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為什麼要編譯呢

發布時間:2022-07-28 08:59:13

1. 為什麼要對源程序進行編譯處理

要不計算機不知道你寫的是什麼,計算機只認識二進制,而源程序是給編程人員看的。所以你要想讓計算機認識你寫的是什麼,就必須進行編譯處理。

2. 為什麼要學習編譯原理

大學課程為什麼要開設編譯原理呢?這門課程關注的是編譯器方面的產生原理和技術問題,似乎和計算機的基礎領域不沾邊,可是編譯原理卻一直作為大學本科的必修課程,同時也成為了研究生入學考試的必考內容。編譯原理及技術從本質上來講就是一個演算法問題而已,當然由於這個問題十分復雜,其解決演算法也相對復雜。我們學的數據結構與演算法分析也是講演算法的,不過講的基礎演算法,換句話說講的是演算法導論,而編譯原理這門課程講的就是比較專註解決一種的演算法了。在20世紀50年代,編譯器的編寫一直被認為是十分困難的事情,第一Fortran的編譯器據說花了18年的時間才完成。在人們嘗試編寫編譯器的同時,誕生了許多跟編譯相關的理論和技術,而這些理論和技術比一個實際的編譯器本身價值更大。就猶如數學家們在解決著名的哥德巴赫猜想一樣,雖然沒有最終解決問題,但是其間誕生不少名著的相關數論。
推薦參考書
雖然編譯理論發展到今天,已經有了比較成熟的部分,但是作為一個大學生來說,要自己寫出一個像TurbocC,java那樣的編譯器來說還是太難了。不僅寫編譯器困難,學習編譯原理這門課程也比較困難。
第一本書的原名叫《CompilersPrinciples,Techniques,andTools》,另外一個響亮的名字就是龍書。原因是這本書的封面上有條紅色的龍,也因為獗臼樵詒嘁朐?砘?嘴域確實?忻?所以很多國外的學者都直接取名為龍書。最近機械工業出版社已經出版了此書的中文版,名字就叫《編譯原理》。該書出的比較早,大概是在85或86年編寫完成的,作者之一還是著名的貝爾實驗室的科學家。裡面講解的核心編譯原理至今都沒有變過,所以一直到今天,它的價值都非凡。這本書最大的特點就是一開始就通過一個實際的小例子,把編譯原理的大致內容羅列出來,讓很多編譯原理的初學者很快心裡有了個底,也知道為什麼會有這些理論,怎麼運用這些理論。而這一點是我感覺國內的教材缺乏的東西,所以國內的教材都不是寫給願意自學的讀者,總之讓人看了半天,卻不知道裡面的東西有什麼用。
第二本書的原名叫《ModernCompilerDesign》,中文名字叫做《現代編譯程序設計》。該書由人民郵電出版社所出。此書比較關注的是編譯原理的實踐,書中給出了不少的實際程序代碼,還有很多實際的編譯技術問題等等。此書另外一個特點就是其現代而字。在傳統的編譯原理教材中,你是不可能看到如同Java中的垃圾回收等演算法的。因為Java這樣的解釋執行語言是在近幾年才流行起來的東西。如果你想深入學習編譯原理的理論知識,那麼你肯定得看前面那本龍書,如果你想自己動手做一個先進的編譯器,那麼你得看這本《現代編譯程序設計》。
第三本書就是很多國內的編譯原理學者都推薦的那本《編譯原理及實踐》。或許是這本書引入國內比較早吧,我記得我是在高中就買了這本書,不過也是在前段時間才把整本書看完。此書作為入門教程也的確是個不錯的選擇。書中給出的編譯原理講解也相當細致,雖然不如前面的龍書那麼深入,但是很多地方都是點到為止,作為大學本科教學已經是十分深入了。該書的特點就是注重實踐,不過感覺還不如前面那本《現代編譯程序設計》的實踐味道更重。此書的重點還是在原理上的實踐,而非前面那本那樣的技術實踐。《編譯原理及實踐》在講解編譯原理的各個部分的同時,也在逐步實踐一個現代的編譯器TinyC.等你把整本書看完,差不多自己也可以寫一個TinyC了。作者還對Lex和Yacc這兩個常用的編譯相關的工具進行了很詳細的說明,這一點也是很難在國內的教材中看到的。
推薦了這三本教材,都有英文版和中文版的。很多英文好的同學只喜歡看原版的書,不我的感覺是這三本書的翻譯都很不錯,沒有必要特別去買英文版的。理解理論的實質比理解表面的文字更為重要。
編譯原理的實質
幾乎每本編譯原理的教材都是分成詞法分析,語法分析(LL演算法,遞歸下降演算法,LR演算法),語義分析,運行時環境,中間代碼,代碼生成,代碼優化這些部分。其實現在很多編譯原理的教材都是按照85,86出版的那本龍書來安排教學內容的,所以那本龍書的內容格式幾乎成了現在編譯原理教材的定式,包括國內的教材也是如此。一般來說,大學裡面的本科教學是不可能把上面的所有部分都認真講完的,而是比較偏重於前面幾個部分。像代碼優化那部分東西,就像個無底洞一樣,如果要認真講,就是單獨開一個學期的課也不可能講得清楚。所以,一般對於本科生,對詞法分析和語法分析掌握要求就相對要高一點了。
詞法分析相對來說比較簡單。可能是詞法分析程序本身實現起來很簡單吧,很多沒有學過編譯原理的人也同樣可以寫出各種各樣的詞法分析程序。不過編譯原理在講解詞法分析的時候,重點把正則表達式和自動機原理加了進來,然後以一種十分標準的方式來講解詞法分析程序的產生。這樣的做法道理很明顯,就是要讓詞法分析從程序上升到理論的地步。
