编译器能做什么

① 编译器是什么意思，是做什么的

编译器
编译器是一种特殊的程序，它可以把以特定编程语言写成的程序变为机器可以运行的机器码。我们把一个程序写好，这时我们利用的环境是文本编辑器。这时我程序把程序称为源程序。在此以后程序员可以运行相应的编译器，通过指定需要编译的文件的名称就可以把相应的源文件（通过一个复杂的过程）转化为机器码了。

下面我们看看它是如何工作的。首先编译器进行语法分析，也就是要把那些字符串分离出来。然后进行语义分析，就是把各个由语法分析分析出的语法单元的意义搞清楚。最后生成的是目标文件，我们也称为obj文件。再经过链接器的链接就可以生成最后的可执行代码了。有些时候我们需要把多个文件产生的目标文件进行链接，产生最后的代码。我们把一过程称为交叉链接。

有一个称为LCC的编译器，还挺不错的；还有一个用于分析其规则的小工具；

② 编译器能够完成的工作是

1. 词法分析词法分析器根据词法规则识别出源程序中的各个记号（token），每个记号代表一类单词（lexeme）。源程序中常见的记号可以归为几大类：关键字、标识符、字面量和特殊符号。词法分析器的输入是源程序，输出是识别的记号流。词法分析器的任务是把源文件的字符流转换成记号流。本质上它查看连续的字符然后把它们识别为“单词”。
2. 语法分析语法分析器根据语法规则识别出记号流中的结构（短语、句子），并构造一棵能够正确反映该结构的语法树。
3. 语义分析语义分析器根据语义规则对语法树中的语法单元进行静态语义检查，如果类型检查和转换等，其目的在于保证语法正确的结构在语义上也是合法的。
4. 中间代码生成中间代码生成器根据语义分析器的输出生成中间代码。中间代码可以有若干种形式，它们的共同特征是与具体机器无关。最常用的一种中间代码是三地址码，它的一种实现方式是四元式。三地址码的优点是便于阅读、便于优化。
5. 中间代码优化
优化是编译器的一个重要组成部分，由于编译器将源程序翻译成中间代码的工作是机械的、按固定模式进行的，因此，生成的中间代码往往在时间和空间上有很大浪费。当需要生成高效目标代码时，就必须进行优化。
6. 目标代码生成
目标代码生成是编译器的最后一个阶段。在生成目标代码时要考虑以下几个问题：计算机的系统结构、指令系统、寄存器的分配以及内存的组织等。编译器生成的目标程序代码可以有多种形式：汇编语言、可重定位二进制代码、内存形式。
7 符号表管理
符号表的作用是记录源程序中符号的必要信息，并加以合理组织，从而在编译器的各个阶段能对它们进行快速、准确的查找和操作。符号表中的某些内容甚至要保留到程序的运行阶段。
8 出错处理用户编写的源程序中往往会有一些错误，可分为静态错误和动态错误两类。所谓动态错误，是指源程序中的逻辑错误，它们发生在程序运行的时候，也被称作动态语义错误，如变量取值为零时作为除数，数组元素引用时下标出界等。静态错误又可分为语法错误和静态语义错误。语法错误是指有关语言结构上的错误，如单词拼写错、表达式中缺少操作数、begin和end不匹配等。静态语义错误是指分析源程序时可以发现的语言意义上的错误，如加法的两个操作数中一个是整型变量名，而另一个是数组名等。

