❶ 編譯原理
C語言編譯過程詳解
C語言的編譯鏈接過程是要把我們編寫的一個C程序(源代碼)轉換成可以在硬體上運行的程序(可執行代碼),需要進行編譯和鏈接。編譯就是把文本形式源代碼翻譯為機器語言形式的目標文件的過程。鏈接是把目標文件、操作系統的啟動代碼和用到的庫文件進行組織形成最終生成可執行代碼的過程。過程圖解如下:
從圖上可以看到,整個代碼的編譯過程分為編譯和鏈接兩個過程,編譯對應圖中的大括弧括起的部分,其餘則為鏈接過程。
一、編譯過程
編譯過程又可以分成兩個階段:編譯和匯編。
1、編譯
編譯是讀取源程序(字元流),對之進行詞法和語法的分析,將高級語言指令轉換為功能等效的匯編代碼,源文件的編譯過程包含兩個主要階段:
第一個階段是預處理階段,在正式的編譯階段之前進行。預處理階段將根據已放置在文件中的預處理指令來修改源文件的內容。如#include指令就是一個預處理指令,它把頭文件的內容添加到.cpp文件中。這個在編譯之前修改源文件的方式提供了很大的靈活性,以適應不同的計算機和操作系統環境的限制。一個環境需要的代碼跟另一個環境所需的代碼可能有所不同,因為可用的硬體或操作系統是不同的。在許多情況下,可以把用於不同環境的代碼放在同一個文件中,再在預處理階段修改代碼,使之適應當前的環境。
主要是以下幾方面的處理:
(1)宏定義指令,如 #define a b。
對於這種偽指令,預編譯所要做的是將程序中的所有a用b替換,但作為字元串常量的 a則不被替換。還有 #undef,則將取消對某個宏的定義,使以後該串的出現不再被替換。
(2)條件編譯指令,如#ifdef,#ifndef,#else,#elif,#endif等。
這些偽指令的引入使得程序員可以通過定義不同的宏來決定編譯程序對哪些代碼進行處理。預編譯程序將根據有關的文件,將那些不必要的代碼過濾掉
(3) 頭文件包含指令,如#include "FileName"或者#include <FileName>等。
在頭文件中一般用偽指令#define定義了大量的宏(最常見的是字元常量),同時包含有各種外部符號的聲明。採用頭文件的目的主要是為了使某些定義可以供多個不同的C源程序使用。因為在需要用到這些定義的C源程序中,只需加上一條#include語句即可,而不必再在此文件中將這些定義重復一遍。預編譯程序將把頭文件中的定義統統都加入到它所產生的輸出文件中,以供編譯程序對之進行處理。包含到C源程序中的頭文件可以是系統提供的,這些頭文件一般被放在/usr/include目錄下。在程序中#include它們要使用尖括弧(<>)。另外開發人員也可以定義自己的頭文件,這些文件一般與C源程序放在同一目錄下,此時在#include中要用雙引號("")。
(4)特殊符號,預編譯程序可以識別一些特殊的符號。
例如在源程序中出現的LINE標識將被解釋為當前行號(十進制數),FILE則被解釋為當前被編譯的C源程序的名稱。預編譯程序對於在源程序中出現的這些串將用合適的值進行替換。
預編譯程序所完成的基本上是對源程序的「替代」工作。經過此種替代,生成一個沒有宏定義、沒有條件編譯指令、沒有特殊符號的輸出文件。這個文件的含義同沒有經過預處理的源文件是相同的,但內容有所不同。下一步,此輸出文件將作為編譯程序的輸出而被翻譯成為機器指令。
第二個階段編譯、優化階段。經過預編譯得到的輸出文件中,只有常量;如數字、字元串、變數的定義,以及C語言的關鍵字,如main,if,else,for,while,{,}, +,-,*,\等等。
編譯程序所要作得工作就是通過詞法分析和語法分析,在確認所有的指令都符合語法規則之後,將其翻譯成等價的中間代碼表示或匯編代碼。
優化處理是編譯系統中一項比較艱深的技術。它涉及到的問題不僅同編譯技術本身有關,而且同機器的硬體環境也有很大的關系。優化一部分是對中間代碼的優化。這種優化不依賴於具體的計算機。另一種優化則主要針對目標代碼的生成而進行的。
對於前一種優化,主要的工作是刪除公共表達式、循環優化(代碼外提、強度削弱、變換循環控制條件、已知量的合並等)、復寫傳播,以及無用賦值的刪除,等等。
