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知识路径： > 计算机系统基础知识 > 计算机软件基础知识 > 程序设计语言和语言处理程序知识 > 汇编、编译、解释系统的基本知识和基本工作原理 > 程序语言翻译基础 > 编译程序基本原理 >
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总体答错率：47%
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相关知识点：23个
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程序语言的语义分为静态语义和动态语义。描述程序语义的形式化方法主要有属性文法、公理语义、操作语义和指称语义等，其中属性文法是对上下文无关文法的扩充。目前应用最广的静态语义分析方法是语法制导翻译，其基本思想是将语言结构的语义以属性的形式赋予代表此结构的文法符号，而属性的计算以语义规则的形式赋予文法的产生式。在语法分析的推导或归约的步骤中，通过执行语义规则实现对属性的计算，以实现对语义的处理。
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从原理上讲，对源程序进行语义分析之后就可以直接生成目标代码，但由于源程序与目标代码的逻辑结构往往差别很大，特别是考虑到具体机器指令系统的特点，要使翻译一次到位很困难，而且用语法制导方式机械生成的目标代码往往是烦琐和低效的，因此有必要设计一种中间代码，将源程序首先翻译成中间代码表示形式，以利于进行与机器无关的优化处理。由于中间代码实际上也起着编译器前端和后端的分水岭作用，所以使用中间代码也有助于提高编译程序的可移植性。常用的中间代码有后缀式、四元式和树等形式。
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（1）后缀式（逆波兰式）。逆波兰式是波兰逻辑学家卢卡西维奇（Lukasiewicz）发明的一种表示表达式的方法。这种表示方式把运算符写在运算对象的后面，例如，把a+b写成ab+，所以也称为后缀式。这种表示法的优点是根据运算对象和算符的出现次序进行计算，不需要使用括号，也便于用栈实现求值。对于表达式x:=（a+b）*（c+d），其后缀式为xab+cd+*:=。
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（2）树形表示。例如，表达式x:=（a+b）*（c+d）的树形表示如下图所示。
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（3）四元式表示。四元式是一种普遍采用的中间代码形式，其组成成分为运算符OP、第一运算对象ARG1、第二运算对象ARG2和运算结果RESULT。其中，运算对象和运算结果有时指用户自定义的变量，有时指编译程序引入的临时变量，RESULT总是一个新引进的临时变量，用来存放运算结果。例如，表达式x:=（a+b）*（c+d）的四元式表示为：
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①（+，a，b，t1）②（+，c，d，t2）③（*，t1，t2，t3）④（：=，t3，_，x）
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常见的程序语言结构主要有算术表达式、布尔表达式、赋值语句和控制语句（if、while）等。不同结构需要不同的处理方法，但翻译程序的构造原理是相似的。
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对于各种语法结构的语法制导翻译，一般是在相应的语法规则中加入适当的语义处理，从而在对程序语句进行语法分析过程中的恰当时机同时完成语义处理，实现语义分析。
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过程（函数）说明和过程（函数）调用是程序中一种常见的语法结构，绝大多数语言都含有这方面的内容。过程说明和调用语句的翻译，有赖于形参与实参结合的方式以及数据空间的分配方式。
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由于各种语言的不同特点，在目标程序运行时，对存储空间的分配和组织有不同的要求，在编译阶段应产生相应的目标来满足不同的要求。需要分配存储空间的对象有基本数据类型（如整型、实型和布尔型等）、结构化数据类型（如数组和记录等）和连接数据（如返回地址、参数等）。分配的依据是名字的作用域和生存期的定义规则。分配的策略有静态存储分配和动态存储分配两大类。
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如果在编译时就能确定目标程序运行时所需的全部数据空间的大小，则在编译时就安排好目标程序运行时的全部数据空间，并确定每个数据对象的存储位置（逻辑地址）。这种分配策略称为静态存储分配。Fortran语言的早期版本可以完全采用静态存储分配策略。
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如果一个程序语言允许递归过程和动态可变数据结构，那么就需采用动态存储分配技术。动态存储分配策略的实现有栈分配方式和堆分配方式两种。在栈式动态存储分配中，将程序的数据空间设计为一个栈，每当调用一个过程时，它所需的数据空间就分配在栈顶；每当过程执行结束时，就释放这部分空间。若空间的使用未必服从“先申请后释放”的原则，那么栈式的动态存储分配方式就不适用了，这种情况下通常使用堆分配技术。
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