Многопроходный компилятор - Multi-pass compiler

А многопроходный компилятор это тип компилятор который обрабатывает исходный код или же абстрактное синтаксическое дерево программы несколько раз. Это в отличие от однопроходный компилятор, который проходит программу только один раз. Каждый проход принимает на входе результат предыдущего прохода и создает промежуточный вывод. Таким образом, (промежуточный) код улучшается, проход за проходом, пока последний проход не даст окончательный код.

Многопроходные компиляторы иногда называют широкие компиляторы,^{[нужна цитата ]} имея в виду большую область действия проходов: они могут «видеть» всю компилируемую программу, а не только ее небольшую часть. Таким образом, более широкая область применения этих компиляторов позволяет лучше генерация кода (например, меньший размер кода, более быстрый код) по сравнению с выводом однопроходных компиляторов за счет более длительного времени компиляции и потребления памяти. Кроме того, некоторые языки не могут быть скомпилированы за один проход из-за их конструкции.

Типичный многопроходный компилятор

Лексический анализ

Этот этап многопроходного компилятора предназначен для удаления из исходной программы нерелевантной информации, которую синтаксический анализ не сможет использовать или интерпретировать. Нерелевантная информация может включать комментарии и пробелы. Помимо удаления не относящейся к делу информации, лексический анализ определяет лексические токены языка. Этот шаг означает, что предварительная декларация обычно не требуется, если используется многопроходный компилятор. Этот этап направлен на разбиение последовательности символов на токены с такими атрибутами, как тип, тип, значение и, возможно, другими.

Синтаксический анализ

Анализ синтаксиса отвечает за рассмотрение синтаксических правил языка (часто как контекстно-свободная грамматика ) и построение некоторого промежуточного представления языка. Примером этого промежуточного представления может быть что-то вроде Абстрактное синтаксическое дерево или Направленный ациклический граф.

Семантический анализ

Семантический анализ берет представление, созданное на основе синтаксического анализа, и применяет семантические правила к представлению, чтобы убедиться, что программа соответствует требованиям семантических правил языка. Например, в приведенном ниже примере на этапе семантического анализа, если язык требовал выполнения условий на если операторы были логическими выражениями, cond будет проверяться тип, чтобы убедиться, что это допустимое логическое выражение.

если(cond) { ... } еще { ...}

Помимо выполнения семантического анализа на этом этапе компиляции, часто таблицы символов созданы, чтобы помочь в генерации кода.

Генерация кода

Этот заключительный этап типичного компилятора преобразует промежуточное представление программы в исполняемый набор инструкций (часто сборка ). Этот последний этап - единственный этап компиляции, который зависит от машины. Также может быть оптимизация делается на этом этапе компиляции, что делает программу более эффективной.

Другие этапы компилятора включают промежуточную фазу генерации кода, которая происходит перед генерацией кода, и фазу оптимизации кода, которая может иметь место при написании исходной программы, или после промежуточной фазы генерации кода, или после фазы генерации кода.

Преимущества многопроходных компиляторов

Независимая от машины: Поскольку несколько проходов включают модульную структуру, а генерация кода отделена от других шагов компилятора, эти проходы можно повторно использовать для другого оборудования / машин.

Более выразительные языки: Несколько проходов устраняют необходимость в предварительных объявлениях, позволяя элегантно реализовать взаимную рекурсию. Яркие примеры языков, требующих форвардных объявлений из-за необходимости компилирования за один проход, включают C и Паскаль, в то время как Ява не имеет форвардных деклараций.