③ 编译器在编译阶段，究竟做哪些事情

1. 预处理首先源代码文件（.c/.cpp）和相关头文件（.h/.hpp）被预处理器cpp预编译成.i文件（C++为.ii）。预处理命令为：gcc –E hello.c –o hello.i预编译过程主要处理那些源代码中以#开始的预编译指令，主要处理规则如下：u 将所有的#define删除，并且展开所有的宏定义；u 处理所有条件编译指令，如#if，#ifdef等；u 处理#include预编译指令，将被包含的文件插入到该预编译指令的位置。该过程递归进行，及被包含的文件可能还包含其他文件。u 删除所有的注释//和 /**/；u 添加行号和文件标识，如#2 “hello.c” 2,以便于编译时编译器产生调试用的行号信息及用于编译时产生编译错误或警告时能够显示行号信息；u 保留所有的#pragma编译器指令，因为编译器须要使用它们。2. 编译编译过程就是把预处理完的文件进行一系列词法分析，语法分析，语义分析及优化后生成相应的汇编代码文件（.s）。编译的命令为：gcc –S hello.i –o hello.s或者从源文件直接输出汇编代码文件：gcc –S hello.c –o hello.s现在版本的GCC把预编译和编译两个步骤合并成一个步骤，由程序cc1来完成（C++为cc1plus）。3. 汇编汇编就是将汇编代码转变成机器可以执行的命令，生成目标文件（.o），汇编器as根据汇编指令和机器指令的对照表一一翻译即可完成。汇编的命令为：gcc –c hello.s –o hello.o或者从源文件直接输出目标文件：gcc –c hello.c –o hello.o4. 链接链接就是链接器ld将各个目标文件组装在一起，解决符号依赖，库依赖关系，并生成可执行文件。链接的命令为：ld –static crt1.o crti.o crtbeginT.o hello.o –start-group –lgcc –lgcc_eh –lc-end-group crtend.o crtn.o一般我们使用一条命令就可以完成上述4个步骤：gcc hello.c实际上gcc只是一些其它程序的包装，它会根据不同参数去调用预编译编译程序cc1、汇编器as、链接器ld。

④ c语言编译器是用来做什么的

编译器，是将便于人编写，阅读，维护的高阶计算机语言翻译为计算机能解读、运行的低阶机器语言的程序。编译器将原始程序（Source program）作为输入，翻译产生使用目标语言（Target language）的等价程序。源代码一般为高阶语言 (High-level language), 如 Pascal、C++、java 等，而目标语言则是汇编语言或目标机器的目标代码（Object code），有时也称作机器代码（Machine code）。
一个现代编译器的主要工作流程如下：
源代码 (source code) → 预处理器 (preprocessor) → 编译器 (compiler) → 汇编程序 (assembler) → 目标代码 (object code) → 连接器 (Linker) → 可执行程序 (executables)