語法分析部分就比較麻煩一點了。現在一般有兩種語法分析演算法,LL自頂向下演算法和LR自底向上演算法。LL演算法還好說,到了LR演算法的時候,困難就來了。很多自學編譯原理的都是遇到LR演算法的理解成問題後就放棄了自學。其實這些東西都是只要大家理解就可以了,又不是像詞法分析那樣非得自己寫出來才算真正的會。像LR演算法的語法分析器,一般都是用工具Yacc來生成,實踐中完全沒有比較自己來實現。對於LL演算法中特殊的遞歸下降演算法,因為其實踐十分簡單,那麼就應該要求每個學生都能自己寫。當然,現在也有不少好的LL演算法的語法分析器,不過要是換在非C平台,比如Java,Delphi,你不能運用YACC工具了,那麼你就只有自己來寫語法分析器。
等學到詞法分析和語法分析時候,你可能會出現這樣的疑問:詞法分析和語法分析到底有什麼?就從編譯器的角度來講,編譯器需要把程序員寫的源程序轉換成一種方便處理的數據結構(抽象語法樹或語法樹),那麼這個轉換的過程就是通過詞法分析和語法分析的。其實詞法分析並非一開始就被列入編譯器的必備部分,只是我們為了簡化語法分析的過程,就把詞法分析這種繁瑣的工作單獨提取出來,就成了現在的詞法分析部分。除了編譯器部分,在其它地方,詞法分析和語法分析也是有用的。比如我們在DOS,Unix,Linux下輸入命令的時候,程序如何分析你輸入的命令形式,這也是簡單的應用。總之,這兩部分的工作就是把不規則的文本信息轉換成一種比較好分析好處理的數據結構。那麼為什麼編譯原理的教程都最終把要分析的源分析轉換成樹這種數據結構呢?數據結構中有Stack,Line,List這么多數據結構,各自都有各自的特點。但是Tree這種結構有很強的遞歸性,也就是說我們可以把Tree的任何結點Node提取出來後,它依舊是一顆完整的Tree。這一點符合我們現在編譯原理分析的形式語言,比如我們在函數裡面使用函樹,循環中使用循環,條件中使用條件等等,那麼就可以很直觀地表示在Tree這種數據結構上。同樣,我們在執行形式語言的程序的時候也是如此的遞歸性。在編譯原理後面的代碼生成的部分,就會介紹一種堆棧式的中間代碼,我們可以根據分析出來的抽象語法樹,很容易,很機械地運用遞歸遍歷抽象語法樹就可以生成這種指令代碼。而這種代碼其實也被廣泛運用在其它的解釋型語言中。像現在流行的Java,.NET,其底層的位元組碼bytecode,可以說就是這中基於堆棧的指令代碼的。
關於語義分析,語法制導翻譯,類型檢查等等部分,其實都是一種完善前面得到的抽象語法樹的過程。比如說,我們寫C語言程序的時候,都知道,如果把一個浮點數直接賦值給一個整數,就會出現類型不匹配,那麼C語言的編譯器是怎麼知道的呢?就是通過這一步的類型檢查。像C++語言這中支持多態函數的語言,這部分要處理的問題就更多更復雜了。大部編譯原理的教材在這部分都是講解一些比較好的處理策略而已。因為新的問題總是在發生,舊的辦法不見得足夠解決。
本來說,作為一個編譯器,起作用的部分就是用戶輸入的源程序到最終的代碼生成。但是在講解最終代碼生成的時候,又不得不講解機器運行環境等內容。因為如果你不知道機器是怎麼執行最終代碼的,那麼你當然無法知道如何生成合適的最終代碼。這部分內容我自我感覺其意義甚至超過了編譯原理本身。因為它會把一個計算機的程序的運行過程都通通排在你面前,你將來可能不會從事編譯器的開發工作,但是只要是和計算機軟體開發相關的領域,都會涉及到程序的執行過程。運行時環境的講解會讓你更清楚一個計算機程序是怎麼存儲,怎麼裝載,怎麼執行的。關於部分的內容,我強烈建議大家看看龍書上的講解,作者從最基本的存儲組織,存儲分配策略,非局部名字的訪問,參數傳遞,符號表到動態存儲分配(malloc,new)都作了十分詳細的說明。這些東西都是我們編寫平常程序的時候經常要做的事情,但是我們卻少去探求其內部是如何完成。
關於中間代碼生成,代碼生成,代碼優化部分的內容就實在不好說了。國內很多教材到了這部分都會很簡單地走馬觀花講過去,學生聽了也只是作為了解,不知道如何運用。不過這部分內容的東西如果要認真講,單獨開一學期的課程都講不完。在《編譯原理及實踐》的書上,對於這部分的講解就恰到好處。作者主要講解的還是一種以堆棧為基礎的指令代碼,十分通俗易懂,讓人看了後,很容易模仿,自己下來後就可以寫自己的代碼生成。當然,對於其它代碼生成技術,代碼優化技術的講解就十分簡單了。如果要仔細研究代碼生成技術,其實另外還有本叫做《》,那本書現在由機械工業出版社引進的,十分厚重,而且是英文原版。不過這本書我沒有把它列為推薦書給大家,畢竟能把龍書的內容搞清楚,在中國已經就算很不錯的高手了,到那個時候再看這本《》也不遲。代碼優化部分在大學本科教學中還是一個不太重要的部分,就是算是實踐過程中,相信大家也不太運用得到。畢竟,自己做的編譯器能正確生成執行代碼已經很不錯了,還談什麼優化呢?
編譯原理的課程畢竟還只是講解原理的課程,不是專門的編譯技術課程。這兩門課程是有很大的區別的。編譯技術更關注實際的編寫編譯器過程中運用到的技術,而原理的課

