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编译的重要性在于它们能带来什么

发布时间:2023-07-07 22:20:13

编译原理学了有什么用

对大多数人来说,学过编译原理,应该可以知道对于很多代码的优化,编译器其实可以做好,不需要自己写代码的时候杞人忧天。在通用、局部的优化上,甚至编译器往往做得比程序员好。

大概率会意识到编译原理背后的故事,也许会沉迷在某个方向,也许还会乐于看一些奇妙的parser构建方式。

大概还可能会去学习类型系统,发现形式化的故事似乎在很多方面都有对应的版本,而后,他们也许会尝试走向研究,去挑战目前都没有好好解决的代码优化问题,也许会走向应用,用起LLVM,在上面加个target,支持一些新硬件,做个新语言的前端等。

编译原理是计算机专业的一门重要专业课,旨在介绍编译程序构造的一般原理和基本方法。内容包括语言和文法、词法分析、语法分析、语法制导翻译、中间代码生成、存储管理、代码优化和目标代码生成。 编译原理是计算机专业设置的一门重要的专业课程。

编译原理课程是计算机相关专业学生的必修课程和高等学校培养计算机专业人才的基础及核心课程,同时也是计算机专业课程中最难及最挑战学习能力的课程之一。编译原理课程内容主要是原理性质,高度抽象。

编译可以分为五个基本步骤:词法分析、语法分析、语义分析及中间代码的生成、优化、目标代码的生成。这是每个编译器都必须的基本步骤和流程, 从源头输入高级语言源程序输出目标语言代码。

1、词法分析

词法分析器是通过词法分析程序对构成源程序的字符串从左到右的扫描, 逐个字符地读, 识别出每个单词符号, 识别出的符号一般以二元式形式输出, 即包含符号种类的编码和该符号的值。

词法分析器一般以函数的形式存在, 供语法分析器调用。当然也可以一个独立的词法分析器程序存在。完成词法分析任务的程序称为词法分析程序或词法分析器或扫描器。

2、语法分析

语法分析是编译过程的第二个阶段。这阶段的任务是在词法分析的基础上将识别出的单词符号序列组合成各类语法短语, 如“语句”, “表达式”等.语法分析程序的主要步骤是判断源程序语句是否符合定义的语法规则, 在语法结构上是否正确。

而一个语法规则又称为文法, 乔姆斯基将文法根据施加不同的限制分为0型、1型、2型、3型文法, 0型文法又称短语文法, 1型称为上下文有关文法, 2型称为上下文无关文法, 3型文法称为正规文法, 限制条件依次递增。

3、语义分析

词法分析注重的是每个单词是否合法, 以及这个单词属于语言中的哪些部分。语法分析的上下文无关文法注重的是输入语句是否可以依据文法匹配产生式。

那么, 语义分析就是要了解各个语法单位之间的关系是否合法。实际应用中就是对结构上正确的源程序进行上下文有关性质的审查, 进行类型审查等。

4、中间代码生成与优化

在进行了语法分析和语义分析阶段的工作之后, 有的编译程序将源程序变成一种内部表示形式, 这种内部表示形式叫做中间语言或中间表示或中间代码。

所谓“中间代码”是一种结构简单、含义明确的记号系统, 这种记号系统复杂性介于源程序语言和机器语言之间, 容易将它翻译成目标代码。另外, 还可以在中间代码一级进行与机器无关的优化。