⑤ 现代C/C++编译器有多智能

最近在搞C/C++代码的性能优化，发现很多时候自以为的优化其实编译器早就优化过了，得结合反汇编才能看出到底要做什么样的优化。
请熟悉编译器的同学结合操作系统和硬件谈一谈现代c/c++编译器到底有多智能吧。哪些书本上的优化方法其实早就过时了？
以及程序员做什么会让编译器能更好的自动优化代码？
举个栗子：
1，循环展开，大部分编译器设置flag后会自动展开；
2，顺序SIMD优化，大部分编译器设置flag后也会自动优化成SIMD指令；
3，减少中间变量，大部分编译器会自动优化掉中间变量；
etc.
查看代码对应的汇编：
Compiler Explorer
【以下解答】
举个之前看过的例子：
int calc_hash(signed char *s){ static const int N = 100003; int ret = 1; while (*s) { ret = ret * 131 + *s; ++ s; } ret %= N; if (ret < 0) ret += N; //注意这句 return ret;}
【以下解答】
举个简单例子，一到一百求和
#include int sum() { int ret= 0; int i; for(i = 1; i <= 100; i++) ret+=i; return ret;}int main() { printf("%d\n", sum()); return 0;}
【以下解答】
话题太大，码字花时间…
先放传送门好了。
请看Google的C++编译器组老大Chandler Carruth的演讲。这个演讲是从编译器研发工程师的角度出发，以Clang/LLVM编译C++为例，向一般C++程序员介绍理解编译器优化的思维模型。它讲解了C++编译器会做的一些常见优化，而不会深入到LLVM具体是如何实现这些优化的，所以即使不懂编译原理的C++程序员看这个演讲也不会有压力。
Understanding Compiler Optimization - Chandler Carruth - Opening Keynote Meeting C++ 2015
演示稿：https://meetingcpp.com/tl_files/mcpp/2015/talks/meetingcxx_2015-understanding_compiler_optimization_themed_.pdf
录像：https://www.youtube.com/watch?v=FnGCDLhaxKU（打不开请自备工具…）
Agner Fog写的优化手册也永远是值得参考的文档。其中的C++优化手册：
Optimizing software in C++ - An optimization guide for Windows, linux and Mac platforms - Agner Fog
要稍微深入一点的话，GCC和LLVM的文档其实都对各自的内部实现有不错的介绍。
GCC：GNU Compiler Collection (GCC) Internals
LLVM：LLVM’s Analysis and Transform Passes
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反模式（anti-patterns）
1. 为了“优化”而减少源码中局部变量的个数
这可能是最没用的手工“优化”了。特别是遇到在高级语言中“不用临时变量来交换两个变量”这种场景的时候。
看另一个问题有感：有什么像a=a+b;b=a-b;a=a-b;这样的算法或者知识？ - 编程
2. 为了“优化”而把应该传值的参数改为传引用
（待续…）
【以下解答】
推荐读一读这里的几个文档：
Software optimization resources. C++ and assembly. Windows, Linux, BSD, Mac OS X
其中第一篇：http://www.agner.org/optimize/optimizing_cpp.pdf
讲解了C++不同领域的优化思路和问题，还有编译器做了哪些优化，以及如何代码配合编译器优化。还有优化多线程、使用向量指令等的介绍，推荐看看。
感觉比较符合你的部分需求。
【以下解答】
一份比较老的slides：
http://www.fefe.de/source-code-optimization.pdf
【以下解答】
利用C++11的range-based for loop语法可以实现类似python里的range生成器，也就是实现一个range对象，使得
for(auto i : range(start, stop, step))
【以下解答】
我觉得都不用现代。。。。寄存器分配和指令调度最智能了
【以下解答】
每次编译poco库的时候我都觉得很为难GCC
【以下解答】
有些智能并不能保证代码变换前后语义是等价的
【以下解答】
诶诶，我错了各位，GCC是可以借助 SSE 的 xmm 寄存器进行优化的，经 @RednaxelaFX 才知道应该添加 -march=native 选项。我以前不了解 -march 选项，去研究下再来补充为什么加和不加区别这么大。
十分抱歉黑错了。。。以后再找别的点来黑。
误导大家了，实在抱歉。(??ˇ?ˇ??)
/*********以下是并不正确的原答案*********/
我是来黑 GCC的。
最近在搞编译器相关的活，编译OpenSSL的时候有一段这样的代码：
BN_ULONG a0,a1,a2,a3; // EmmetZC 注：BN_ULONG 其实就是 unsigned longa0=B[0]; a1=B[1]; a2=B[2]; a3=B[3];A[0]=a0; A[1]=a1; A[2]=a2; A[3]=a3;
【以下解答】
提示:找不到对象
【以下解答】
忍不住抖个机灵。
私以为正常写代码情况下编译器就能优化，才叫智能编译器。要程序员绞尽脑汁去考虑怎么写代码能让编译器更好优化，甚至降低了可读性，那就没有起到透明屏蔽的作用。
智能编译器应该是程序猿要较劲脑汁才能让编译器不优化。
理论上是这样的。折叠我吧。
【以下解答】
编译器智能到每次我都觉得自己很智障。
【以下解答】
虽然题主内容里是想问编译器代码性能优化方面的内容，但题目里既然说到编译器的的智能，我就偏一下方向来说吧。
有什么更能展示编译器的强大和智能？
自然是c++的模版元编程
template meta programming
简单解释的话就是写代码的代码，写的还是c++，但能让编译器在编译期间生成正常的c++代码。
没接触过的话，是不是听上去感觉就是宏替换的加强版？感觉不到它的强大呢？
只是简单用的话，效果上这样理解也没什么
但是一旦深入下去，尤其翻看大神写的东西，这明明看着就是c++的代码，但TM怎么完全看不懂他在干什么？后来才知道这其实完全是另外一个世界，可是明明是另外一个世界的东西但它又可以用来做很多正常c++能做的事....
什么？你说它好像不能做这个，不能做那个，好像做不了太多东西，错了，大错特错。就像你和高手考试都考了100分的故事一样，虽然分数一样，但你是努力努力再努力才得了满分，而高手只是因为卷面分只有100分.....在元编程面前，只有想不到，没有做不到。
再回头看看其他答案，编译器顺手帮你求个和，丢弃下无用代码，就已经被惊呼强大了，那模板元编程这种几乎能在编译期直接帮你“生成”包含复杂逻辑的c++代码，甚至还能间接“执行”一些复杂逻辑，这样的编译器是不是算怪兽级的强大？
一个编译器同时支持编译语法相似但结果不同却又关联的两种依赖语言，这个编译器有多强大多智能？
写的人思维都要转换几次，编译器转着圈嵌着套翻着番儿地编译代码的代码也肯定是无比蛋疼的，你说它有多强大多智能？
一个代码创造另外一个代码，自己能按照相似的规则生成自己，是不是听上去已经有人工智能的发展趋势了？
上帝说，要有光，于是有了光。
老子曰，一生二，二生三，三生万物。
信c++，得永生！
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FBI WARNING：模板元编程虽然很强大，但也有不少缺点，尤其对于大型项目，为了你以及身边同事的身心健康，请务必适度且谨慎的使用。勿乱入坑，回头是岸。
【以下解答】
c++11的auto自动类型推断算么....
【以下解答】
智能到开不同级别的优化，程序行为会不同 2333
【以下解答】
这个取决于你的水平

