第七章编译程序 7.1编译程序考虑的因素 编译程序设计时,除了需用到前介绍的分析技术和制导 翻译技术外,还要考虑如何从源程序数据空间映射到具体物 理存储空间,也就是运行时的数据表示。在运行时如何组织 或存放数据、在源程序中同名标识符是怎样描述不同的对象 运行时的程序控制权是如何转移和参数是如何传递的以及如 何生成质量较高的目标代码都是编译程序设计者需考虑的问 题
第七章 编译程序 7.1 编译程序考虑的因素 编译程序设计时，除了需用到前介绍的分析技术和制导 翻译技术外，还要考虑如何从源程序数据空间映射到具体物 理存储空间，也就是运行时的数据表示。在运行时如何组织 或存放数据、在源程序中同名标识符是怎样描述不同的对象、 运行时的程序控制权是如何转移和参数是如何传递的以及如 何生成质量较高的目标代码都是编译程序设计者需考虑的问 题
7.1.1数据类型 类型的合法性检查是判断数据的类型是否与上下文的要 求相一致,例如 Pascal的运算符“+'不能作用在字符型数据 上,而C语言的‘+'却能作用在字符型数据上。在数据类型 上定乂的各种运算通常包括赋值和一系列类型转换规则,这 些规则保证了作用在数据对象上的某个运算符顺便通过由编 译程序的类型的合法性检査,并实现其合法的算和赋值。因 此,给出定义: 定义71数据类型是对该类型数据(变量或常量)的取值是 否合法以及对该类型据的运算是否合法的一种说明
7.1.1 数据类型 类型的合法性检查是判断数据的类型是否与上下文的要 求相一致，例如Pascal的运算符‘+’不能作用在字符型数据 上，而C语言的‘+’却能作用在字符型数据上。在数据类型 上定义的各种运算通常包括赋值和一系列类型转换规则，这 些规则保证了作用在数据对象上的某个运算符顺便通过由编 译程序的类型的合法性检查，并实现其合法的算和赋值。因 此，给出定义： 定义7.1 数据类型是对该类型数据（变量或常量）的取值是 否合法以及对该类型据的运算是否合法的一种说明
实现和完成数据类型的合法性检查,它包括以下任务: (1)检查运算符作用在运算对象上的合法性,这一合法性保 证了该运算能产生正确的运算结果 (2)根据程序设计语言运算符的类型转换规则,将一种类型 数据转换成另一种数据类型。 (3)能够使用相应的目标机器指令实现这种在上述类型上定 义的运算
实现和完成数据类型的合法性检查，它包括以下任务： (1) 检查运算符作用在运算对象上的合法性，这一合法性保 证了该运算能产生正确的运算结果。 (2) 根据程序设计语言运算符的类型转换规则，将一种类型 数据转换成另一种数据类型。 (3) 能够使用相应的目标机器指令实现这种在上述类型上定 义的运算
例:设有 Pasca程序段 var a, b: integer; x real begin read(a) b:=10 x =a mod b a:=a-×10 end
例:设有Pascal程序段 var a,b:integer; x:real; begin read(a); b:=10; x:=a mod b; a:=a-x*10 end;
对于读语句read(a)和赋值语句b:=10都满足简单的类型 检査。在赋值语句x:≡ a mod b中虽然 a mod b的结果是整型 的,但仍能满足将 a mod b的结果赋给实型变量ⅹ。这是因为 在 Pasca中定义了将整型转换成实型的转换规则,因而编译 程序需生成将 a mod b的结果转换成实型的指令代码。而对 于语句a:=a-x*10,虽然通过 Pascal定义的类型规则可以将a 转换成实型,求出ax*10的结果类型为实型,但 Pascal不允 许将实型赋给整型,则出错
对于读语句read(a)和赋值语句b:=10都满足简单的类型 检查。在赋值语句x:=a mod b中虽然a mod b的结果是整型 的，但仍能满足将a mod b的结果赋给实型变量x。这是因为 在Pascal中定义了将整型转换成实型的转换规则，因而编译 程序需生成将a mod b的结果转换成实型的指令代码。而对 于语句a:=a-x*10，虽然通过Pascal定义的类型规则可以将a 转换成实型，求出a-x*10的结果类型为实型，但Pascal不允 许将实型赋给整型，则出错
例:设有C语言程序段 Rint a, b real x scanf(%d”,&a) b=10 X=a/b a:=a-X*10;
