【编译原理】基本概念综述
- 在计算机上执行一个高级语言程序一般要分为两步：第一步，用一个编译程序把高级语言翻译成机器语言程序；第二步，运行所得的机器语言程序求得计算结果。
- 通常所说的翻译程序是指这样的一个程序，它能够把某一语言程序(称为源语言程序)转换为另一种语言程序(称为目标语言程序)，后者与前者在逻辑上是等价的。而如果源语言是C、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”，那么这样的一个翻译程序就称为编译程序。
- 编译程序的工作过程一般可以划分为五个阶段：词法分析、语法分析、语义分析与中间代码产生、优化、目标代码生成。
- 词法分析的任务是：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(if、for、while)等，标识符，常数，算符和界符(标点符号、左右括号，
/*和*/等)。词法分析阶段的工作中所依循的是语言的词法规则，描述词法规则的有效工具是正规式和有限自动机。
- 语法分析的任务是：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)，如“短语”、“子句”、“句子”、“程序段”、“程序”等，通过语法分析，确定整个输入串是否构成语法上正确的“程序”。语法分析所依循的是语言的语法规则，这一规则通常由上下文无关文法描述。词法分析是一种线性分析，而语法分析是一种层次结构分析。
- 语义分析与中间代码产生的任务是：对语法分析所识别的各类语法范畴，分析其含义，并进行初步翻译(产生中间代码)。这一阶段通常包括两个方面的工作：首先，对每种语法范畴进行静态语义检查，例如变量是否定义、类型是否正确等等；如果语义正确，则进行另一方面工作，即进行中间代码的翻译。这一阶段所依循的是语言的语义规则，通常用属性文法来描述语言的语义规则。
- 许多编译程序采用四元式来作为中间代码的表示形式，四元式的形式：【算符，左操作数，右操作数，结果】.
- 源程序中的错误通常分为语法错误和语义错误两大类，语法错误是指源程序中不符合语法或词法规则的错误，它们可以在词法分析或语法分析阶段被检查出来，例如词法分析阶段可以检查出“非法字符”这样的错误，语法分析阶段可以检查出“括号不匹配”、“缺少分号”这样的错误。语义错误是指源程序中不符合语义规则的错误，通常在语义分析时被检测出来，有的语义错误甚至在运行时才能检测出来。语义错误通常包括，说明错误、作用域错误、类型不一致等。
- 概念上我们将便于程序划分为编译前端和编译后端。前端主要由与源程序有关但与目标机无关的那部分组成，这部分通常包括词法分析、语法分析、语义分析和中间代码产生，有的代码优化工作也可以包括在前端。后端包括编译程序中与目标机有关的部分，如与目标及有关的代码优化和目标代码生成等，通常后端不依赖于源语言，而仅仅依赖于中间语言。
- 编译程序T型图来表示源语言S，目标语言T以及编译程序实现语言X之间的关系：
T型图代表的意思是，这是一个用X语言编写的，输入是S语言编写的源程序，输出是T语言编写的目标程序的编译程序。
- Σ是一个有穷字母表，它的每个元素称为一个符号。Σ上的一个符号串是指由Σ中的符号所构成的一个有穷序列。不包含任何符号的序列称为空字，记为ε。用Σ*来表示Σ上所有符号串的全体，空字ε也包含在其中。Φ表示不包含任何元素的空集{ }，也叫做空语言。
- 上下文无关文法所定义的语法范畴(或语法单位)是完全独立于这种范畴可能出现的环境的。例如在程序语言中，当碰到一个算术表达式时，我们完全可以对它“就事论事”进行处理，而不必考虑它所处的上下文。但在自然语言中，一个句子、一个词乃至一个字，它们的语法性质和所处的上下文往往有密切的关系。归纳起来一个上下文无关文法G包括四个组成部分：一组终结符号V
T，一组非终结符号V
N，一个开始符号S以及一组产生式集合P。
- 文法的二义性：如果一个文法存在某个句子对应两棵不同的语法树，则称这个文法是二义的。也就是说，如果一个文法存在某个句子，它有两个不同的最左(最右)推导，则这个文法是二义的。文法的二义性问题是不可判定的，即不存在一个算法，它能在有限步骤内判定出一个文法是否为二义性文法。
- 我们可能有两个不同的文法G
1和G
2，前者是二义文法，而后者是无二义文法，但L(G
1)=L(G
2)，也就是说这两个文法产生的语言是相同的。而且也有一些语言，它是没有无二义文法的，这样的语言是固有二义性的，也叫做先天二义性。