⑥ 计算机编译程序主要是做什么工作

编译程序就是将高级语言程序设计语言源程序翻译成计算机可执行代码的软件

⑦ c语言可以用来做什么

一、嵌入式软件项目

C语言是比较靠底层的语言，和设备直接打交道比较多，linux操作系统的源码绝大部分是C语言搞定。芯片和底层驱动基本上也是C语言，大家在招聘简章上的驱动工程师最基本的要求就是掌握C语言。

常见的底层库比如网络接收，底层图形绘制库等对性能要求非常高底层软件库，基本上是C语言和汇编的结合体，C语言相对占比更高。

二、参与开发高级语言底层实现，或者系统级开发

现在常见比较流行的语言底层代码基本上都有C语言的参与，很多常见的python，java，php底层的维护语言基本上以C语言为主，这方面对于编程经验的要求也比较高。

三、通讯领域以及服务端的开发

在强调性能和底层数据安全性的领域，C语言还是第一选择。服务器端特别是网络并发处理以及数据安全都是第一位的。这个行业C语言施展的空间还是很大。很多大型的游戏引擎底层图形库的实现也有C语言的功劳。

C语言的特点

1、设计特性

C语言的设计是自顶向下的规划、结构化编程和模块化设计。因此，用C语言编写的程序更易懂、更可靠。

2、高效性

C语言具有通常是汇编语言才具有的微调控制能力（汇编语言是为特殊的中央处理单元设计的一系列内部指令，使用助记符来表

示；不同的CPU系列使用不同的汇编语言），可以根据具体情况微调程序以获得最大运行速度或最有效地使用内存

3、可移植性

C语言在不同系统间的可移植性很高。

4、强大灵活

C语言可以解决众多工程问题，而且许多语言的编译器都是由C语言编写的。

5、面向程序员

C语可以访问硬件、操控内存中的位。

⑧ 单片机内部基本原理 bin文件如何跑起来 编译器做了什么

无论是单片机还是cpu内部主要有三种部件 ALU 控制器 寄存器。

这个要从编译器开始讲起，编译器会给你编写的软件增加一个头部，无论是MDK还是IAR等等，这个头部是做了什么工作那？头部主要利用单片机寄存器上电后从FLASH将全局变量以及全局未初始化变量搬移倒RAM，增加堆栈 复位 中断向量表 才开始从flash读取你编写的程序，因为编译器已经把程序整个编码为机器码放在flash，有不太了解机器码的可以再去了解，机器码主要是运算加减搬移的那些操作，只不过单片机它就认识了。

单片机内部的控制器读取flash的机器码，通过内部R0-R15做数据中转和RAM交换数据，通过ALU做运算，ALU非常擅长做逻辑的运算，寄存器是存放需要暂存处理的数据，使得它跑了起来。

编译器----编译器的程序----bin文件----机器码----运行