Як працює компілятор? [зачинено]

Наразі це запитання не підходить для нашого формату запитань. Ми очікуємо, що відповіді будуть підкріплені фактами, посиланнями або експертними знаннями, але це питання, ймовірно, вимагатиме дискусій, аргументів, опитувань чи розширеної дискусії. Якщо ви вважаєте, що це питання можна вдосконалити та, можливо, знову відкрити, відвідайте довідковий центр для ознайомлення .

зачинено 8 років тому .

Примітка: Я здивований, що цього раніше не запитували, і якщо він був, я не міг знайти його в пошуку.

Я був на тоннах веб-сайтів, я читав тонни статей, і чув багато пояснень. Більшість з них були хорошими, але всі вони були або широкими, або занадто складними, або просто простими. Отже, моє запитання полягає в тому, як працює компілятор?

Якщо це складне, широке запитання, будь ласка, скажіть мені. Але якщо ні, будь ласка, дайте відповідь на запитання.

compiler

— Динамічний
джерело

Занадто широка, принаймні частина "Як це працює". На цю тему написано цілі книги.

— Одід

en.wikipedia.org/wiki/Compiler буде тривіальним посиланням на Вікіпедію, що конкретно вам цікаво? Питання є досить широким, що я мав би спокусу дати розумний відповідь Alec "Компілятори перекладають код з однієї мови на іншу", оскільки це загальна ідея, яка має багато нюансів у тому, як тільки хтось почне розглядати що це насправді пов'язано.

— Король JB

Так, і я думаю, що на це відповіли досить добре.

— Джеремі

Будь-яке пояснення того, як працює компілятор, буде або занадто широким, або занадто складним. Це складний предмет, і класи компіляторів були найважчими курсами, пов'язаними з комп'ютером, які я коли-небудь брав.

— Девід Торнлі

@David Звичайно, компілятори складні, і ви не можете пояснити всі подробиці того, як вони працюють тут. Однак я впевнений, що до того, як ви пройшли курс компілятора, ви мали основне розуміння того, що таке компілятор або як він працює.

— Діма

Відповіді:

Компілятор - це програма, яка переводить вихідний код для іншої програми з мови програмування у виконуваний код.

Як правило, вихідний код є мовою програмування високого рівня (наприклад, Pascal, C, C ++, Java, Perl, C # тощо). Виконавчий код може представляти собою послідовність машинних інструкцій, які можуть виконуватись центральним процесором безпосередньо, або це може бути проміжне представлення, яке інтерпретується віртуальною машиною (наприклад, байт-код Java).

Коротше кажучи, компілятор перетворює програму з читаного людиною формату в машиночитаний формат.

Щодо того, як працює компілятор, це справді складно. На цю тему є книги та університетські курси. Я спробую коротко окреслити основні етапи процесу, але це буде дуже короткий огляд.

Лексінг - розбийте текст програми на "лексеми". Лексеми - це "слова" мови програмування, такі як ідентифікатори (ключові слова, назви змінних, назви функцій тощо) або оператори (=, *, & тощо).
Парсинг - перетворіть послідовність лексем у дерево розбору, що представляє собою структуру даних, що представляє різні мовні конструкції: декларації типу, оголошення змінних, визначення функцій, петлі, умовні умови, вирази тощо.
Оптимізація - оцінюйте постійні вирази, оптимізуйте невикористані змінні чи недоступний код, по можливості розкручуйте петлі тощо.
Переведіть дерево розбору в інструкції з машини (або байт-код JVM).

Ще раз наголошую, що це дуже короткий опис. Сучасні компілятори дуже розумні, а, отже, дуже складні.

— Діма
джерело

Власне, це перетворює мову в іншу. Ранній компілятор C ++ зробив компіляцію до C. Те саме стосується компілятора Vala. Компілятор Java компілюється в байт-код, який не виконується без компілятора JIT JIT.

— deadalnix

@deadalnix IMHO, справа в тому, що ви переходите від невиконаного коду до виконуваного коду. Я б стверджував, що C-front не був компілятором, а передовим компілятором C. Або етап у процесі компіляції, якщо ви хочете. Віртуальні машини, звичайно, розмивають межу між "виконуваним" та "невиконаним". Тут я б просто вважав виконуваним кодом те, що йде у віртуальну машину, як-от байт-код, і абстрагувати все, що відбувається всередині VM, як JIT.

— Діма

@Dima, це не повинно бути від невиконаного коду до виконуваного коду. Наприклад, ви не можете виконати байт-код JVM безпосередньо на машинах Windows.

@ Thorbjørn Ravn Andersen: але байтовий код виконується JVM. Чи не вся суть "віртуальної машини" виглядати програмісту як справжня машина?

— Діма

Я б заперечував, що традиційно компілятор перетворював програму з читаного для людини формату в машиночитаний формат, як сказав Діма. Такі варіанти, як перетворення Cfront C ++ на C або javac, перетворення Java в байт-код, є більш вдосконаленими темами, які, ймовірно, повинні залишатися до тих пір, поки не пояснять основну, традиційну концепцію, хто не знає її.

— Carson63000

Компілятор - це комп'ютерна програма (або набір інструкцій), яка перетворює вихідний код, написаний мовою програмування (мовою джерела), в іншу комп'ютерну мову (цільова мова, часто має двійкову форму, відому як об'єктний код). Найпоширенішою причиною бажання трансформувати вихідний код є створення виконуваної програми.

Компілятори з'єднують програми вихідних програм мовами високого рівня з базовим обладнанням. Для компілятора потрібно:

Визначення правильності синтаксису програм
Створення правильного та ефективного коду об'єкта
Організація виконання
Форматування виводу відповідно до конвенцій асемблера та / або лінкера.

— Маріо Стіліану
джерело