後一種類型的優化同機器的硬體結構密切相關,最主要的是考慮是如何充分利用機器的各個硬體寄存器存放的有關變數的值,以減少對於內存的訪問次數。另外,如何根據機器硬體執行指令的特點(如流水線、RISC、CISC、VLIW等)而對指令進行一些調整使目標代碼比較短,執行的效率比較高,也是一個重要的研究課題。
2、匯編
匯編實際上指把匯編語言代碼翻譯成目標機器指令的過程。對於被翻譯系統處理的每一個C語言源程序,都將最終經過這一處理而得到相應的目標文件。目標文件中所存放的也就是與源程序等效的目標的機器語言代碼。目標文件由段組成。通常一個目標文件中至少有兩個段:
代碼段:該段中所包含的主要是程序的指令。該段一般是可讀和可執行的,但一般卻不可寫。
數據段:主要存放程序中要用到的各種全局變數或靜態的數據。一般數據段都是可讀,可寫,可執行的。
UNIX環境下主要有三種類型的目標文件:
(1)可重定位文件
其中包含有適合於其它目標文件鏈接來創建一個可執行的或者共享的目標文件的代碼和數據。
(2)共享的目標文件
這種文件存放了適合於在兩種上下文里鏈接的代碼和數據。
第一種是鏈接程序可把它與其它可重定位文件及共享的目標文件一起處理來創建另一個 目標文件;
第二種是動態鏈接程序將它與另一個可執行文件及其它的共享目標文件結合到一起,創建一個進程映象。
(3)可執行文件
它包含了一個可以被操作系統創建一個進程來執行之的文件。匯編程序生成的實際上是第一種類型的目標文件。對於後兩種還需要其他的一些處理方能得到,這個就是鏈接程序的工作了。
二、鏈接過程
由匯編程序生成的目標文件並不能立即就被執行,其中可能還有許多沒有解決的問題。
例如,某個源文件中的函數可能引用了另一個源文件中定義的某個符號(如變數或者函數調用等);在程序中可能調用了某個庫文件中的函數,等等。所有的這些問題,都需要經鏈接程序的處理方能得以解決。
鏈接程序的主要工作就是將有關的目標文件彼此相連接,也即將在一個文件中引用的符號同該符號在另外一個文件中的定義連接起來,使得所有的這些目標文件成為一個能夠被操作系統裝入執行的統一整體。
根據開發人員指定的同庫函數的鏈接方式的不同,鏈接處理可分為兩種:
(1)靜態鏈接
在這種鏈接方式下,函數的代碼將從其所在地靜態鏈接庫中被拷貝到最終的可執行程序中。這樣該程序在被執行時這些代碼將被裝入到該進程的虛擬地址空間中。靜態鏈接庫實際上是一個目標文件的集合,其中的每個文件含有庫中的一個或者一組相關函數的代碼。
(2) 動態鏈接
在此種方式下,函數的代碼被放到稱作是動態鏈接庫或共享對象的某個目標文件中。鏈接程序此時所作的只是在最終的可執行程序中記錄下共享對象的名字以及其它少量的登記信息。在此可執行文件被執行時,動態鏈接庫的全部內容將被映射到運行時相應進程的虛地址空間。動態鏈接程序將根據可執行程序中記錄的信息找到相應的函數代碼。
對於可執行文件中的函數調用,可分別採用動態鏈接或靜態鏈接的方法。使用動態鏈接能夠使最終的可執行文件比較短小,並且當共享對象被多個進程使用時能節約一些內存,因為在內存中只需要保存一份此共享對象的代碼。但並不是使用動態鏈接就一定比使用靜態鏈接要優越。在某些情況下動態鏈接可能帶來一些性能上損害。
我們在linux使用的gcc編譯器便是把以上的幾個過程進行捆綁,使用戶只使用一次命令就把編譯工作完成,這的確方便了編譯工作,但對於初學者了解編譯過程就很不利了,下圖便是gcc代理的編譯過程:
從上圖可以看到:
預編譯
將.c 文件轉化成 .i文件
使用的gcc命令是:gcc –E
對應於預處理命令cpp
編譯
將.c/.h文件轉換成.s文件
使用的gcc命令是:gcc –S
對應於編譯命令 cc –S
匯編
將.s 文件轉化成 .o文件
使用的gcc 命令是:gcc –c
對應於匯編命令是 as
鏈接
將.o文件轉化成可執行程序
使用的gcc 命令是: gcc
對應於鏈接命令是 ld
總結起來編譯過程就上面的四個過程:預編譯、編譯、匯編、鏈接。了解這四個過程中所做的工作,對我們理解頭文件、庫等的工作過程是有幫助的,而且清楚的了解編譯鏈接過程還對我們在編程時定位錯誤,以及編程時盡量調動編譯器的檢測錯誤會有很大的幫助的。
是否可以解決您的問題?
