編譯器由前後端組成

A. 編譯器的工作原理

編譯 是從源代碼（通常為高級語言）到能直接被計算機或虛擬機執行的目標代碼（通常為低級語言或機器語言）的翻譯過程。然而，也存在從低級語言到高級語言的編譯器，這類編譯器中用來從由高級語言生成的低級語言代碼重新生成高級語言代碼的又被叫做反編譯器。也有從一種高級語言生成另一種高級語言的編譯器，或者生成一種需要進一步處理的的中間代碼的編譯器（又叫級聯）。
典型的編譯器輸出是由包含入口點的名字和地址， 以及外部調用（到不在這個目標文件中的函數調用）的機器代碼所組成的目標文件。一組目標文件，不必是同一編譯器產生，但使用的編譯器必需採用同樣的輸出格式，可以鏈接在一起並生成可以由用戶直接執行的EXE,
所以我們電腦上的文件都是經過編譯後的文件。

B. 編譯器由什麼組成

編譯器：翻譯工具，把高級語言源程序翻譯為匯編語言源程序，再把匯編源序翻譯成目標代碼供連接程序使用。
語言：一個規則。例如：C語言，它規定程序入口為main(),和其它規定。並把這些 <規定的集合> 命名為C語言。
TC：一個開發工具，它包括文本編輯器，編譯器，連接程序，調試環境等等。TC中的編譯器是TCC.EXE文件。

關於匯編：
匯編語言是一個規則，
匯編程序是一個翻譯工具
匯編源程序是一個 符合（匯編語言）規則的程序代碼
匯編是一個過程，這個過程是匯編程序 把匯編源程序 翻譯 為目標代碼的過程
對於高級語言：翻譯的過程叫做編譯，翻譯工具叫做編譯程序或編譯器。

C. 編譯器有哪幾部分構成.編譯原理

1. 詞法分析

詞法分析器根據詞法規則識別出源程序
中的各個記號（token）,每個記號代表一類單詞（lexeme）。源程序中常見的記號可以歸為幾大類：關鍵字、標識符、字面量和特殊符號。詞法分析器
的輸入是源程序,輸出是識別的記號流。詞法分析器的任務是把源文件的字元流轉換成記號流。本質上它查看連續的字元然後把它們識別為「單詞」。

2. 語法分析

語法分析器根據語法規則識別出記號流中的結構（短語、句子）,並構造一棵能夠正確反映該結構的語法樹。

3. 語義分析

語義分析器根據語義規則對語法樹中的語法單元進行靜態語義檢查,如果類型檢查和轉換等,其目的在於保證語法正確的結構在語義上也是合法的。

4. 中間代碼生成

中間代碼生成器根據語義分析器的輸出生成中間代碼。中間代碼可以有若干種形式,它們的共同特徵是與具體機器無關。最常用的一種中間代碼是三地址碼,它的一種實現方式是四元式。三地址碼的優點是便於閱讀、便於優化。

D. 一個編譯器至少包含三個部分的進程是什麼

一個典型的編譯程序通常包含8個組成部分，它們是詞法分析程序、語法分析程序、語義分析程序、中間代碼生成程序、中間代碼優化程序、目標代碼生成程序、表格管理程序和錯誤處理程序。
(1) 編譯程序:如果源語言為高級語言,目標語言為某台計算機上的匯編語言或機器語