5、目标代码的生成

根据优化后的中间代码, 可生成有效的目标代码。而通常编译器将其翻译为汇编代码, 此时还需要将汇编代码经汇编器汇编为目标机器的机器语言。

6、出错处理

编译的各个阶段都有可能发现源码中的错误, 尤其是语法分析阶段可能会发现大量的错误, 因此编译器需要做出错处理, 报告错误类型及错误位置等信息。

㈡ 什么是c编译器有什么用,可以用它来写C语言吗

所谓c语言编译器,就是把编程得到的文件,比如.c,.h的文件,进行读取,并对内容进行分析,按照c语言的规则,将其转换成系统可以执行的二进制文件。
其本质在于对文件的读入,分析,及处理。这些操作,c语言都是可以实现的。
所以用c语言来做c语言的编译器是完全可行的。
但是,历史上的第一个c语言编译器,肯定不是c语言写的,因为在没有编译器时,无法把c语言转换成可执行文件。
只要有了第一版其它语言的编译器,就可以用c语言写编译器了。
事实上,目前大多数的c语言编译器,都是用c语言写的。

㈢ c语言的重要性是什么

你阅读完下面的文章就知道了
(一)“项目驱动”式教学
目前最着名、最有影响、应用最广泛的windows、linux和UNIX三个操作系统都是用C语言编写的。0S是计算机系统(由软硬件两个子系统构成)的核心和灵魂,它是软件中最庞大最复杂的系统软件。既然如此庞大复杂的0S都可以用c语言编写,从狭义而言,还有什么系统软件和应用软件不能用c语言编写呢?由此可以肯定的说,c语言是一门十分优秀而又重要的语言。
c语言程序设计是过程性程序设计语言,它的发展贯穿了计算机发展的历程,它蕴含了程序设计的基本思想,囊括了程序设计的基本概念,所以它是理工科高等院校的一门基础课程。
从市面上有关c语言的书籍和高等院校采用的教材来看,它们有一个共性,那就是:脱离了实际应用(全是小打小闹的小例子),纯粹的过程性程序设计,没有软件工程思想的体现,没有一定程序设计风格,仅仅是为了让大家明白什么是c语言而已。
高等院校开设c语言程序设计的目的是让学生对程序设计有个入门,有个直观的理解,同时为其他后续课程作铺垫。但是如果教学仅仅以此为目的,那么教学本身就效果而言是个大大的失败。
大家知道,在商业上讲究唯利是图,“利”是商业追求的目标,离开了“利”经商,则商无动力,其结果是必败无疑。在c语言程序设计教学当中,教师应该把“唯用是图”作为教学的首要目标。如果抛开了实际应用进行程序设计教学,就是纸上谈兵,就是“说明书”式的教学。印度的程序设计课程采用“事件驱动式”教学,我认为在中国的c语言程序设计教学中应该采用“项目驱动式”教学。“项目驱动式”教学就是以项目为目的,以c语言理论教学为过程,最终能用c语言设计项目,实现项目的要求。“项目驱动式”教学的关键在于培养学生“如何做什么”和“可以干什么”。一个项目就是一个工程,在“项目驱动式”教学中,首先应该让学生简单了解什么是软件工程思想,其次在c语言理论教学过程中,让学生懂得面向对象的程序设计的风格,最后引导他们来设计项目。
(二)“项目驱动”式教学应注意的问题
1.c语言程序设计教学要帮助学生树立面向工程的观点
在计算机行业中,软件是通过人们的智力活动、把知识与技术转化成信息的一种产品。软件的设计已经用工程的观念来进行管理。软件设计工作被当作一项系统工程来对待。软件的的生存周期一般可分为以下阶段:问题定义、可行性研究、需求分析、概要设计、详细设计、编码、测试、运行与维护。我们不难看出软件工程的复杂程度是很大的。理工科高等院校把c语言作为一门基础课程,也是为了给社会培养信息技术人才。众所周知,养成一个好的习惯是非常重要的,所以c语言程序设计作为大多数工科院校学生接触的第一门程序设计语言(有的院校讲pascal),就应该让学生树立正确的观点。那么当前的程序设计教学也必须以切合将来软件工程开发的实际需要为第一目标,使学生在学习程序设计的初级阶段就树立正确的软件工程观点。这样做不仅可以为学生将来从事计算机应用设计打下良好的基础,而且有利于培养学生分析问题的完备性,以及统筹全局,协调关系的基本素质。
