編譯原理薛聯(lián)鳳課件XX有限公司匯報(bào)人：XX目錄編譯原理概述01語(yǔ)法分析03代碼優(yōu)化技術(shù)05詞法分析02語(yǔ)義分析與中間代碼生成04目錄目標(biāo)代碼生成06編譯器構(gòu)造工具07編譯原理概述01編譯器定義與功能編譯器定義將源碼轉(zhuǎn)為機(jī)器碼主要功能詞法語(yǔ)法分析，代碼優(yōu)化編譯過(guò)程的各個(gè)階段檢查語(yǔ)義錯(cuò)誤，生成中間代碼。語(yǔ)義分析根據(jù)語(yǔ)法規(guī)則，構(gòu)建語(yǔ)法樹(shù)。語(yǔ)法分析將源代碼轉(zhuǎn)為詞法單元序列。詞法分析編譯器設(shè)計(jì)原則01正確性?xún)?yōu)先確保編譯結(jié)果準(zhǔn)確無(wú)誤，是編譯器設(shè)計(jì)的首要原則。02高效性追求在保證正確性的基礎(chǔ)上，追求編譯過(guò)程的高效性，提升程序運(yùn)行效率。詞法分析02詞法分析器的作用將源代碼中的字符流轉(zhuǎn)換為單詞符號(hào)序列。識(shí)別單詞符號(hào)過(guò)濾掉源代碼中的空白字符，如空格、制表符和換行符。去除空白字符正則表達(dá)式與有限自動(dòng)機(jī)用于定義詞法單元的模式正則表達(dá)應(yīng)用01根據(jù)正則表達(dá)式構(gòu)造，識(shí)別詞法單元有限自動(dòng)機(jī)構(gòu)造02結(jié)合代碼示例，展示兩者在詞法分析中的協(xié)同工作結(jié)合應(yīng)用實(shí)例03詞法分析器生成工具Lex01Lex工具介紹用于自動(dòng)生成詞法分析器02工作原理根據(jù)正則表達(dá)式規(guī)則解析輸入03優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)高效、靈活，支持自定義規(guī)則語(yǔ)法分析03上下文無(wú)關(guān)文法描述語(yǔ)法結(jié)構(gòu)的規(guī)則，不依賴(lài)上下文信息。01定義與規(guī)則通過(guò)產(chǎn)生式規(guī)則推導(dǎo)句子，是語(yǔ)法分析的基礎(chǔ)。02推導(dǎo)與產(chǎn)生式語(yǔ)法分析樹(shù)的構(gòu)建從詞法分析得到的符號(hào)序列開(kāi)始，逐步歸約為語(yǔ)法規(guī)則中的非終結(jié)符。自底向上構(gòu)建01從語(yǔ)法規(guī)則的起始符號(hào)開(kāi)始，根據(jù)輸入符號(hào)選擇合適的產(chǎn)生式進(jìn)行展開(kāi)。自頂向下構(gòu)建02語(yǔ)法分析算法01遞歸下降分析自頂向下分析，針對(duì)每個(gè)文法符號(hào)構(gòu)造遞歸過(guò)程。02LL分析從左到右掃描輸入，最左推導(dǎo)，適用于無(wú)二義文法。03LR分析從左到右掃描，最右歸約，適用于較大范圍的上下文無(wú)關(guān)文法。語(yǔ)義分析與中間代碼生成04語(yǔ)義分析的任務(wù)確保代碼符合語(yǔ)法規(guī)則，識(shí)別并報(bào)告語(yǔ)法上的錯(cuò)誤。檢查語(yǔ)法錯(cuò)誤解析代碼中的操作符和操作數(shù)，明確每個(gè)操作的具體含義。確定操作含義中間代碼表示一種常見(jiàn)的中間代碼形式，用于表示高級(jí)語(yǔ)言的語(yǔ)義。三地址碼無(wú)需括號(hào)即可表示運(yùn)算順序，簡(jiǎn)化編譯器設(shè)計(jì)。逆波蘭表示法類(lèi)型檢查與作用域分析確保變量使用正確類(lèi)型，預(yù)防類(lèi)型不匹配錯(cuò)誤。類(lèi)型檢查確定變量可見(jiàn)范圍，避免命名沖突和非法訪(fǎng)問(wèn)。作用域分析代碼優(yōu)化技術(shù)05優(yōu)化的目標(biāo)與方法通過(guò)算法改進(jìn)和指令調(diào)整，減少程序運(yùn)行時(shí)間，提高執(zhí)行速度。提升執(zhí)行效率01優(yōu)化內(nèi)存使用，減少CPU占用，確保程序在有限資源下穩(wěn)定運(yùn)行。降低資源消耗02循環(huán)優(yōu)化技術(shù)01循環(huán)展開(kāi)將循環(huán)體多次復(fù)制，減少循環(huán)控制開(kāi)銷(xiāo)，提高執(zhí)行效率。02循環(huán)合并將多個(gè)小循環(huán)合并為一個(gè)大循環(huán)，減少循環(huán)跳轉(zhuǎn)次數(shù)，優(yōu)化性能。全局優(yōu)化技術(shù)通過(guò)復(fù)制循環(huán)體，減少循環(huán)控制開(kāi)銷(xiāo)，提高程序執(zhí)行效率。循環(huán)展開(kāi)識(shí)別并合并重復(fù)計(jì)算的表達(dá)式，減少冗余計(jì)算，優(yōu)化程序性能。公共子表達(dá)式消除目標(biāo)代碼生成06目標(biāo)代碼的特點(diǎn)目標(biāo)代碼簡(jiǎn)潔，旨在提高程序運(yùn)行效率。高效執(zhí)行與目標(biāo)機(jī)器的指令系統(tǒng)密切相關(guān)，需考慮寄存器分配等。機(jī)器相關(guān)可通過(guò)基本塊內(nèi)優(yōu)化等方法，進(jìn)一步提升代碼質(zhì)量和執(zhí)行效率?？蓛?yōu)化寄存器分配策略可分配寄存器自由使用，保留寄存器固定作用。可分配與保留局部在基本塊內(nèi)，全局在過(guò)程范圍。局部與全局分配代碼生成算法將中間代碼直接轉(zhuǎn)換為機(jī)器指令。直接翻譯法對(duì)中間代碼進(jìn)行優(yōu)化，再生成高效的機(jī)器代碼。優(yōu)化生成法編譯器構(gòu)造工具07詞法分析器工具01Flex工具用于生成詞法分析器，支持正則表達(dá)式，高效處理詞法分析。02Lex工具經(jīng)典詞法分析器生成器，通過(guò)規(guī)則定義詞法單元，自動(dòng)生成代碼。語(yǔ)法分析器工具用于自動(dòng)生成語(yǔ)法分析器，提高編譯器開(kāi)發(fā)效率。YACC工具GNU版本的YA