言,則此翻譯程序稱為編譯程序。

(2) 源程序:源語言編寫的程序稱為源程序。

(3) 目標程序:目標語言書寫的程序稱為目標程序。

(4) 編譯程序的前端:它由這樣一些階段組成:這些階段的工作主要依賴於源語言而與

目標機無關。通常前端包括詞法分析、語法分析、語義分析和中間代碼生成這些階

段,某些優化工作也可在前端做,也包括與前端每個階段相關的出錯處理工作和符

號表管理等工作。

(5) 後端:指那些依賴於目標機而一般不依賴源語言,只與中間代碼有關的那些階段,

即目標代碼生成,以及相關出錯處理和符號表操作。

(6) 遍:是對源程序或其等價的中間語言程序從頭到尾掃視並完成規定任務的過程。

詞法分析程序:輸人源程序,拼單詞、檢查單詞和分析單詞,輸出單詞的機內表達形式。

語法分析程序:檢查源程序中存在的形式語法錯誤,輸出錯誤處理信息。

語義分析程序:進行語義檢查和分析語義信息,並把分析的結果保存到各類語義信息表中。

中間代碼生成程序:按照語義規則,將語法分析程序分析出的語法單位轉換成一定形式的中間語言代碼,如三元式或四元式。

中間代碼優化程序:為了產生高質量的目標代碼,對中間代碼進行等價變換處理

E. 編譯器的發展史

編譯器編譯器，是將便於人編寫，閱讀，維護的高級計算機語言翻譯為計算機能識別，運行的低級機器語言的程序。編譯器將源程序（Sourcenbsp;program）作為輸入，翻譯產生使用目標語言（Targetnbsp;language）的等價程序。源程序一般為高級語言（High-levelnbsp;language），如Pascal，C++等，而目標語言則是匯編語言或目標機器的目標代碼（Objectnbsp;code），有時也稱作機器代碼（Machinenbsp;code）。一個現代編譯器的主要工作流程如下：源程序（sourcenbsp;code）→預處理器（preprocessor）→編譯器（compiler）→匯編程序（assembler）→目標程序（objectnbsp;code）→連接器（鏈接器，Linker）→可執行程序（executables）nbsp;目錄nbsp;[隱藏]1nbsp;工作原理nbsp;2nbsp;編譯器種類nbsp;3nbsp;預處理器（preprocessor）nbsp;4nbsp;編譯器前端（frontend）nbsp;5nbsp;編譯器後端（backend）nbsp;6nbsp;編譯語言與解釋語言對比nbsp;7nbsp;歷史nbsp;8nbsp;參見nbsp;工作原理翻譯是從源代碼（通常為高級語言）到能直接被計算機或虛擬機執行的目標代碼（通常為低級語言或機器言）。然而，也存在從低級語言到高級語言的編譯器，這類編譯器中用來從由高級語言生成的低級語言代碼重新生成高級語言代碼的又被叫做反編譯器。也有從一種高級語言生成另一種高級語言的編譯器，或者生成一種需要進一步處理的的中間代碼的編譯器（又叫級聯）。典型的編譯器輸出是由包含入口點的名字和地址以及外部調用（到不在這個目標文件中的函數調用）的機器代碼所組成的目標文件。一組目標文件，不必是同一編譯器產生，但使用的編譯器必需採用同樣的輸出格式，可以鏈接在一起並生成可以由用戶直接執行的可執行程序。編譯器種類編譯器可以生成用來在與編譯器本身所在的計算機和操作系統（平台）相同的環境下運行的目標代碼，這種編譯器又叫做「本地」編譯器。另外，編譯器也可以生成用來在其它平台上運行的目標代碼，這種編譯器又叫做交叉編譯器。交叉編譯器在生成新的硬體平台時非常有用。「源碼到源碼編譯器」是指用一種高級語言作為輸入，輸出也是高級語言的編譯器。例如:nbsp;自動並行化編譯器經常採用一種高級語言作為輸入，轉換其中的代碼，並用並行代碼注釋對它進行注釋（如OpenMP）或者用語言構造進行注釋（如FORTRAN的DOALL指令）。預處理器（preprocessor）作用是通過代入預定義等程序段將源程序補充完整。編譯器前端（frontend）前端主要負責解析（parse）輸入的源程序，由詞法分析器和語法分析器協同工作。詞法分析器負責把源程序中的『單詞』（Token）找出來,語法分析器把這些分散的單詞按預先定義好的語法組裝成有意義的表達式，語句nbsp;，函數等等。nbsp;例如「anbsp;=nbsp;bnbsp;+nbsp;c;」前端詞法分析器看到的是「a,nbsp;=,nbsp;bnbsp;,nbsp;+,nbsp;c;」，語法分析器按定義的語法，先把他們組裝成表達式「bnbsp;+nbsp;c」，再組裝成「anbsp;=nbsp;bnbsp;+nbsp;c」的語句。nbsp;前端還負責語義（semanticnbsp;checking）的檢查，例如檢測參與運算的變數是否是同一類型的，簡單的錯誤處理。最終的結果常常是一個抽象的語法樹（abstractnbsp;syntaxnbsp;tree，或nbsp;AST），這樣後端可以在此基礎上進一步優化，處理。編譯器後端（backend）編譯器後端主要負責分析，優化中間代碼（Intermediatenbsp;representation）以及生成機器代碼（Codenbsp;Generation）。一般說來所有的編譯器分析，優化，變型都可以分成兩大類：nbsp;函數內（intraproceral）還是函數之間（interproceral）進行。很明顯，函數間的分析，優化更准確，但需要更長的時間來完成。編譯器分析（compilernbsp;analysis）的對象是前端生成並傳遞過來的中間代碼，現代的優化型編譯器（optimizingnbsp;compiler）常常用好幾種層次的中間代碼來表示程序，高層的中間代碼（highnbsp;levelnbsp;IR）接近輸入的源程序的格式，與輸入語言相關（languagenbsp;dependent），包含更多的全局性的信息，和源程序的結構；中層的中間代碼（middle