❷ 如何用C語言識別一個C程序的注釋和函數
/* */ 主要是字元匹配的問題,檢索 / 和 * ,如果檢索到 * 和 / ,哨兵變數為 1 ,否則為 0 ;
//主要是檢索到 / 和 / 就可以,以後這一行都是注釋了。
頭一個注釋可以應用於 printf 中,後者不可以。
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以上均是個人理解,如有錯誤,請高手指正。
❸ 關於編譯原理
1.當然是機器語言了,如果是匯編指令,那還得編譯一次!能運行的程序都是機器語言,只有機器語言才能控制CPU,NET或Java這些中間語言,程序在運行時會被CLR或JVM快速編譯成機器語言,因此這些程序速度上有損失。
高級語言源代碼(文本)-通過編譯器(compiler)-程序(二進制機器語言)
匯編代碼(文本)-通過匯編器(assembler)-程序(二進制語言)
看到這里,你可能會想那匯編語言到底有什麼用呢,編譯器完全能代替匯編啊?
(1).編譯器是通過高級語言(c,c++)轉到機器語言的。轉換過的機器語言受限與高級語言,效率和功能上都有限制。比如c不等過分操作內存。但通過匯編器轉化過來的機器語言,效率高,且用匯編語言,直接和CPU對話!
(2).匯編可以反匯編(逆向編譯),而這里高級語言沒有發言權,就是:
程序(二進制機器語言)-通過反匯編器(compiler)-可轉化為匯編代碼(文本)
但永遠不能轉化為高級語言的源代碼,。
以上兩點匯編存在的重要性。
2。當然是說移植源代碼。windows用x86機器語言,蘋果用powerPC機器語言,windows程序當然不能運行在蘋果機上,因為程序其實就是一串機器語言!但windows上有c的編譯器(vc++),蘋果機上也有c編譯器(gcc),因此同一個c的源代碼,當然就可以通過不同平台的同一種編譯器實現平台移植。
3.當然是NASM,我看的所有書都首先說NASM,他是開源的,就像Linux一樣,很受歡迎,還有MASN是微軟的,borland的也有匯編器,不過都不常見了。
4.這跟CPU有關,一般32位x86兼容的cpu有許多寄存器,多數是32位的,也有16位的。比如CS,ES,DS這些segment寄存器一直是16位的。
5.優勢太多了,這和32位和16位存在的優勢一樣,16位電腦最大內存1MB,寄存器都是16位的。32位,最大內存可以有4GB,整整是16位的4096倍啊!16位多渺小啊,同理64位基本上也可以蔑視32位,64內存最大內存用TB來衡量,寄存器多數是64位!地址匯流排也是64位。64對32位沒有什麼優勢劣勢可言,64位完全就是32位的下一代。
❹ 編譯原理 名詞解釋
1、識別源程序中意義獨立的最小單位--單詞
2、不確定的有窮自動機(Nondeterministic Finite Automata)--NFA
3、是指程序—順序執行的語句序列,其中只有一個入口和一個出口,入口就是其中的第—個語句,出口就是其中的最後一個語句--基本塊
4、它把高級語言編寫的源程序翻譯成與之在邏輯上等價的機器語言或匯編語言的目標程序--編譯程序
5、是規則的非空有窮集合--文法
6、確定的有窮自動(Deterministic Finite Automata)--DFA
❺ 編譯原理
編譯原理):利用編譯程序從源語言編寫的源程序產生目標程序的過程; 用編譯程序產生目標程序的動作。 編譯就是把高級語言變成計算機可以識別的2進制語言,計算機只認識1和0,編譯程序把人們熟悉的語言換成2進制的。
編譯程序把一個源程序翻譯成目標程序的工作過程分為五個階段:詞法分析;語法分析;語義檢查和中間代碼生成
(5)編譯原理裡面什麼是識別函數擴展閱讀:
編譯程序的語法分析器以單詞符號作為輸入,分析單詞符號串是否形成符合語法規則的語法單位,如表達式、賦值、循環等,最後看是否構成一個符合要求的程序,按該語言使用的語法規則分析檢查每條語句是否有正確的邏輯結構,程序是最終的一個語法單位。
編譯程序的語法規則可用上下文無關文法來刻畫。語法分析的方法分為兩種:自上而下分析法和自下而上分析法。自上而下就是從文法的開始符號出發,向下推導,推出句子。
而自下而上分析法採用的是移進歸約法,基本思想是:用一個寄存符號的先進後出棧,把輸入符號一個一個地移進棧里,當棧頂形成某個產生式的一個候選式時,即把棧頂的這一部分歸約成該產生式的左鄰符號。
❻ 關於編譯原理
可以自己寫一個JPanel或者JComponent的子類,然後在子類中重寫paint方法,在裡面繪制背景圖片。下面的部分是從我的代碼里截出來的,不保證這樣能用,只是給你個大體的絲路。學會了這個後自己重寫組件就方便多了 public class ChessBoard extends JComponent{ private Image screen = null; public void paint(Graphics g) { if (screen != null) { g.drawImage(screen, (width - BOARDWIDTH) / 2, (height - BOARDHEIGHT) / 2, this); } else { screen = ChessBoard.this.createImage(BOARDWIDTH,BOARDHEIGHT); } } }
❼ C語言函數分析
1)函數名和變數名都是標識符(注意排除關鍵字)
2)函數後面必有括弧(for、while、if、switch後也有括弧)
3)系統函數?C沒有這個定義吧?
你是指只有聲明沒有定義的函數,還是指在你規定的幾個頭文件里出現的函數?
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你這個程序,詞法分析、語法分析必須實現,要求再高點語義分析也得實現。
簡直和實現編譯器沒啥區別了。
你只是要用這個功能的話,可以用source insight之類的軟體查看。
❽ 求編譯原理的名詞解釋題
詞法分析(Lexical analysis或Scanning)和詞法分析程序(Lexical analyzer或Scanner)
詞法分析階段是編譯過程的第一個階段。這個階段的任務是從左到右一個字元一個字元地讀入源程序,即對構成源程序的字元流進行掃描然後根據構詞規則識別單詞(也稱單詞符號或符號)。詞法分析程序實現這個任務。詞法分析程序可以使用lex等工具自動生成。
語法分析(Syntax analysis或Parsing)和語法分析程序(Parser)
語法分析是編譯過程的一個邏輯階段。語法分析的任務是在詞法分析的基礎上將單詞序列組合成各類語法短語,如「程序」,「語句」,「表達式」等等.語法分析程序判斷源程序在結構上是否正確.源程序的結構由上下文無關文法描述.
語義分析(Syntax analysis)
語義分析是編譯過程的一個邏輯階段. 語義分析的任務是對結構上正確的源程序進行上下文有關性質的審查, 進行類型審查.例如一個C程序片斷:
int arr[2],b;
b = arr * 10;
源程序的結構是正確的.
語義分析將審查類型並報告錯誤:不能在表達式中使用一個數組變數,賦值語句的右端和左端的類型不匹配.
Lex
一個詞法分析程序的自動生成工具。它輸入描述構詞規則的一系列正規式,然後構建有窮自動機和這個有窮自動機的一個驅動程序,進而生成一個詞法分析程序.