例:设有C语言程序段 {int a,b; real x; scanf(“%d”,&a); b=10; x:=a/b; a:=a-x*10; }
可以看出,上述二个程序段期望完成的功能是一样的, 但前者不能通过编译,而后者能顺利通过编译的类型检查, 这是因为C语言中赋值语句a:=a-x*10中也包含了强制将实型 转换成整型。 根据语言的类型定义方式,可以将类型分为基本类型和 构造类型,基本类型是指系统已定义的数据类型,如C语言 的整型、浮点型(实型)、字符型。构造类型的指通过基 本类型或已定义的类型构造出的新的数据类型,如 Pasca|中 的数组、记录和集合。引进了构造类型后,类型的合法性检 查变得复杂。其检查方法有二大类,一类是名字等价,另 类是结构等价。 所谓名字等价也就是如果个类是箦价的,当且仅当二个 类型的名字或与类型名字的别名是等价的
可以看出，上述二个程序段期望完成的功能是一样的， 但前者不能通过编译，而后者能顺利通过编译的类型检查， 这是因为C语言中赋值语句a:=a-x*10中也包含了强制将实型 转换成整型。 根据语言的类型定义方式，可以将类型分为基本类型和 构造类型，基本类型是指系统已定义的数据类型，如C语言 中的整型、浮点型（实型）、字符型。构造类型的指通过基 本类型或已定义的类型构造出的新的数据类型，如Pascal中 的数组、记录和集合。引进了构造类型后，类型的合法性检 查变得复杂。其检查方法有二大类，一类是名字等价，另一 类是结构等价。 所谓名字等价也就是如果二个类型是等价的，当且仅当二个 类型的名字或与类型名字的别名是等价的
例:设有 Pasca程序段 type int=integer; var a: integer; b integer c int. a和是同型备meer萬它和是价的:然和Q的型 eger 价的。 胃结构等价也就是如果二个类型是等价的,当且仅当二个 型真有相同的类型表达式
例:设有Pascal程序段 type int=integer; var a:integer; b:integer; c:int; …… a和b是同一类型名integer故它们是等价的；虽然a和c的类型 名不同，但是int是integer的一种别名，故a和c的类型还是等 价的。 所谓结构等价也就是如果二个类型是等价的，当且仅当二个 类型具有相同的类型表达式
定义72类型表达式是递归定义的: (1)类型表达式是基本数据类型 (2)类型表达式是由数组、记录、集合、指针、函数等作用在 类型表达式上的类型 检査类型的名字等价相对简单,只要为定义的类型名建立 张符号表,通过查表就可以判定二个类型是否名字等价。虽 然,对于类型的等价的直观概念是结构等价,但结构等价检査 的实现方法稍复杂。需为每个类型建立表示类型的结构树或无 环有向图,如图为类型 record re cord name array [1. 20] of char age. Integer 红 end 的树结构表示 其中,aray中的 integer 表示下标的类型 图7-1类型的结构树
定义7.2 类型表达式是递归定义的: (1) 类型表达式是基本数据类型 (2) 类型表达式是由数组、记录、集合、指针、函数等作用在 类型表达式上的类型。 检查类型的名字等价相对简单，只要为定义的类型名建立 一张符号表，通过查表就可以判定二个类型是否名字等价。虽 然，对于类型的等价的直观概念是结构等价，但结构等价检查 的实现方法稍复杂。需为每个类型建立表示类型的结构树或无 环有向图，如图为类型。 record name :array[1..20] of char; age:integer end; 的树结构表示。 其中，array中的integer 表示下标的类型
对于如说明链表或树的数据结构的定义时,需递归定义。因 此递归定义的类型图为无环有向图。图为类型 type link=↑node; node=record name array[1. 20] of char next. ink end 的无环有向图 Huode= record pO FIr 图72递定义的无环有向图
对于如说明链表或树的数据结构的定义时，需递归定义。因 此递归定义的类型图为无环有向图。图为类型 type link=↑node; node=record name :array[1..20] of char; next:link end; 的无环有向图