什么是编译器

编译器

编译器是一种特殊的程序，它可以把以特定编程语言写成的程序变为机器可以运行的机器码。我们把一个程序写好，这时我们利用的环境是文本编辑器。这时我程序把程序称为源程序。在此以后程序员可以运行相应的编译器，通过指定需要编译的文件的名称就可以把相应的源文件（通过一个复杂的过程）转化为机器码了。

[编辑]编译器工作方法

首先编译器进行语法分析，也就是要把那些字符串分离出来。然后进行语义分析，就是把各个由语法分析分析出的语法单元的意义搞清楚。最后生成的是目标文件，我们也称为obj文件。再经过链接器的链接就可以生成最后的可执行代码了。有些时候我们需要把多个文件产生的目标文件进行链接，产生最后的代码。我们把一过程称为交叉链接。

一个现代编译器的主要工作流程如下：

源程序（source code）→预处理器（preprocessor）→编译器（compiler）→汇编程序（assembler）→目标程序（object code）→连接器（链接器，Linker）→可执行程序（executables）

工作原理

编译是从源代码（通常为高级语言）到能直接被计算机或虚拟机执行的目标代码（通常为低级语言或机器言）。然而，也存在从低级语言到高级语言的编译器，这类编译器中用来从由高级语言生成的低级语言代码重新生成高级语言代码的又被叫做反编译器。也有从一种高级语言生成另一种高级语言的编译器，或者生成一种需要进一步处理的的中间代码的编译器（又叫级联）。

典型的编译器输出是由包含入口点的名字和地址以及外部调用（到不在这个目标文件中的函数调用）的机器代码所组成的目标文件。一组目标文件，不必是同一编译器产生，但使用的编译器必需采用同样的输出格式，可以链接在一起并生成可以由用户直接执行的可执行程序。

编译器种类

编译器可以生成用来在与编译器本身所在的计算机和 *** 作系统（平台）相同的环境下运行的目标代码，这种编译器又叫做“本地”编译器。另外，编译器也可以生成用来在其它平台上运行的目标代码，这种编译器又叫做交叉编译器。交叉编译器在生成新的硬件平台时非常有用。“源码到源码编译器”是指用一种高级语言作为输入，输出也是高级语言的编译器。例如: 自动并行化编译器经常采用一种高级语言作为输入，转换其中的代码，并用并行代码注释对它进行注释（如OpenMP）或者用语言构造进行注释（如FORTRAN的DOALL指令）。

预处理器（preprocessor）

作用是通过代入预定义等程序段将源程序补充完整。

编译器前端（frontend）

前端主要负责解析（parse）输入的源程序，由词法分析器和语法分析器协同工作。词法分析器负责把源程序中的‘单词’（Token）找出来,语法分析器把这些分散的单词按预先定义好的语法组装成有意义的表达式，语句 ，函数等等。 例如“a = b + c;”前端词法分析器看到的是“a, =, b , +, c;”，语法分析器按定义的语法，先把他们组装成表达式“b + c”，再组装成“a = b + c”的语句。 前端还负责语义（semantic checking）的检查，例如检测参与运算的变量是否是同一类型的，简单的错误处理。最终的结果常常是一个抽象的语法树（abstract syntax tree，或 AST），这样后端可以在此基础上进一步优化，处理。

编译器后端（backend）

编译器后端主要负责分析，优化中间代码（Intermediate representation）以及生成机器代码（Code Generation）。

一般说来所有的编译器分析，优化，变型都可以分成两大类： 函数内（intraprocedural）还是函数之间（interprocedural）进行。很明显，函数间的分析，优化更准确，但需要更长的时间来完成。

编译器分析（compiler analysis）的对象是前端生成并传递过来的中间代码，现代的优化型编译器（optimizing compiler）常常用好几种层次的中间代码来表示程序，高层的中间代码（high level IR）接近输入的源程序的格式，与输入语言相关（language dependent），包含更多的全局性的信息，和源程序的结构；中层的中间代码（middle level IR）与输入语言无关，低层的中间代码(Low level IR)与机器语言类似。 不同的分析，优化发生在最适合的那一层中间代码上。