3. Linux中伺服器軟體為什麼需要編譯安裝

伺服器CPU事實已經被Intel壟斷了,就那麼幾種型號,編來編去生成的機器碼是一樣的。Intel宣傳自己的編譯工具Intel C++ Compiler 比GCC編譯出來性能要提升10%-20%,這就是一廣告,生產環境很少用人用它,何況它還要收費
性能真不是問題,比如 strip 命令可以大大減小可執行文件的size,但是我裝過幾千遍軟體,都沒有見有人在安裝腳本裡面使用。
軟體需要編譯安裝的真實理由有如下3點:
1.軟體在編譯期間需要配置,比如說nginx,需要在編譯的時候指定包含哪些mole,php,apache 也是一樣。
同樣的是資料庫,mysql 通過編譯安裝,因為要定製存儲引擎(是否支持innodb .. ),而sqlite卻絕少有人編譯,都是直接下載二進制文件來用。
2.軟體需要統一安裝路徑,每個team都會自己的安裝目錄約定,有些喜歡裝在 /opt/下面,有些喜歡裝在 /usr/local/ ,編譯安裝可以方便的指定這些路徑(configure --prefix=xxx )

3.需要最新的版本,軟體倉庫的版本一般都比較低,這個理由其實不充分,生產環境傾向保守,不追求最新版本,但是對於geek來說,這可能是最重要的原因
弄明白原因之後,就很容易判斷編譯還是下載:
nginx/apache/php/mysql 編譯安裝
python/ruby/java 直接下載

4. 小白求助,編譯是什麼,為什麼需要編譯

人與機器交流(即人讓計算機按照人的意願做事)依賴於語言
語言的層次是:自然語言->高級編程語言->匯編語言->機器碼
人最熟悉的肯定是自然語言(就是你平時說的話)。
而計算機的cpu只認識二進制的機器碼,機器碼指導計算機做什麼操作(如邏輯運算)。
高級編程語言跟自然語言的關系更近些,對人來說相當於自然語言的白痴版,如java中的對象與類的概念可能對應於現實世界的某種事物,如C語言中的函數可能對應了一個功能,比如列印文件,經過簡單的訓練,人也能大概的讀懂。
匯編語言和機器碼更接近些,每個匯編指令一般都會對應一條機器碼,而高級編程語言中的一個語句(如if else什麼的)可能會對應多條匯編指令,匯編指令一般就是算術運算(如add)、邏輯運算(如and)、數據傳送(如mov)、條件判斷、跳轉等,只能用這些簡單功能的匯編指令組合來完成一個復雜的功能。人看懂匯編就很吃力了,更別提用匯編來完成想要的功能,太吃力,這個過程還是交個編譯器比較好。
而機器碼對於一般的程序員來說,就是天書,也基本沒人願意去看。
自然語言最容易表述人們的要求,當用戶用自然語言表述了需要的功能後,從自然語言到高級語言的轉換過程由程序員來完成,而由高級編程語言到匯編、由匯編到機器碼的過程都由編譯器來完成,由編譯器完成的這個過程也就是編譯了。
高級編程語言的代碼經過編譯階段成為匯編代碼,匯編代碼經過匯編階段變成機器碼,機器碼文件經過鏈接階段變成可執行文件(.exe)。一般編譯是指的編譯階段和匯編階段的組合,編譯器的工作一般是編譯和鏈接。
這就是我的理解,希望你幫到你。

