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编译原理实务:语义分析与中间代码生成

时间:2023-11-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:语义分析通常情况下,语义分析包括两个方面:一是检查语法结构的静态语义,即验证合乎语法规则的程序是否真正有意义;二是在静态语义正确的前提下进行翻译,要么将源程序翻译成中间代码,要么将源程序翻译成目标代码。

编译原理实务:语义分析与中间代码生成

编译程序的目的是把源程序翻译为语义相同的目标程序,然而为了便于设计与实现,提高目标代码的执行效率,通常的做法是:在词法分析和语法分析的基础上,先进行语义分析,将源程序翻译成等价的中间语言代码(简称中间代码),然后再进行后续处理工作。因此,本章主要介绍语义分析与中间代码生成所涉及的理论、方法和技术。

语义分析

通常情况下,语义分析包括两个方面:一是检查语法结构的静态语义,即验证合乎语法规则的程序是否真正有意义(这项工作也称为静态语义分析或静态语义检查);二是在静态语义正确的前提下进行翻译,要么将源程序翻译成中间代码,要么将源程序翻译成目标代码。

就静态语义检查来说,具体内容包括:

(1)类型检查。验证操作符和操作数是否相容,若不相容,编译程序则报错。

(2)控制流检查。验证控制流语句转移的地址是否合法。例如,C语言的break语句可以使程序跳离包含该语句的最小的while、for或switch语句,如果不是这样则报错。

(3)唯一性检查。验证对象是否被重复定义。例如,Pascal语言规定同一标识符在一个分程序中只能被说明一次,同一case语句的标号不能相同,枚举类型的元素不能重复出现等。

(4)关联名检查。检查同一名字的多次特定出现是否一致。例如,在Ada语言程序中,循环或程序块的名字必须同时出现在这些结构的开头和结尾,因此,编译程序必须检查这两个地方使用的名字是否相同。(www.xing528.com)

其他操作,如对名字的作用域进行分析等,也都是由静态语义检查来完成的。

虽然源程序可以直接翻译为目标语言代码,从而可以缩短编译时间,但是许多编译程序却采用了独立于机器的、复杂性介于源语言和机器语言之间的中间语言。这样做的好处是:

(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)引入中间代码生成环节,能够使编译程序的逻辑结构更加简单明确,使得编译前端和后端的接口更为清晰。

就语义处理的方法来讲,虽然形式语义学(如指称语义学、公理语义学、操作语义学等)的研究已经取得了许多重大的进展,但是,由于对语义的形式化描述是一项非常困难的工作,因此,在实际应用中,比较流行的方法主要还是基于属性文法的语法制导翻译方法。

源语言到目标语言

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