常见的编译分析有函数调用树（call tree），控制流程图（Control flow graph），以及在此基础上的变量定义－使用，使用－定义链（define-use/use-define or u-d/d-u chain），变量别名分析（alias analysis），指针分析（pointer analysis），数据依赖分析（data dependence analysis）等等。

上述的程序分析结果是编译器优化（compiler optimization）和程序变形（compiler transformation）的前提条件。常见的优化和变新有：函数内嵌（inlining），无用代码删除（Dead code elimination），标准化循环结构（loop normalization），循环体展开（loop unrolling），循环体合并，分裂（loop fusion，loop fission），数组填充（array padding），等等。优化和变形的目的是减少代码的长度，提高内存（memory），缓存（cache）的使用率，减少读写磁盘，访问网络数据的频率。更高级的优化甚至可以把序列化的代码（serial code）变成并行运算，多线程的代码（parallelized，multi-threaded code）。

机器代码的生成是优化变型后的中间代码转换成机器指令的过程。现代编译器主要采用生成汇编代码（assembly code）的策略，而不直接生成二进制的目标代码（binary object code）。即使在代码生成阶段，高级编译器仍然要做很多分析，优化，变形的工作。例如如何分配寄存器（register allocatioin），如何选择合适的机器指令（instruction selection），如何合并几句代码成一句等等。

C语言中编译 生成 调试 测试 运行的区别如下：

区别一：

从编译方面来看：

编译依赖于编译器，英文是compile, vc中这一过程是将源代码转换成目标文件，如：obj文件，rc文件等。

区别二：

从生成方面来看：

生成指的是连接的过程,英文是build，依赖于链接器。vc中在这一阶段将所有的目标文件和所有需要用到的组件组合成一个整体，例如需要生成的是windows系统下的PE可执行文件，链接器会依照特定格式将目标文件组合，最后生成PE格式的，exe或dll文件。

区别三：

从调试方面来看：

调试是所有或部分代码编写完成后，让程序在调试器中运行，用这种手段对程序进行分析，找出并修正潜在问题。

区别四：

从运行方面来看：

运行就是让程序在系统中运行。

扩展资料：

C语言的介绍：

C语言是目前流行的通用程序设计语言,是计算机专业人员和计算机爱好者开发软件的首选开发工具。C语言源程序必须经过某种编译工具翻译成为目标机器语言程序才能够在计算机上执行。

然而随着程序编写规模的扩大，顺利编写出正确的程序绝非一件容易的事情，早期的许多编译工具仅仅提供翻译功能，已满足不了应用的要求，编程人员需要-种功能全面并高度集成的编译环境。

程序是一段具有一定功能的代码，编写程序的目的是解决问题。当程序人员写完程序后，其实并不起作用，只有当编写的程序经过一系列的处理后，能够解决问题时。

序才成为真正的程序，这一系列的处理过程，-般就是编辑、编译、连接、调试与运行等。目前最成熟的C语言集成环境主要有Turbo C20和Turbo C 30( 简称TC30)或Borland C++31( 简称BC31)以及Visual C++ 60。

VS2022是微软公司发布的最新的集成开发环境，可以帮助程序员进行软件开发。如果在使用VS2022时遇到了无法生成exe文件的问题，可能是以下几个原因导致的：

1 缺少必要的依赖项：在生成exe文件之前，需要确保所有的依赖项都已正确安装和配置。如果缺少依赖项，就可能导致生成exe文件失败。

2 编译设置不正确：在VS2022中，编译设置的配置非常重要。如果编译设置不正确，比如编译器选错了或者编译选项有误，就会导致生成exe文件失败。

3 程序代码存在错误：如果程序代码存在错误，也可能导致生成exe文件失败。在这种情况下，需要检查程序代码，找出错误并进行修复。

4 系统环境配置问题：在一些情况下，系统环境的配置可能也会对生成exe文件产生影响。可以尝试在其他计算机上进行编译，或者重新安装VS2022以解决问题。

如果遇到无法生成exe文件的问题，可以先检查以上几个方面，进行相应的调整和修复。如若无法解决，可以通过网络搜索或者咨询相关技术人员寻求帮助。

完整代码如下，这是最最最最简单的写法：VS已测试无误

#include<iomanip>

#include<string>

using namespace std;

void repeatSearch(string article,string keywork)

