编译引论(第六章)

蓝Q曦 included in 编译原理

2024-04-18 2366 words 5 minutes

Contents

语义分析及中间代码生成

中间代码

中间代码生成在编译程序中的位置
中间代码

**即中间语言，独立于机器的，复杂性介于源语言和机器语言之间的一种表示形式。**中间代码是高级程序语言中，各种语法成分的语义结构表示；它介于源语言和目标语言之间。
采用中间语言的好处
1. 便于进行与机器无关的代码优化工作
2. 使编译程序改变目标机更容易；
3. **使编译程序的结构在逻辑上更为简单明确。**以中间语言为界面，编译前端和后端的接口更清晰。

中间语言－后缀式

后缀式
1. 后缀表示法也叫逆波兰表示法，它是最简单一种中间代码表示法，主要用于表示算数表达式。
2. 即将运算对象写在前面，把运算符写在后面的表示法。
3. 定义9.1 后缀式的递归定义如下：
  1. 如果E是一个变量或常量，则E的后缀式就是E本身；
  2. 如果E是形如E1 op E2的表达式，其中op是任意的二元运算符，那么， E的后缀式为E1’ E2’ op，其中E1’和 E2’分别是E1和E2的后缀式；
  3. 如果E是(E1)形式的表达式，那么，E1的后缀式就是E的后缀式。
后缀式的例子

(a+b) *(a+c) 的后缀式为 ab+ac+*

-a+b+c/d* (a+c) 的后缀式为 a-b+cd/ac+*+
后缀式的特点
1. 后缀式形式的表达式计算顺序唯一，无需使用括号来明确计算顺序；
2. 只要知道每个算符的目数，计算参与运算数的个数，对后缀式从左到右进行扫描，就能对它进行唯一的分解。例如
3. 表达式和与它对应的逆波兰表达式中的运算对象顺序是完全一致的，即表达式中的所有运算对象，均按原序排在其逆波兰表达式中
  
  -a+b+c/d* (a+c) 的后缀式为 a-b+cd/ac+*+
4. 后缀式特别适合利用栈的结构进行计算
  1. 自左向右扫描表达式的后缀表示，每遇到一个对象就把它压入栈内
  2. 每遇到一个算符，就从栈顶取出相应个数的运算对象进行计算，再将结果压入栈顶
  3. 最后，栈顶元素就是表达式的运算结果

三地址代码

三地址代码的一般形式的语句构成的序列

x:=y op z

x,y,z: 名字,常数,编译时产生的临时变量；

op: 运算符号(如定点运算符,浮点运算符,逻辑运算符等)

称为三地址代码的原因:每条语句通常包含三个地址,两个用来表示操作数,一个用来存放结果。如表达式x+y*z的三地址代码为：

$T_1$:=y*z

$T_2$:=x+$T_1$

具体实现:三地址代码是中间代码的一种抽象形式。在编译过程中，三地址代码语言的具体实现通常有四元式和三元式

语法制导翻译

对语法分析后的语法单位要进行语义分析，包括两个阶段：

静态语义审查；
如果静态语义正确，生成中间代码

静态语义审查

作用：验证语法结构合法的程序是否真正有意义
包含的内容

类型检查
1. 条件表达式的类型是不是布尔型
2. 验证指针地址访问只作用于指针
3. 函数必须有正确的参数个数和参数类型
4. …

什么是语法制导翻译

语法制导翻译(syntax_directed translations) 是在语法分析过程中，随着分析(推导或归约)的逐步进展，每识别出一个语法结构，根据文法的每个规则所对应的语义子程序进行翻译的方法；核心技术是构造属性翻译文法 —-在原文法产生式中插入语义动作符号，借以指明属性文法中属性求值时机和顺序。

通俗地说，所谓语法制导翻译技术，是指

语法分析技术 +属性翻译文法构造技术

语法制导翻译的基本思想

如何表示语义信息
1. 为CFG的文法符号设置语义属性，用来表示语法成分对应的语义信息
如何计算语义属性
1. 文法符号的语义属性值是用来与文法符号所在产生式(语法规则)相关联的语义规则来计算
2. 对于给定的输入串x，构建x的语法分析树，并利用与产生式(语法规则)相关联的语义规则来计算分析树中各结点对应的语义属性值