F. 編譯程序分為哪幾個主要部分

1、詞法分析

詞法分析的任務是對由字元組成的單詞進行處理，從左至右逐個字元地對源程序進行掃描，產生一個個的單詞符號，把作為字元串的源程序改造成為單詞符號串的中間程序。執行詞法分析的程序稱為詞法分析程序或掃描器。

2、語法分析

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。

3、中間代碼生成

中間代碼是源程序的一種內部表示，或稱中間語言。中間代碼的作用是可使編譯程序的結構在邏輯上更為簡單明確，特別是可使目標代碼的優化比較容易實現。中間代碼即為中間語言程序，中間語言的復雜性介於源程序語言和機器語言之間。

4、代碼優化

代碼優化是指對程序進行多種等價變換，使得從變換後的程序出發，能生成更有效的目標代碼。所謂等價，是指不改變程序的運行結果。所謂有效，主要指目標代碼運行時間較短，以及佔用的存儲空間較小。這種變換稱為優化。

5、目標代碼生成

目標代碼生成是編譯的最後一個階段。目標代碼生成器把語法分析後或優化後的中間代碼變換成目標代碼。

(6)編譯器由前後端組成擴展閱讀：

特點

數據結構分析和綜合時所用的主要數據結構，包括符號表、常數表和中間語言程序。符號表由源程序中所用的標識符連同它們的屬性組成。

其中屬性包括種類（如變數、數組、結構、函數、過程等）、類型（如整型、實型、字元串、復型、標號等），以及目標程序所需的其他信息。常數表由源程序中用的常數組成，其中包括常數的機內表示，以及分配給它們的目標程序地址。