2.理论教学应从单一的“结构化程序设计”向“结构化与面向对象并举”转变
“结构化程序设计”方法是程序设计的基础,必须让学生掌握得坚实可靠。结构化程序设计的过程是培养学生思维能力的过程,在教学中经常发现有些学生的思维混乱。这些都是缺乏思维训练的结果。结构化程序设计的训练不仅可以让学生养成良好的程序设计习惯,而且可以有效地培养学生思维的条理性和逻辑性。所以在授课过程中要注意讲解结构化程序设计的思想时应突出两点:(1)程序的质量首先取决于它的结构。(2)程序设计的基本方法是自顶向下地逐步求精和模块化。
在c程序教学过程中,越到后面的章节,学生越会产生设计程序逐渐变难的感觉,这是不符合逻辑的一种怪现象。按照常理,C语言学的越多,说明你的程序设计知识越多,设计起程序来应该更加得心应手,那么出现这种现象的原因何在呢?当然该问题的出现的原因是多方面的,但是其中最重要的一点就是长期以来程序设计的观念不是以如何处理好对象为出发点,而是以如何使用好语言为基本点。受这种思想的影响,我们的程序设计教学大多数不是以如何解决好问题为重点,而是以讲解语法规则和语句格式为重点,是“说明书”式的教学。这样做造成的结果就是见到一个程序后学生首先想到是该用哪条语句,而不是思考怎样合理的解析。要切实解决这个问题,首先应该改变程序设计的观念。“面向对象程序设计”思想是目前最为流行、极为实用的一种程序设计方法,但是让学生直接接触“面向对象程序设计”,肯定不能对程序设计打下牢固的基础。“结构化与面向对象并举”是现代计算机程序设计的发展趋势,应该认真探索研究,让学生有一个较为轻松的学习过程。程序设计的实质就是编写处理对象的过程,所以将c与c++有机的融为一体的教材应该是首选教材,在教学过程中,我们应该从社会发展的角度进行探索研究,将目前最为流行又极为实用“面向对象程序设计”思想融合到c语言教学中。
3.c语言教学应培养学生良好的程序设计风格
具有良好的设计风格应该是程序员所具备的基本素质,在实际的项目中程序员往往都有自己的一些编程风格。目前95%以上的程序设计书籍不注重程序设计风格问题,这导致了很多学生没有良好的程序设计风格,在他们刚刚毕业踏入社会时,如果周围的同事没有良好的编程风格,那么很难通过环境来使自己提高这方面的素质,即使有提高也不容易比较全面的提高。因此在学生接触的第一门程序设计语言教学中,就应该培养学生良好的程序设计风格,使他们一进工作环境就具备这个素质。
Pascal设计者N.Writh教授十分重视程序设计风格的养成,他坚信“教给学生们以表达他们思维的语言会深深地影响他们思维和创造发明的习惯,而正是这些语言本身的混乱直接影响着学生们的程序设计的风格”,他这里所指的“这些运用”是当时那些主要用于程序设计教学的计算机语言。对学生来讲,一开始就强调程序设计风格很有必要,良好的程序设计风格不仅有助于提高程序的可靠性、可理解性、可测试性、可维护性和可重用性,而且也能够促进技术的交流,改善软件的质量。所以培养良好的程序设计风格对于初学者来说非常重要。
程序设计风格,实际上是指的是编码风格。在教学过程中应从源程序文档化,数据说明的原则,输入/输出方法这三个方面培养学生的编码风格,进而从编码原则探讨提高程序的可读性、改善程序质量的方法。
(1)源程序文档化。编码的目的是产生程序,但是为了提高程序的可维护性。源代码是需要实现文档化的。源程序文档化包括选择标识符(变量和标号)的名字、安排注释以及标准的书写格式等。
