编译器

编译器，是一种计算机程序，它将特定编程语言的源代码翻译成可以（更直接地）由计算机执行的形式。 这导致或多或少的直接可执行程序。 解释器之间必须有所区别，例如 BASIC 的早期版本，它们不生成机器代码。

翻译器和编辑器这两个术语有时会有所区别。 翻译器将程序从正式源语言翻译成正式目标语言的语义等价物。 编译器是将程序代码从面向问题的编程语言（所谓的高级语言）转换为特定体系结构的可执行机器代码或中间代码（字节代码、p 代码或 .NET 代码）的特殊翻译器。 并非在所有情况下都将术语翻译器和编辑器分开。

翻译的过程也称为编译或转换（或用相应的动词）。 相反，即将机器语言反向翻译成特定编程语言的源文本，称为反编译和相应的程序反编译器。

翻译器是一种程序，它将以源语言制定的程序作为输入，并将其翻译成目标语言的语义等价程序。 特别是，要求生成的程序交付与给定程序相同的结果。 源语言的汇编程序通常被视为一个例外——它的翻译器（在机器代码中）被称为“汇编程序”并且是 i. A. 不称为“编译器”。 翻译器的任务包括范围广泛的子任务，从语法分析到目标代码生成。 另一个重要任务是检测并报告源程序中的错误。

“编译器”一词来源于英文“to compile”，真正意义上的“收集器”。 在 20 世纪 50 年代，该术语在计算机世界中尚未牢固确立。 编译器原指由个别子程序或公式求值编制成整体程序，以执行特殊任务的辅助程序。 （链接器今天完成了这项任务，但它也可以集成到编译器中。）各个子程序仍然是用机器语言“手工”编写的。 从 1954 年开始，术语“代数编译器”出现了，它指的是一个独立地将公式转换为机器代码的程序。 随着时间的推移，“代数”消失了。

将源代码翻译成目标代码的基本步骤如下：

语法检查检查源代码是否表示有效程序，即是否符合源语言的语法。 记录检测到的错误。 结果是源代码的中间表示。分析和优化分析和优化中间表示。 根据编译器和用户偏好，此步骤的范围有很大差异。 它的范围从简单的效率优化到程序分析，代码生成优化的中间表示被翻译成目标语言中的相应命令。 此外，可以在此处进行特定于目标语言的优化。

注意：同时（大部分）现代编译器不再进行自己的代码生成。

• 启用全局优化的 C++：代码在链接时生成。
• C#：代码生成是由 .NET 环境的 JIT 或 NGEN 编译器在运行时从编译时通用中间语言代码完成的。
• 对于使用公共语言基础结构的其他语言（如 F# 和 VB.NET）也是如此，请参阅 .NET 语言列表。
• Java：代码生成由 Java JIT 编译器在运行时从编译时 Java 字节码完成。

运行时代码生成允许：

• 跨模块优化，
• 对目标平台的精确调整（指令集、对 CPU 功能的调整），
• 分析信息的使用。

编译器构造，即编译器的编程，是计算机科学中的一门独立学科。

现代编译器分为不同的阶段，每个阶段承担编译器的不同子任务。 其中一些阶段可以作为独立程序实现（参见预编译器、预处理器）。 它们是顺序执行的。 本质上，可以区分两个阶段：前端（也是分析阶段），分析源文本并从中创建属性语法树，以及后端（也是综合阶段），从源文本创建目标程序。

在前端，代码被分析、结构化并检查错误。 它本身是分阶段的，现代C++等语言由于语法上的歧义，不允许将解析分为词法分析、句法分析和语义分析。 他们的编译器相应地复杂。

词法分析将读取的源文本拆分为各种类型的词法单元（标记），例如关键字、标识符、数字、字符串或运算符。 编译器的这一部分称为分词器、扫描器或词法分析器。

扫描器有时会使用单独的筛选器来跳过空格（空格、制表符、换行符等）和注释。