编译程序：是指能够把源语言程序转换成逻辑上等价的目标语言程序的一个程序。 b. 单词符号：是语言的基本组成成分，是人们理解和编写程序的基本要素，是语言中具有独立意义的最基本结构，它一般包括：基本字、标识符、常数、运算符和界符等 c. 中间代码：是一种含义明确，便于处理的记号系统，它通常独立于具体的硬件。 d. 遍：就是对源程序或源程序的中间结果从头到尾扫描一次，并作有关的加工处理，生成新的中间结果或目标程序。
流行https://www.doczj.com/doc/5c2034411.html, 编译程序和解释程序 如果一个程序能够把某一种语言程序(称为源语言程序)改造成为另一种语言程序(称为目标语言程序)，则这亲戚的程序称为“翻译程序”。如果源语言是“高级语言”(诸如FORTRAN、PASCAL等等)，而目标语言是“低级语言”(如汇编语言或机器语言)，则这样的翻译程序称为“编译程序”。 现在的计算机尚不能直接执行高级语言程序。执行一个高级语言程序大体上要分两步：第一步，把高级语言的源程序编译成低级语言的目标程序；第二步，运行这个目标程序。编译程序的典型工作过程是：输入源程序，对它进行加工处理，输出目标程序。加工处理是非常复杂的过程，它又可划分成以下几个阶段：源程序→词法分析→语法分析→产生中间代码→优化→目标代码生成→目标程序。 第一阶段是词法分析。承担词法分析任务的程序称为“扫描器”。词法分析的任务是：对构成源程序的字符串进行扫描和分解。第二阶段是语法分析。承担语法分析任务的程序称为“分析器”。语法分析的任务是：根据语法规则，把描扫器所提供的结果分析成各类语法范畴。第三阶段是产生中间代码。承担产生中间代码任务的程序称为“中间代码产生器”。其任务是：按照语法分析器所识别出的语法范畴，产生相应的中间指令。第四阶段是优化，即代码优化。优化的任务是对前阶段产生的中间代码进行加工变换，以便使生成的目标程序，能运行得更快更省(省内存)。第五阶段是目标代码生成。这一阶段的任务是：按照优化后的中间代码和其它有关信息生成目标程序。这种目标程序可以在计算机上直接执行。执行这个目标程序，就可得到一个高级语言程序的结果。我们知道，所谓翻译程序是这样一种程序，它能够把用甲语言写的程序翻译成与之等价的用乙语言写的程序。这里的甲语言是该翻译程序的源语言，而乙语言则为该翻译程序的目标语言。对于编译程序而言，源程序是被加工的对象，而目标程序是加工后的结果。 在计算机上执行用某种高级语言写的源程序，通常有两种方式：一是编译执行方式，二是解释执行方式。 采用编译执行方式执行源程序时要分两大步：编译和运行。编译中的加工处理过程又可分为五个阶段。 解释执行方式与编译执行方式是不同的，其根本区别在于：编译方式把源程序的执行过程严格地分成两大步：编译和运行。即先把源程序全部翻译成目标代码，然后再运行此目标代码，获执行结果。解释方式则不然。它是按照源程序中语句的动态顺序，直接地逐句进行分析解释，并立即执行。所以，解释程序是这样一种程序，它能够按照源程序中语句的动态顺序，逐句地分析解释并执行，直至源程序结束。 与编译程序一样，解释程序也与源语言及计算机有关。同一台计算机上不同语言的解释程序是不同的；同一种语言在不同的计算机上的解释程序也可能不同。同一种高级语言的源程序，它可以采用解释执行方式，也可以采用编译执行方式。例如，BASIC语言有解释BASIC和编译BASIC之分。前者执行速度慢；后者执行速度快。编译程序和解释程序都属于系统程序。
