编译原理前端技术
一、参考
二、编译过程
编译器的“前端”技术分为词法分析、语法分析和语义分析三个部分
主要涉及自动机和形式语言方面的基础的计算理论
三、词法分析 Lexical Analysis
3.1 token
编译器的第一项工作叫做词法分析
文章是由一个个的中文单词组成的， 程序处理也一样，只不过这里不叫单词，而是叫做“词法记号”，英文叫 Token
如何写一个程序来识别 Token 呢？
可以通过制定一些规则来区分每个不同的 Token
这些规则可以通过手写程序来实现
如果嫌手写麻烦, 用词法分析器的生成工具来生成，比如 Lex（或其 GNU 版本，Flex）
3.2 词法分析器生成工具
“正则文法（Regular Grammar）
“有限自动机（Finite-state Automaton，FSA，or Finite Automaton）”
词法分析器生成工具是基于一些规则来工作的，
这些规则用“正则文法”表达，符合正则文法的表达式称为“正则表达式”
生成工具可以读入正则表达式，生成一种叫“有限自动机”的算法，来完成具体的词法分析工作。
词法分析器也是一样，它分析整个程序的字符串，当遇到不同的字符时，会驱使它迁移到不同的状态。
3.3 示例
词法分析程序在扫描 age 的时候，处于“标识符”状态，等它遇到一个 > 符号，就切换到“比较操作符”的状态。词法分析过程，就是这样一个个状态迁移的过程。
你也许熟悉正则表达式，因为我们在编程过程中经常用正则表达式来做用户输入的校验，例如是否输入了一个正确的电子邮件地址，这其实就是在做词法分析
3.4 小节
词法分析是把程序分割成一个个 Token 的过程，可以通过构造有限自动机来实现
四、语法分析
4.1 AST
抽象语法树（Abstract Syntax Tree，AST）
词法分析是识别一个个的单词，而语法分析就是在词法分析的基础上识别出程序的语法结构
这个结构是一个树状结构，是计算机容易理解和执行的。
程序也有定义良好的语法结构，它的语法分析过程，就是构造这么一棵树。一个程序就是一棵树，这棵树叫做抽象语法树（Abstract Syntax Tree，AST）
树的每个节点（子树）是一个语法单元，这个单元的构成规则就叫“语法”。每个节点还可以有下级节点
层层嵌套的树状结构，是我们对计算机程序的直观理解。计算机语言总是一个结构套着另一个结构，大的程序套着子程序，子程序又可以包含子程序
4.2 构造 AST
（1） 递归下降算法（Recursive Descent Parsing）
一种非常直观的构造思路是自上而下进行分析
首先构造根节点，代表整个程序，之后向下扫描 Token 串，构建它的子节点
一棵子树就扫描完毕了。程序退回到根节点，开始构建根节点的第二个子节点。这样递归地扫描，直到构建起一棵完整的树
这个算法就是非常常用的递归下降算法（Recursive Descent Parsing）
（2） 自底向上的算法。这个算法会先将最下面的叶子节点识别出来，然后再组装上一级节点。有点儿像搭积木，我们总是先构造出小的单元，然后再组装成更大的单元
除了手写，有没有偷懒的、更省事的方法呢？
4.3 Yacc
4.4 小节
语法分析是把程序的结构识别出来，并形成一棵便于由计算机处理的抽象语法树。可以用递归下降的算法来实现
五、语义分析 Semantic Analysis
5.1 概要
语义分析就是要让计算机理解我们的真实意图，把一些模棱两可的地方消除掉
你可能会觉得理解自然语言的含义已经很难了，所以计算机语言的语义分析也一定很难。其实语义分析没那么复杂，
因为计算机语言的语义一般可以表达为一些规则，你只要检查是否符合这些规则就行了
语义分析工作的某些成果，会作为属性标注在抽象语法树上，比如在 age 这个标识符节点和 45 这个字面量节点上，都会标识它的数据类型是 int 型的
在这个树上还可以标记很多属性，有些属性是在之前的两个阶段就被标注上了，比如所处的源代码行号，这一行的第几个字符。
做了这些属性标注以后，编译器在后面就可以依据这些信息生成目标代码了
5.2 小节
语义分析是消除语义模糊，生成一些属性信息，让计算机能够依据这些信息生成目标代码