Yacc
一個語法分析程序的自動生成工具。它接受語言的文法,構造一個LALR(1)分析程序.因為它採用語法制導翻譯的思想,還可以接受用C語言描述的語義動作,從而構造一個編譯程序. Yacc 是 Yet another compiler compiler的縮寫.[回頁首]
源語言(Source language)和源程序(Source program)
被編譯程序翻譯的程序稱為源程序,書寫該程序的語言稱為源語言.[回頁首]
目標語言(Object language or Target language)和目標程序(Object program or Target program)
編譯程序翻譯源程序而得到的結果程序稱為目標程序, 書寫該程序的語言稱為目標語言.[回頁首]
中間語言(中間表示)(Intermediate language(representation))
在進行了語法分析和語義分析階段的工作之後,有的編譯程序將源程序變成一種內部表示形式,這種內部表示形式叫做中間語言或中間表示或中間代碼。所謂「中間代碼」是一種結構簡單、含義明確的記號系統,這種記號系統復雜性介於源程序語言和機器語言之間,容易將它翻譯成目標代碼。另外,還可以在中間代碼一級進行與機器無關的優化。
[回頁首]
文法(Grammars)
文法是用於描述語言的語法結構的形式規則。文法G定義為四元組(,,,)。其中為非終結符號(或語法實體,或變數)集;為終結符號集;為產生式(也稱規則)的集合;產生式(規則)是形如或 a ::=b 的(a , b)有序對,其中(∪)且至少含有一個非終結符,而(∪)。,和是非空有窮集。稱作識別符號或開始符號,它是一個非終結符,至少要在一條規則中作為左部出現。
一個文法的例子: G=(={A,R},={0,1} ,={A?0R,A?01,R?A1},=A) [回頁首]
文法分類(A hierarchy of Grammars)
著名語言學家Noam Chomsky定義了四類文法和四種形式語言類,文法的四種類型分別是0型、1型、2型和3型。幾類文法的差別在於對產生式施加不同的限制,分別是:
0型文法(短語結構文法)(phrase structure grammars):
設G=(,,,),如果它的每個產生式是這樣一種結構: (∪) 且至少含有一個非終結符,而(∪),則G是一個0型文法。
1型文法(上下文有關文法)(context-sensitive grammars):
設G=(,,,)為一文法,若中的每一個產生式均滿足|,僅僅 除外,則文法G是1型或上下文有關的。
2型文法(上下文無關文法)(context-free grammars):
設G=(,,,),若P中的每一個產生式滿足:是一非終結符,(∪) 則此文法稱為2型的或上下文無關的。
3型文法(正規文法)(regular grammars):
設G=(,,,),若中的每一個產生式的形式都是A→aB或A→a,其中A和B都是非終結,a是終結符,則G是3型文法或正規文法。
0型文法產生的語言稱為0型語言。
1型文法產生的語言稱為1型語言,也稱作上下文有關語言。
2型文法產生的語言稱為2型語言,也稱作上下文無關語言。
3型文法產生的語言稱為3型語言,也稱作正規語言。
❾ 編譯原理問題:求解
E是文法開頭。ε代表終結符號(推理中代表終點或結果,程序語言中代表常量等)。E T 這些大寫字母一般代表非終結符號(這些代表中間過程,非結果。程序中代表函數等等)。開始是E。因為有個G(E)。E就是文法開始符號。推導就有E開始,它也是一個非終結符(代表函數、或者一個推導過程,類似於程序中的main(c++)、winmain(vc++)、dllmain(dll)等主函數)。
1算術表達式文法:這個文法是一個遞歸文法。計算機進行邏輯推導時會走很多彎路(類似於遍歷一顆樹的過程)。為了不讓計算機走彎路(提高效率的目的),可以變換為第二種文法。這種文法消除了遞歸(消除了歧義,類似於後綴表達式),使計算機可以一條直線走到底兒推導出結果。
我也很久沒看編譯原理了。 呵呵
❿ Source Insight識別函數的原理
利用正則表達式實現的,具體參考任何一本編譯原理書