第一章习题解答 2．编译程序有哪些主要构成成分？各自的主要功能是什么？ 编译程序的主要构成成分有：词法分析程序、语法分析程序、语义分析程序、中间代码生成程序、代码优化程序、目标代码生成程序、表格管理程序及出错处理程序。 （1）词法分析程序：从左到右扫描源程序，识别单词及其有关属性； （2）语法分析程序：分析源程序的结构, 判别它是否为相应程序设计语言中的一个合法程序； （3）语义分析程序：审查源程序有无语义错误，为代码生成阶段收集类型信息； （4）中间代码生成程序：将源程序变成一种内部表示形式； （5）代码优化程序：对前阶段产生的中间代码进行变换或进行改造，使生成的目标代码更为高效； （6）目标代码生成程序：把中间代码变换成特定机器上的绝对指令代码或可重定位的指令代码或汇编指令代码； （7）表格管理程序：保存编译过程中的各种信息； （8）出错处理程序：若编译过程中发现源程序存在错误，则报告错误的性质和错误发生的地点，有些还可以自动校正错误。 3．什么是解释程序？它与编译程序的主要不同是什么？ 解释程序接受某个语言的程序并立即运行这个源程序。它的工作模式是一个个的获取、分析并执行源程序语句，一旦第一个语句分析结束，源程序便开始运行并且生成结果，它特别适合程序员交互方式的工作情况。 而编译程序是一个语言处理程序，它把一个高级语言程序翻译成某个机器的汇编或二进制代码程序，这个二进制代码程序再机器上运行以生成结果。 它们的主要不同在于：解释程序是边解释边执行，解释程序运行结束即可得到该程序的运行结果，而编译程序只是把源程序翻译成汇编或者二进制程序，这个程序再执行才能得到程序的运行结果。（当然还有其他不同，比如存储组织方式不同）
编译程序和解释程序的区别 编译和解释的区别是什么? 编译器是把源程序的每一条语句都编译成机器语言,并保存成二进制文件,这样运行时计算机可以直接以机器语言来运行此程序,速度很快; 而解释器则是只在执行程序时,才一条一条的解释成机器语言给计算机来执行,所以运行速度是不如编译后的程序运行的快的. 这是因为计算机不能直接认识并执行我们写的语句,它只能认识机器语言(是二进制的形式) 一、低级语言与高级语言 最初的计算机程序都是用0和1的序列表示的，程序员直接使用的是机器指令，无需翻译，从纸带打孔输入即可执行得到结果。后来为了方便记忆，就将用0、1序列表示的机器指令都用符号助记，这些与机器指令一一对应的助记符就成了汇编指令，从而诞生了汇编语言。无论是机器指令还是汇编指令都是面向机器的，统称为低级语言。因为是针对特定机器的机器指令的助记符，所以汇编语言是无法独立于机器(特定的CPU体系结构)的。但汇编语言也是要经过翻译成机器指令才能执行的，所以也有将运行在一种机器上的汇编语言翻译成运行在另一种机器上的机器指
令的方法，那就是交叉汇编技术。 高级语言是从人类的逻辑思维角度出发的计算机语言，抽象程度大大提高，需要经过编译成特定机器上的目标代码才能执行，一条高级语言的语句往往需要若干条机器指令来完成。高级语言独立于机器的特性是靠编译器为不同机器生成不同的目标代码(或机器指令)来实现的。那具体的说，要将高级语言编译到什么程度呢，这又跟编译的技术有关了，既可以编译成直接可执行的目标代码，也可以编译成一种中间表示，然后拿到不同的机器和系统上去执行，这种情况通常又需要支撑环境，比如解释器或虚拟机的支持，Java程序编译成bytecode，再由不同平台上的虚拟机执行就是很好的例子。所以，说高级语言不依赖于机器，是指在不同的机器或平台上高级语言的程序本身不变，而通过编译器编译得到的目标代码去适应不同的机器。从这个意义上来说，通过交叉汇编，一些汇编程序也可以获得不同机器之间的可移植性，但这种途径获得的移植性远远不如高级语言来的方便和实用性大。 二、编译与解释 编译是将源程序翻译成可执行的目标代码，翻译与执行是分开的;而解释是对源程序的翻译与执行一次性完成，不生成可存储的目标代码。这只是表象，二者背后的最大区别是：对解释执行而言，程序运行时的控制权在解释器而不在用户程序;对编译执