分析部分源程序的分析是經過詞法分析、語法分析和語義分析三個步驟實現的。詞法分析由詞法分析程序（又稱為掃描程序）完成。

其任務是識別單詞（即標識符、常數、保留字，以及各種運算符、標點符號等）、造符號表和常數表，以及將源程序換碼為編譯程序易於分析和加工的內部形式。

G. 交叉編譯器的分類

編譯器可以生成用來在與編譯器本身所在的計算機和操作系統（平台）相同的環境下運行的目標代碼，這種編譯器又叫做「本地」編譯器。另外，編譯器也可以生成用來在其它平台上運行的目標代碼，這種編譯器又叫做交叉編譯器。交叉編譯器在生成新的硬體平台時非常有用。「源碼到源碼編譯器」是指用一種高階語言作為輸入，輸出也是高階語言的編譯器。例如: 自動並行化編譯器經常採用一種高階語言作為輸入，轉換其中的代碼，並用並行代碼注釋對它進行注釋（如OpenMP）或者用語言構造進行注釋（如FORTRAN的DOALL指令）。
預處理器（preprocessor）
作用是通過代入預定義等程序段將源程序補充完整。
編譯器前端（frontend）
前端主要負責解析（parse）輸入的源代碼，由語法分析器和語意分析器協同工作。語法分析器負責把源代碼中的『單詞』（Token）找出來，語意分析器把這些分散的單詞按預先定義好的語法組裝成有意義的表達式，語句 ，函數等等。 例如「a = b + c;」前端語法分析器看到的是「a， =， b ， +， c;」，語意分析器按定義的語法，先把他們組裝成表達式「b + c」，再組裝成「a = b + c」的語句。 前端還負責語義（semantic checking）的檢查，例如檢測參與運算的變數是否是同一類型的，簡單的錯誤處理。最終的結果常常是一個抽象的語法樹（abstract syntax tree，或 AST），這樣後端可以在此基礎上進一步優化和處理。
編譯器後端（backend）
編譯器後端主要負責分析，優化中間代碼（Intermediate representation）以及生成機器代碼（Code Generation）。
一般說來所有的編譯器分析，優化，變型都可以分成兩大類：函數內（intraproceral）還是函數之間（interproceral）進行。很明顯，函數間的分析，優化更准確，但需要更長的時間來完成。

H. 什麼是編譯器

編譯器

編譯器是一種特殊的程序，它可以把以特定編程語言寫成的程序變為機器可以運行的機器碼。我們把一個程序寫好，這時我們利用的環境是文本編輯器。這時我程序把程序稱為源程序。在此以後程序員可以運行相應的編譯器，通過指定需要編譯的文件的名稱就可以把相應的源文件（通過一個復雜的過程）轉化為機器碼了。

[編輯]編譯器工作方法
首先編譯器進行語法分析，也就是要把那些字元串分離出來。然後進行語義分析，就是把各個由語法分析分析出的語法單元的意義搞清楚。最後生成的是目標文件，我們也稱為obj文件。再經過鏈接器的鏈接就可以生成最後的可執行代碼了。有些時候我們需要把多個文件產生的目標文件進行鏈接，產生最後的代碼。我們把一過程稱為交叉鏈接。

一個現代編譯器的主要工作流程如下：

* 源程序（source code）→預處理器（preprocessor）→編譯器（compiler）→匯編程序（assembler）→目標程序（object code）→連接器（鏈接器，Linker）→可執行程序（executables）

工作原理

編譯是從源代碼（通常為高級語言）到能直接被計算機或虛擬機執行的目標代碼（通常為低級語言或機器言）。然而，也存在從低級語言到高級語言的編譯器，這類編譯器中用來從由高級語言生成的低級語言代碼重新生成高級語言代碼的又被叫做反編譯器。也有從一種高級語言生成另一種高級語言的編譯器，或者生成一種需要進一步處理的的中間代碼的編譯器（又叫級聯）。

典型的編譯器輸出是由包含入口點的名字和地址以及外部調用（到不在這個目標文件中的函數調用）的機器代碼所組成的目標文件。一組目標文件，不必是同一編譯器產生，但使用的編譯器必需採用同樣的輸出格式，可以鏈接在一起並生成可以由用戶直接執行的可執行程序。

編譯器種類

編譯器可以生成用來在與編譯器本身所在的計算機和操作系統（平台）相同的環境下運行的目標代碼，這種編譯器又叫做「本地」編譯器。另外，編譯器也可以生成用來在其它平台上運行的目標代碼，這種編譯器又叫做交叉編譯器。交叉編譯器在生成新的硬體平台時非常有用。「源碼到源碼編譯器」是指用一種高級語言作為輸入，輸出也是高級語言的編譯器。例如: 自動並行化編譯器經常採用一種高級語言作為輸入，轉換其中的代碼，並用並行代碼注釋對它進行注釋（如OpenMP）或者用語言構造進行注釋（如FORTRAN的DOALL指令）。