5. java源代碼為什麼要編譯

程序設計高級語言的原理都是相似的。JAVA,C,C++,等都類似。
說一下JAVA的:
我們先把自然語言,也就是我們平時的話寫成程序設計高級語言,這是編程。
然後再通過編譯器生成class也就是位元組碼文件,這個過程是編譯。此時的class文件我們也可以稱之為二進制碼,就是計算機可識別的0,1文件了。而編譯是計算機內部運行,不需要編程者操作。
.java是以源文件形式存在,是編譯器和我們都可識別的語言。
編譯器識別了.java文件後生成.class文件,是編譯器和計算機可識別的語言。
然後計算機會使同名的.java和.class文件關聯,計算機自己有兩次翻譯過程,而這個過程操作者並不需要操心。之後我們就可以運行.java文件了。

6. 為什麼要編譯

在匯編語言之後,上世紀50年代,科學家有發明了好幾種用人類語言書寫程序的方法,被稱為計算機高級語言。如PASCAL語言、BASIC語言、C語言等。高級語言源程序都可以用記事本(Notepad)打開和編輯。高級語言源程序也要經過翻譯才能被計算機接受。把高級語言翻譯成機器語言的方法大體有兩種,一種被稱作「解釋」,如GWBASIC、BASIC、QBASIC等語言,這種方式下,源程序被翻譯出一個完整的操作步驟,計算機就作出相應反應,執行一步,再翻譯再執行,逐步達到源程序制定目標。另一種方式被稱作「編譯」,如PASCAL語言和C語言等,這種方式下,計算機把源程序全部翻譯成它自身能讀懂的、被稱作目標程序的機器語言程序,然後再一次執行。二者的區別在於編譯程序能產生目標程序而解釋程序則不能產生目標程序。用高級程序設計語言編寫的程序,要轉換成等價的可執行程序,必須經過編譯和連接。同樣一段高級語言程序通過不同的編譯器可能產生不同的可執行程序。計算機不能直接執行符號化的程序,而是通過匯編程序、解釋程序和編譯程序而將符號程序轉換為可執行程序。高級語言需要編譯成目標代碼或通過解釋器解釋後才能被CPU執行。

7. 為什麼要對C源程序進行編譯、鏈接

首先要說的是C語言屬於高級語言,不能直接被計算機識別而執行,所以需要一些操作來轉化。。一開始是編譯預處理,對宏,包含指令,編譯指令等進行處理,然後是詞法語法分析,將源代碼翻譯成中間代碼(一般是匯編),接著優化代碼,,然後將中間代碼翻譯成機器語言(目標文件),機器語言是計算機的基層語言,能被計算機直接識別。。接著鏈接目標文件,生成可以執行文件。。。大概就是這樣。。詳細的LZ可看這個總結。。http://bbs.zdnet.com.cn/thread-1614727-1-1.html

8. 編程完要編譯,編譯到底是什麼意思

編程就是編寫程序,也就是敲代碼
編輯應該也是寫代碼的意思吧
編譯一般都是在寫了一行代碼保存的時候,開發工具會編譯你寫的代碼是否有錯,然後會幫你生成一些其他文件

9. dec,c++為什麼每次運行都要編譯

因為編譯就是把一個個語句編寫成可執行文件,所以每次運行都必須編譯。

10. java為什麼要編譯

因為java的跨平台特性,java所謂的一次編譯,到處運行,關鍵就是在於java的虛擬機,也就是jvm,jvm只認識位元組碼,所以你寫好的java代碼就需要編譯成位元組碼才能在jvm上運行。其實不只是java需要編譯,C也需要編譯,機器本身並不能認識你寫的代碼,它們只認識0、1這樣的位元組碼,所以無論是你用什麼樣的語言編寫的代碼,要想最終在物理機器上運行,都要進行編譯。

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