04 | 语义分析：让程序符合语义规则
宫文学
该思维导图由 AI 生成，仅供参考
你好，我是宫文学。这一讲，我们进入到语义分析阶段。
对计算机程序语义的研究，是一个专门的学科。要想很简单地把它讲清楚，着实不是太容易的事情。但我们可以退而求其次，只要能直观地去理解什么是语义就可以了。语义，就是程序要表达的意思。
因为计算机最终是用来做计算的，那么理解程序表达的意思，就是要知道让计算机去执行什么计算动作，这样才好翻译成目标代码。
那具体来说，语义分析要做什么工作呢？我们在第 1 讲中说过，每门计算机语言的标准中，都会定义很多语义规则，比如对加法运算要执行哪些操作。而在语义分析阶段，就是去检查程序是否符合这些语义规则，并为后续的编译工作收集一些语义信息，比如类型信息。
再具体一点，这些语义规则可以分为两大类。
第一类规则与上下文有关。因为我们说了，语法分析只能处理与上下文无关的工作。而与上下文有关的工作呢，自然就放到了语义分析阶段。
第二类规则与类型有关。在计算机语言中，类型是语义的重要载体。所以，语义分析阶段要处理与类型有关的工作。比如，声明新类型、类型检查、类型推断等。在做类型分析的时候，我们会用到一个工具，就是属性计算，也是需要你了解和掌握的。
补充：某些与类型有关的处理工作，还必须到运行期才能去做。比如，在多态的情况，调用一个方法时，到底要采用哪个子类的实现，只有在运行时才会知道。这叫做动态绑定。
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语义分析在编译器中扮演着重要角色，涉及程序语义研究和计算机执行计算动作的方式。该阶段包括控制流检查、闭包分析和引用消解等工作，需要处理复杂的语义规则和上下文相关的工作。编译器在语义分析过程中使用符号表和AST数据结构来记录程序中的语义信息和标识符的定义信息。此外，语义分析还涉及类型检查和类型推断，通过属性计算的方法来计算AST节点的类型属性，以及执行语法制导的翻译。实际编译器中，语义分析相关的代码量往往比词法分析和语法分析的代码量大，因为每门语言有很多语义规则，需要进行大量的语义分析和检查工作。每门语言在语义处理方面的工作差异也比较大，但可以抓住它们的共性，如上下文相关的分析、类型相关的处理、属性计算和语义信息保存到符号表和AST中。因此，语义分析是编译过程中不可或缺的一环，需要处理复杂的语义规则和上下文相关的工作，以及使用符号表和AST等数据结构来记录和计算程序的语义信息。
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wusirationjava specs的15.23. Conditional-And Operator &&章节中，Each operand of the conditional-and operator must be of type boolean or Boolean, or a compile-time error occurs.的规则，会有编译过程对&&操作符的语义判断； 举例: boolean res = true && Boolean.TRUE 在语义分析中，会进行&&操作符两侧的操作数进行类型判断，判断是否为boolean或者Boolean，否则会抛出编译错误；作者回复: 非常好！
2020-06-092- wusirationJAVA的语义规则在哪进行查看啊？老师
作者回复: 要查语言规范，比如：https://docs.oracle.com/javase/specs/jls/se14/html/index.html 注意，文档里并不一定会明确地说这个地方就是语义规则，但其实大部分内容都是对语义的规定，因为语法什么的是比较简单、清晰的，能用准确的语法规则来描述。而语义规则，则一般要用很多文字来揭示。 比如，“6.3. Scope of a Declaration”，就是讲作用域的，这显然是语义规则。
2020-06-081 
A君语义分析的目的就是分析出程序要计算什么东西，以及具体怎么计算： 1. 要计算什么？这个需要先经历引用消解，在作用域的符号表中建立符号和变量的映射关系。 2. 具体怎么计算？一门编程语言已经定义有很多的语义规则，具体怎么计算可以遵循这些语义来实现。由于计算本身涉及到指令，不同类型的计算使用的指令是不同的，因此，类型检查、推理也是语义分析的重要工作。2022-04-301
Banbri刚好路过龙书第五章 龙书 第五章 语法制导的翻译 中两标记方法。 1.语法制导定义（Syntax-Directed Definition,SSD）是一个上下文无关文法和属性及规则的结合。 2.语法制导翻译（Syntax-Directed Translation,SDT） 是在其产生式体中嵌入了程序片段的一个上下文无关文法。 对于两种标记方法，语法制导定义更加易读，因此更适合作为对翻译的规约，而翻译方案更加高效，因此更适合用于翻译的实现2023-09-16归属地：上海- A君语义分析将各节点的属性标注回AST或符号表中。2022-04-22
ifelse
这就难了2022-01-07
李滋芸Java编译器中使用了语法制导翻译了？2021-11-20
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