預處理器（preprocessor）

作用是通過代入預定義等程序段將源程序補充完整。

編譯器前端（frontend）

前端主要負責解析（parse）輸入的源程序，由詞法分析器和語法分析器協同工作。詞法分析器負責把源程序中的『單詞』（Token）找出來,語法分析器把這些分散的單詞按預先定義好的語法組裝成有意義的表達式，語句 ，函數等等。 例如「a = b + c;」前端詞法分析器看到的是「a, =, b , +, c;」，語法分析器按定義的語法，先把他們組裝成表達式「b + c」，再組裝成「a = b + c」的語句。 前端還負責語義（semantic checking）的檢查，例如檢測參與運算的變數是否是同一類型的，簡單的錯誤處理。最終的結果常常是一個抽象的語法樹（abstract syntax tree，或 AST），這樣後端可以在此基礎上進一步優化，處理。

編譯器後端（backend）

編譯器後端主要負責分析，優化中間代碼（Intermediate representation）以及生成機器代碼（Code Generation）。

一般說來所有的編譯器分析，優化，變型都可以分成兩大類： 函數內（intraproceral）還是函數之間（interproceral）進行。很明顯，函數間的分析，優化更准確，但需要更長的時間來完成。

編譯器分析（compiler analysis）的對象是前端生成並傳遞過來的中間代碼，現代的優化型編譯器（optimizing compiler）常常用好幾種層次的中間代碼來表示程序，高層的中間代碼（high level IR）接近輸入的源程序的格式，與輸入語言相關（language dependent），包含更多的全局性的信息，和源程序的結構；中層的中間代碼（middle level IR）與輸入語言無關，低層的中間代碼(Low level IR)與機器語言類似。 不同的分析，優化發生在最適合的那一層中間代碼上。

常見的編譯分析有函數調用樹（call tree），控制流程圖（Control flow graph），以及在此基礎上的變數定義－使用，使用－定義鏈（define-use/use-define or u-d/d-u chain），變數別名分析（alias analysis），指針分析（pointer analysis），數據依賴分析（data dependence analysis）等等。

上述的程序分析結果是編譯器優化（compiler optimization）和程序變形（compiler transformation）的前提條件。常見的優化和變新有：函數內嵌（inlining），無用代碼刪除（Dead code elimination），標准化循環結構（loop normalization），循環體展開（loop unrolling），循環體合並，分裂（loop fusion，loop fission），數組填充（array padding），等等。優化和變形的目的是減少代碼的長度，提高內存（memory），緩存（cache）的使用率，減少讀寫磁碟，訪問網路數據的頻率。更高級的優化甚至可以把序列化的代碼（serial code）變成並行運算，多線程的代碼（parallelized，multi-threaded code）。

機器代碼的生成是優化變型後的中間代碼轉換成機器指令的過程。現代編譯器主要採用生成匯編代碼（assembly code）的策略，而不直接生成二進制的目標代碼（binary object code）。即使在代碼生成階段，高級編譯器仍然要做很多分析，優化，變形的工作。例如如何分配寄存器（register allocatioin），如何選擇合適的機器指令（instruction selection），如何合並幾句代碼成一句等等。

I. 編譯程序為什麼有分前端和後端

隨著大家對瀏覽器頁面的視覺和交互要求越來越高，「套模板」的方式漸漸無法滿足要求，這個所謂的表示層慢慢地遷移到瀏覽器當中去了，一大批像Angular, ReactJS之類的框架崛起，前後端分離。

後端的工程師只負責提供介面和數據，專注於業務邏輯的實現，前端取到數據後在瀏覽器中展示，各司其職，這種分工能夠更好地節省時間，使產品的質量更好。

(9)編譯器由前後端組成擴展閱讀：

GCC編譯的前端將不同的高級編程語言經過詞法分析、語法分析轉化為與前端語言無關的統一的中間表示。有了與前端無關的中間表示，GCC的前端將不同的高級編程語言轉換成這種中間表示，這就是GCC處理器支持多種編程語言的根本原因。

前端編譯的主要作用，是將編寫的 .java 文件 編譯成 .class 文件，也就是我們常說的位元組碼文件；位元組碼 文件，裡麵包含了我們編寫的 .java 代碼中的運行邏輯，參數 以及 這些參數在內存中的分配。