①选择标识符的命名规则。标识符包括模块名、变量名、常量名、标号名、子程序名等。这些名字应能反映它所代表的实际东西,应有一定实际意义,使其能顾名思义。另外在模块名、变量名、常量名、标号名、子程序名中使用下划线是一种风格。使用这一技术的一种广为人知的命名规则就是匈牙利命名法(变量类型由一个或两个字符表示,并且这些字符将作为变量名的前缀)。当然使用匈牙利命名法与否都没有错误,重要的是要保持一致性——在整个程序中使用相同的命名规则。这就是说,如果你在一个小组环境中编程,你和其他小组成员应该制定一种命名规则。并自始至终使用这种规则。如果有人使用了别的命名规则,那么集成的程序读起来将是很费劲的。此外,你还要与程序中用到的第三方库(如果有的话)所使用的风格保持一致。如果可能的话,你应该尽量使用与第三方库相同的命名规则,这将加强你的程序的可读性和一致性。
②注释。程序中的注释是程序设计者与程序阅读者之间通信的重要手段。注释能够帮助读者理解程序,并为后续测试维护提供明确的指导信息。因此,注释是十分重要的,大多数程序设计语言提供了使用自然语言来写注释的环境,为程序阅读者带来很大的方便。注释分为功能性注释和序言性注释。
a.功能性注释。功能性注释在源程序中,用以描述其后的语句或程序段是在做什么工作,也就是解释下面要“做什么”,而不是解释下面怎么做。对于书写功能性注释,要注意以下几点:第一描述一段程序,而不是每一个语句。第二利用缩进和空行,使程序与注释容易区别。第三注释要准确无误。
b.序言性注释。序言性注释通常位于每个程序模块的开头部分,它给出程序的整体说明,对于理解程序具有引导作用。有些软件开发部门对序言性注释做了明确而严格的规定,要求程序编制者逐项列出。有关内容包括:程序标题;有关该模块功能和目的的说明;主要算法;接口说明:包括调用形式,参数描述,子程序清单;有关数据描述;模块位置(在哪一个源文件中,或隶属于哪一个软件包);开发简历:模块设计者、复审考、复审日期。
③用标准的书写格式。源程序清单的书写建议采用以下几点:
a.每行只写一条语句;
b.用分层缩进的写法显示嵌套结构层次,这样可使程序的逻辑结构更加清晰,层次更加分明。
c.书写表达式时适当使用空格或圆括号作隔离符。
d.在注释段周围加上边框;
e.注释段与程序段、以及不同的程序段之间插入字行;
(2)数据说明采用的原则。在编写程序时,要注意数据说明的风格。
数据说明的次序如果规范,将有利于测试,排错和维护。首先说明的先后次序要固定,例如,按常量说明、简单变量类型说明、数组说明用数据块说明、所有的文件说明的顺序说明。当然在类型说明中还可进一步要求,例如按如下顺序排列:整型量说明、实型量说明、字符量说明、逻辑说明。
其次当用一个语句说明多个变量名时,应当对这些变量按字母的顺序排列。
最后对于复杂数据结构,应利用注释说明实现这个数据结构的特点。
(3)输入/输出方法。输入/输出的方式和格式应当尽量避免因设计不当给用户带来的麻烦。这就要求,源程序的输入/输出风格必须满足能否为用户接受这一原则。所以在设计程序时,应考虑以下原则:输入数据时,要使输入的步骤和操作尽可能简单,应允许使用自由格式输入;应允许缺省值;对输入的数据要进行检验,以保证每个数据的有效性。
(三)结束语
在教学过程中,我们让学生设计一个程序模拟体育彩票的销售与对奖的过程,取得了良好的效果。他不仅启发和诱导了学生独立思考、积极思维的主动性,而且充分调动了学生学习的自觉性和积极性,使学生融会贯通地掌握了所学知识,提高了分析问题和解决实际问题的能力。
搞好c程序设计的教学工作涉及的因素很多,如果以项目来驱动教学,首先让学生树立面向工程的思想,其次把教学从单一的“结构化程序设计”向“结构化与面向对象并举”转变,最后特别要培养学生养成良好的编码风格,从而使他们学会能够“干什么”,那么我们认为教学目的就达到了。

