編譯器

編譯器，是一種計算機程序，它將特定編程語言的源代碼翻譯成可以（更直接地）由計算機執行的形式。 這導致或多或少的直接可執行程序。 解釋器之間必須有所區別，例如 BASIC 的早期版本，它們不生成機器代碼。

翻譯器和編輯器這兩個術語有時會有所區別。 翻譯器將程序從正式源語言翻譯成正式目標語言的語義等價物。 編譯器是將程序代碼從面向問題的編程語言（所謂的高級語言）轉換為特定體系結構的可執行機器代碼或中間代碼（字節代碼、p 代碼或 .NET 代碼）的特殊翻譯器。 并非在所有情況下都將術語翻譯器和編輯器分開。

翻譯的過程也稱為編譯或轉換（或用相應的動詞）。 相反，即將機器語言反向翻譯成特定編程語言的源文本，稱為反編譯和相應的程序反編譯器。

翻譯器是一種程序，它將以源語言制定的程序作為輸入，并將其翻譯成目標語言的語義等價程序。 特別是，要求生成的程序交付與給定程序相同的結果。 源語言的匯編程序通常被視為一個例外——它的翻譯器（在機器代碼中）被稱為“匯編程序”并且是 i. A. 不稱為“編譯器”。 翻譯器的任務包括范圍廣泛的子任務，從語法分析到目標代碼生成。 另一個重要任務是檢測并報告源程序中的錯誤。

“編譯器”一詞來源于英文“to compile”，真正意義上的“收集器”。 在 20 世紀 50 年代，該術語在計算機世界中尚未牢固確立。 編譯器原指由個別子程序或公式求值編制成整體程序，以執行特殊任務的輔助程序。 （鏈接器今天完成了這項任務，但它也可以集成到編譯器中。）各個子程序仍然是用機器語言“手工”編寫的。 從 1954 年開始，術語“代數編譯器”出現了，它指的是一個獨立地將公式轉換為機器代碼的程序。 隨著時間的推移，“代數”消失了。

將源代碼翻譯成目標代碼的基本步驟如下：

語法檢查檢查源代碼是否表示有效程序，即是否符合源語言的語法。 記錄檢測到的錯誤。 結果是源代碼的中間表示。分析和優化分析和優化中間表示。 根據編譯器和用戶偏好，此步驟的范圍有很大差異。 它的范圍從簡單的效率優化到程序分析，代碼生成優化的中間表示被翻譯成目標語言中的相應命令。 此外，可以在此處進行特定于目標語言的優化。

注意：同時（大部分）現代編譯器不再進行自己的代碼生成。

• 啟用全局優化的 C++：代碼在鏈接時生成。
• C#：代碼生成是由 .NET 環境的 JIT 或 NGEN 編譯器在運行時從編譯時通用中間語言代碼完成的。
• 對于使用公共語言基礎結構的其他語言（如 F# 和 VB.NET）也是如此，請參閱 .NET 語言列表。
• Java：代碼生成由 Java JIT 編譯器在運行時從編譯時 Java 字節碼完成。

運行時代碼生成允許：

• 跨模塊優化，
• 對目標平臺的精確調整（指令集、對 CPU 功能的調整），
• 分析信息的使用。

編譯器構造，即編譯器的編程，是計算機科學中的一門獨立學科。

現代編譯器分為不同的階段，每個階段承擔編譯器的不同子任務。 其中一些階段可以作為獨立程序實現（參見預編譯器、預處理器）。 它們是順序執行的。 本質上，可以區分兩個階段：前端（也是分析階段），分析源文本并從中創建屬性語法樹，以及后端（也是綜合階段），從源文本創建目標程序。

在前端，代碼被分析、結構化并檢查錯誤。 它本身是分階段的，現代C++等語言由于語法上的歧義，不允許將解析分為詞法分析、句法分析和語義分析。 他們的編譯器相應地復雜。

詞法分析將讀取的源文本拆分為各種類型的詞法單元（標記），例如關鍵字、標識符、數字、字符串或運算符。 編譯器的這一部分稱為分詞器、掃描器或詞法分析器。

掃描器有時會使用單獨的篩選器來跳過空格（空格、制表符、換行符等）和注釋。