{

 double lenArtle = articlelength();

 int lenKey = keyworklength();

 int pos = 0;

 int cnt = 0;

 while(string::npos != (pos=articlefind(keywork,pos)))

 {

  cnt++;

  pos+=lenKey;

 }

 double percent = cnt/lenArtle100;

 cout << "\'" << keywork << "\'" <<"出现了" << cnt << "次，占总篇幅的";

 cout << setprecision(2) << fixed << percent << "%";

}

int main()

{

 string art="once at two at once atfour to five and once at one";

 string key="once at ";

 repeatSearch(art,key);

 return 0;

}

据我所知，有编译器，反编译器至少现在还没有……

64为处理器结构根据官方资料X64多了8个通用寄存器：R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15，当然，它们都是64位的。

所以需要有专门针对这种新处理器结构的反汇编工具才能完成反汇编……

另外X32中原有的寄存器在X64中均为扩展为64位，且名称的第一个字母从E改为R。不过我们还是可以在64位程序中调用32位的寄存器，如RAX（64位）、EAX（低32）、AX（低16位）、AL（低8位）、AH（8到15位），相应的有R8、R8D、R8W和R8B。不过不要在程序中使用如AH之类的寄存器，因为在AMD的CPU上这种用法会与某些指令产生冲突。所以反汇编过程也更加复杂，相信各大编程论坛已经开始有高手尝试着去解决反汇编这类复杂的问题，我们一同关注吧……

编译器最重要的性质就是保证语义的正确。比如，从高级语言翻译到机器指令之后，指令必须正确的表达原来程序的意思。所以一般编译器测试都包含一些源程序，用来覆盖可能出现的各种情况。基本的原则是：原来程序的结果 = 编译后机器指令运行的结果。机器指令运行的结果很容易知道，运行一下就知道了。可是原来程序的结果你怎么知道呢？

为了解决这个“原来程序语义”的问题，最好是写一个解释器，准确无误的表达原来的代码的语义。所以我们的要求就是：

高级语言解释器（源程序） = 机器执行（机器代码）

由于处理器其实就是一个用来执行机器代码的解释器，这里有一个很美好的对称关系：

interp1(L1) = interp2(L2)

另外还有一个问题，就是编译器一般需要经过多个转化步骤（叫做 pass）才能最后编译为机器指令。比如，

L2 = pass1(source)

L3 = pass2(L2)

L4 = pass3(L3)

Ln = passN(Ln-1)

machine_code = codegen(Ln)

由于源程序经过了很多步骤猜得到最后的机器指令，如果你使用上面的公式，就会出现以下一些情况：

1 知道结果错了，但是却不知道到底是哪一个 pass 错了。

2 结果没有错，但是中间却有 pass 实际上是错的。但是由于之前的 pass 把输入程序的一些结构给“优化”掉了，所以错的那个 pass 其实没能得到触发错误的那个数据结构。所以测试没能发现错误。如果以后前面的那个 pass 被修改，错误就会暴露出来。这是非常难以发现的潜伏的危险。

为了防止这些情况出现，一些编译器（比如 Chez Scheme 和 Kent Dybvig 的课程编译器）使用了对每一个 pass 进行测试的做法。具体的方法就是为每一个中间语言都写一个解释器，把这语言的语义完全的表示出来。这样我们就需要检查一组等式：

L2 = pass1(source)

高级语言编译器（源程序） = interp2(L2) // 测试 pass1 的正确性

L3 = pass2(L2)

interp2(L2) = interp3(L3) // 测试 pass2 的正确性

这样一来我们就能独立的判断每一个 pass 的正确性了。

这些是基本的语义测试原理。另外除了语义，可能还有一些“表面”一些的测试，它们看代码本身，而不只看它的语义。比如尾递归优化的测试应该确保输出程序的尾递归得到正确的处理，等等。这些是语义测试检查不到的，因为尾递归没有正确处理的程序大部分也能输出正确的结果。

普通的单元测试方法也可以用来测试一些编译器里的辅助函数，但那些不是编译器特有的，所以就不讲了。

另外，就像所有测试的局限性一样，你没法枚举所有可能出现的输入，所以以上的测试方法其实也不能保证编译器的完全正确。

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