语义分析和中间代码生成实用教案.pptx

【语义分析】 语义分析是编译过程中的一个重要步骤，主要目的是确保源代码的语义正确性，即理解程序的真实含义并生成相应的中间代码。在这个阶段，编译器会进行语义检查，包括类型检查、控制流检查和一致性检查。 **类型检查**：确保操作数之间的类型兼容，例如在运算中，加法操作符两边的操作数应该是同一类型的。如果尝试将一个整数和一个字符串相加，编译器就会报错。 **控制流检查**：验证控制语句（如if、for、while、switch）的流向是否合法。例如，在C语言中，`goto`语句不能跳转到`case`语句中，`break`语句必须找到它所在的最近的`switch`、`while`或`for`语句才能执行正确的转向。 **一致性检查**：确保标识符的使用符合规则，比如在同一个作用域内，标识符不能重复声明，`case`语句的标号必须唯一。 【中间代码生成】 中间代码是编译器在生成最终机器码之前的临时表示形式，它简化了编译器的设计，使得优化更易于实现。中间代码不依赖于特定的机器架构，因此编译器可以专注于源代码的语义，而不是目标平台的细节。 【语法制导翻译】 语法制导翻译是编译器设计中的一种技术，通过为每个文法规则（产生式）分配一个语义动作，这个动作在解析过程中执行，为语法符号赋予具体意义并生成中间代码。分为自下而上和自上而下两种方式。 - **自下而上语法制导翻译**：在LR分析器等自下而上的解析过程中，当一个产生式被用于归约时，其对应的语义动作被执行。结果（语义信息）存储在分析栈中，供后续的语义动作使用。分析栈扩展后可以存放分析状态、文法符号以及它们的语义值。 例如，一个简单的算术表达式文法，产生式与语义动作对应，可以生成加法和乘法的计算： - `S'→E`：打印栈顶元素的值。 - `E→E+E`：将栈顶两个值相加，结果存回栈顶。 - `E→E*E`：将栈顶两个值相乘，结果存回栈顶。 - `E→(E)`：将括号内的值弹出栈并存回栈顶。 - `E→i`：将整型常量的值存入栈顶。 这个例子展示了如何在解析过程中执行计算，并将结果保存在栈中。 总结来说，语义分析和中间代码生成是编译器的关键组成部分，它们确保源代码的正确性，并为优化和生成最终机器码奠定了基础。通过语法制导翻译，编译器能够根据语法规则的结构来指导翻译过程，使得复杂的问题可以通过分治策略得以解决。