㈣ 继续学习编译原理的意义是什么

在这里题主问到了一个很深刻的问题:学习编译原理的意义是什么呢?这个问题我们也可以换成‘学习数学的意义是什么?’“学习语文的意义是什么?”“学习英语的意义是什么?”其实根本问题还是学习的意义是什么?

因为兴趣,比如我们喜欢弹钢琴,我们就去学了弹钢琴。我们喜欢画画然后我们就一直坚持画画到现在。我们喜欢读英语所有每天都坚持不懈的去读英语。因为一个原因,也可能是为了生存。你需要一份工作去养活自己,养活家人。那么在这个竞争无比激烈的时代。你只有不断地去学习去提升,去让自己比别人更优秀。

以上就是我的想法,回答的很乱,但还是希望对你有所帮助。

㈤ 编译器的组成及各部分的功能及作用

1. 词法分析 词法分析器根据词法规则识别出源程序中的各个记号(token),每个记号代表一类单词(lexeme)。源程序中常见的记号可以归为几大类:关键字、标识符、字面量和特殊符号。词法分析器的输入是源程序,输出是识别的记号流。词法分析器的任务是把源文件的字符流转换成记号流。本质上它查看连续的字符然后把它们识别为“单词”。 2. 语法分析 语法分析器根据语法规则识别出记号流中的结构(短语、句子),并构造一棵能够正确反映该结构的语法树。 3. 语义分析 语义分析器根据语义规则对语法树中的语法单元进行静态语义检查,如果类型检查和转换等,其目的在于保证语法正确的结构在语义上也是合法的。 4. 中间代码生成 中间代码生成器根据语义分析器的输出生成中间代码。中间代码可以有若干种形式,它们的共同特征是与具体机器无关。最常用的一种中间代码是三地址码,它的一种实现方式是四元式。三地址码的优点是便于阅读、便于优化。 5. 中间代码优化 优化是编译器的一个重要组成部分,由于编译器将源程序翻译成中间代码的工作是机械的、按固定模式进行的,因此,生成的中间代码往往在时间和空间上有很大浪费。当需要生成高效目标代码时,就必须进行优化。 6. 目标代码生成 目标代码生成是编译器的最后一个阶段。在生成目标代码时要考虑以下几个问题:计算机的系统结构、指令系统、寄存器的分配以及内存的组织等。编译器生成的目标程序代码可以有多种形式:汇编语言、可重定位二进制代码、内存形式。 7 符号表管理 符号表的作用是记录源程序中符号的必要信息,并加以合理组织,从而在编译器的各个阶段能对它们进行快速、准确的查找和操作。符号表中的某些内容甚至要保留到程序的运行阶段。 8 出错处理用户编写的源程序中往往会有一些错误,可分为静态错误和动态错误两类。所谓动态错误,是指源程序中的逻辑错误,它们发生在程序运行的时候,也被称作动态语义错误,如变量取值为零时作为除数,数组元素引用时下标出界等。静态错误又可分为语法错误和静态语义错误。语法错误是指有关语言结构上的错误,如单词拼写错、表达式中缺少操作数、begin和end不匹配等。静态语义错误是指分析源程序时可以发现的语言意义上的错误,如加法的两个操作数中一个是整型变量名,而另一个是数组名等。

㈥ 学习编译原理和操作系统对编程能力有什么作用

学习编译原理和操作系统对编程能力对编程能力的作用在于:

1、学好了编译原理,才可能编写出高效,稳健,占用内存少的程序。

2、学习操作系统对windows相关的编程很有帮助。如果是对操作系统关系不大的C/C++/c#,java之类的编程,关系不大。

编译原理是计算机专业的一门重要专业课,旨在介绍编译程序构造的一般原理和基本方法。内容包括语言和文法、词法分析、语法分析、语法制导翻译、中间代码生成、存储管理、代码优化和目标代码生成。 编译原理是计算机专业设置的一门重要的专业课程。虽然只有少数人从事编译方面的工作,但是这门课在理论、技术、方法上都对学生提供了系统而有效的训练,有利于提高软件人员的素质和能力。

操作系统(Operating System,简称OS)是管理和控制计算机硬件与软件资源的计算机程序,是直接运行在“裸机”上的最基本的系统软件,任何其他软件都必须在操作系统的支持下才能运行。

㈦ 编译器有什么用

简单讲,编译器就是将“一种语言(通常为高级语言)”翻译为“另一种语言(通常为低级语言)”的程序。一个现代编译器的主要工作流程:源代码 (source code) → 预处理器 (preprocessor) → 编译器 (compiler) → 目标代码 (object code) → 链接器(Linker) → 可执行程序 (executables)
高级计算机语言便于人编写,阅读交流,维护。机器语言是计算机能直接解读、运行的。编译器将汇编或高级计算机语言源程序(Source program)作为输入,翻译成目标语言(Target language)机器代码的等价程序。源代码一般为高级语言 (High-level language), 如Pascal、C、C++、Java、汉语编程等或汇编语言,而目标则是机器语言的目标代码(Object code),有时也称作机器代码(Machine code)。
对于C#、VB等高级语言而言,此时编译器完成的功能是把源码(SourceCode)编译成通用中间语言(MSIL/CIL)的字节码(ByteCode)。最后运行的时候通过通用语言运行库的转换,编程最终可以被CPU直接计算的机器码(NativeCode)。

㈧ 编译程序有哪些主要构成成分它们各自的主要功能是什么

编译过程分为分析和综合两个部分,并进一步划分为词法分析、语法分析、语义分析、代码优化、存储分配和代码生成等六个相继的逻辑步骤。这六个步骤只表示编译程序各部分之间的逻辑联系,而不是时间关系。

编译过程既可以按照这六个逻辑步骤顺序地执行,也可以按照平行互锁方式去执行。在确定编译程序的具体结构时,常常分若干遍实现。对于源程序或中间语言程序,从头到尾扫视一次并实现所规定的工作称作一遍。每一遍可以完成一个或相连几个逻辑步骤的工作。

例如,可以把词法分析作为第一遍;语法分析和语义分析作为第二遍;代码优化和存储分配作为第三遍;代码生成作为第四遍。

反之,为了适应较小的存储空间或提高目标程序质量,也可以把一个逻辑步骤的工作分为几遍去执行。例如,代码优化可划分为代码优化准备工作和实际代码优化两遍进行。

(8)编译的重要性在于它们能带来什么扩展阅读

从左至右逐个字符地对源程序进行扫描,产生一个个的单词符号,把作为字符串的源程序改造成为单词符号串的中间程序。执行词法分析的程序称为词法分析程序或扫描器。

源程序中的单词符号经扫描器分析,一般产生二元式:单词种别;单词自身的值。单词种别通常用整数编码,如果一个种别只含一个单词符号,那么对这个单词符号,种别编码就完全代表它自身的值了。若一个种别含有许多个单词符号,那么,对于它的每个单词符号,除了给出种别编码以外,还应给出自身的值。

词法分析器一般来说有两种方法构造:手工构造和自动生成。手工构造可使用状态图进行工作,自动生成使用确定的有限自动机来实现。

编译程序的语法分析器以单词符号作为输入,分析单词符号串是否形成符合语法规则的语法单位,如表达式、赋值、循环等,最后看是否构成一个符合要求的程序,按该语言使用的语法规则分析检查每条语句是否有正确的逻辑结构,程序是最终的一个语法单位。编译程序的语法规则可用上下文无关文法来刻画。

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