编译原理之美
宫文学
北京物演科技CEO
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开篇词 (1讲)
开篇词 | 为什么你要学习编译原理?
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实现一门脚本语言 · 原理篇 (13讲)
01 | 理解代码:编译器的前端技术
02 | 正则文法和有限自动机:纯手工打造词法分析器
03 | 语法分析(一):纯手工打造公式计算器
04 | 语法分析(二):解决二元表达式中的难点
05 | 语法分析(三):实现一门简单的脚本语言
06 | 编译器前端工具(一):用Antlr生成词法、语法分析器
07 | 编译器前端工具(二):用Antlr重构脚本语言
08 | 作用域和生存期:实现块作用域和函数
09 | 面向对象:实现数据和方法的封装
10 | 闭包: 理解了原理,它就不反直觉了
11 | 语义分析(上):如何建立一个完善的类型系统?
12 | 语义分析(下):如何做上下文相关情况的处理?
13 | 继承和多态:面向对象运行期的动态特性
实现一门脚本语言 · 应用篇 (2讲)
14 | 前端技术应用(一):如何透明地支持数据库分库分表?
15 | 前端技术应用(二):如何设计一个报表工具?
实现一门脚本语言 · 算法篇 (3讲)
16 | NFA和DFA:如何自己实现一个正则表达式工具?
17 | First和Follow集合:用LL算法推演一个实例
18 | 移进和规约:用LR算法推演一个实例
实现一门脚本语言 · 热点答疑与用户故事 (2讲)
19 | 案例总结与热点问题答疑:对于左递归的语法,为什么我的推导不是左递归的?
用户故事 | 因为热爱,所以坚持
编译原理 · 期中考试周 (1讲)
期中考试 | 来赴一场100分的约定吧!
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实现一门编译型语言 · 原理篇 (12讲)
20 | 高效运行:编译器的后端技术
21 | 运行时机制:突破现象看本质,透过语法看运行时
22 | 生成汇编代码(一):汇编语言其实不难学
加餐 | 汇编代码编程与栈帧管理
23 | 生成汇编代码(二):把脚本编译成可执行文件
24 | 中间代码:兼容不同的语言和硬件
25 | 后端技术的重用:LLVM不仅仅让你高效
26 | 生成IR:实现静态编译的语言
27 | 代码优化:为什么你的代码比他的更高效?
28 | 数据流分析:你写的程序,它更懂
29 | 目标代码的生成和优化(一):如何适应各种硬件架构?
30 | 目标代码的生成和优化(二):如何适应各种硬件架构?
实现一门编译型语言 · 应用篇 (2讲)
31 | 内存计算:对海量数据做计算,到底可以有多快?
32 | 字节码生成:为什么Spring技术很强大?
实现一门编译型语言 · 扩展篇 (3讲)
33 | 垃圾收集:能否不停下整个世界?
34 | 运行时优化:即时编译的原理和作用
35 | 案例总结与热点问题答疑:后端部分真的比前端部分难吗?
面向未来的编程语言 (3讲)
36 | 当前技术的发展趋势以及其对编译技术的影响
37 | 云编程:云计算会如何改变编程模式?
38 | 元编程:一边写程序,一边写语言
结束语 (1讲)
结束语 | 用程序语言,推动这个世界的演化
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20 | 高效运行:编译器的后端技术

宫文学 2019-10-07
前 18 节课,我们主要探讨了编译器的前端技术,它的重点,是让编译器能够读懂程序。无结构的代码文本,经过前端的处理以后,就变成了 Token、AST 和语义属性、符号表等结构化的信息。基于这些信息,我们可以实现简单的脚本解释器,这也从另一个角度证明了我们的前端处理工作确实理解了程序代码,否则程序不可能正确执行嘛。
实际上,学完前端技术以后,我们已经能做很多事情了,比如让软件有自定义功能,就像我们在15 讲中提到的报表系统,这时,不需要涉及编译器后端技术。
但很多情况下,我们需要继续把程序编译成机器能读懂的代码,并高效运行。这时,我们就面临了三个问题:
1. 我们必须了解计算机运行一个程序的原理(也就是运行期机制),只有这样,才知道如何生成这样的程序。
2. 要能利用前端生成的 AST 和属性信息,将其正确翻译成目标代码。
3. 需要对程序做尽可能多的优化,比如让程序执行效率更高,占空间更少等等。
弄清这三个问题,是顺利完成编译器后端工作的关键,本节课,我会让你对程序运行机制、生成代码和优化代码有个直观的了解,然后再在接下来的课程中,将这些问题逐一击破。

弄清程序的运行机制

总的来说,编译器后端要解决的问题是:现在给你一台计算机,你怎么生成一个可以运行的程序,然后还能让这个程序在计算机上正确和高效地运行?
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精选留言(3)

  • 阿鼎
    老师,后段技术在实际的项目中,有什么应用?

    作者回复: 我认为有三方面:
    1.如果要写一门真实使用的计算机语言,或者参与类似数据库软件之类的基础软件的开发,还是要把代码编译成字节码或机器码的,所以就需要后端技术。
    2.有助于你做系统的深层优化和性能调优。淘宝的底层技术团队就曾关注Java即时编译功能,甚至还给Oracle提交了补丁。
    3.从知识方面,会帮你更加理解软件运行的机制,从而对于你设计任何软件、以及设计大型系统的架构都有好处。

    2019-10-09
    5
  • nil
    把前端的ast转化成中间形式确是个漂亮的做法,可以隔离前后端之间的耦合。后端可以面向ir实现。针对不同的硬件平台,实现不同的后端编译程序。这让我想到网络协议中的ip协议。ip协议被设计成沙漏,或者说细腰结构,就是为了减少上下游之间的耦合,应用层和数据链路层中的协议多种多样,但是网络层协议基本是稳定的,ip协议和ir我感觉有着异曲同工之妙!

    作者回复: 是的,没错。感谢分享你的感受。

    计算机架构里,经常出现这种中间层。中间件起这个作用,JVM也起这个作用。还有很多这种异曲同工的东西。

    2019-10-26
    1
  • 从这一节开始,内容就十分熟悉了,终于不用看JAVA代码了,哈哈😄

    作者回复: 我希望前端部分的代码,也用c++写一遍,等我时间更充足会补上。
    第二,后端部分有的地方仍然是用java写的,比如32讲生成字节码:)

    2019-10-19
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