不定期加餐5 | 借助实例，探究C++编译器的内部机制
宫文学
该思维导图由 AI 生成，仅供参考
你好，我是宫文学。欢迎来到编译原理实战课的加餐环节，今天我们来探讨一下 C++ 的编译器。
在前面的课程中，我们已经一起解析了很多语言的编译器了，但一直没有讨论 C 和 C++ 的编译器。并不是因为它们不重要，而是因为 C 语言家族的编译器实现起来要更复杂一些，阅读代码的难度也更高一些，会对初学者造成比较大的挑战。
不过，没有解析 C 和 C++ 语言的特性及其编译器的实现，其实在我心里也多多少少有点遗憾，因为 C 和 C++ 是很经典的语言。至今为止，我们仍然有一些编程任务是很难用其他语言来代替的，比如，针对响应时间和内存访问量，需要做精确控制的高性能的服务端程序，以及一些系统级的编程任务，等等。
C 和 C++ 有很多个编译器，今天我们要研究的是 Clang 编译器。其实它只是前端编译器，而后端用的是 LLVM。之所以选择 Clang，是因为它的模块划分更清晰，更便于理解，并且还可以跟课程里介绍过的 LLVM 后端工具串联起来学习。
另外，因为 C++ 语言的特性比较多，编译器实现起来也比较复杂一些，下手阅读编译器的源代码会让人觉得有点挑战。所以今天这一讲，我的主要目的，就是给你展示如何借助调试工具，深入到 Clang 的内部，去理解它的运行机制。
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本文深入探讨了Clang编译器的内部机制和模板技术的实现原理。首先介绍了Clang的环境配置和源代码结构，然后详细讨论了词法分析、语法分析和语义分析的实现方式。特别是针对C++的模板元编程机制，作者进行了深入探究，解释了模板技术在编译器中的实现过程，以及其对元编程和C++模板技术的影响。通过对Clang编译器的内部工作原理的探究，读者可以了解到函数模板的特化过程，以及编译器对类型参数和非类型参数的处理方式。文章还提到了使用调试器来跟踪程序的执行过程，以及如何验证编译器的处理过程。通过这篇文章，读者可以深入了解C++编译器的工作原理和模板技术的实质，为他们提供了宝贵的学习资源。
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罗 乾 林老师您好，问个与本节不相关的问题，编译原理之美的代码在2020年4月14号这次提交(commit d2b29fea450c185ecb17261677f674ca967a49a8),使得一些代码不能运行了，比如playscript-java/src/examples/closure.play，还有对象带参数的构造函数等。 看代码注释中有如下注释： “把本地变量加到符号表。本地变量必须是边添加，边解析，不能先添加后解析，否则会引起引用消解的错误。 Aaaaaaaaaaayou同学请看这里。 ” 想知道Aaaaaaaaaaayou同学提出的啥问题，在哪种情形下会引起引用消解的错误作者回复: 我最近注意到了这个问题。在提交代码时没有做全面的测试。主要是影响到了函数参数的解析。我会这两天找时间修复！ Aaaaaaaaaaayou提出的问题，是一个做语义分析时很关键的问题，也就是建立符号表和引用消解的时机问题。正确的方法，是一边建立输入符号，一边做应用消解，否则引用消解就会出错。比如： {//外部Scope int a = 1; { //内部Scope a = 2; //这里的a引用的是外部Scope的a int a = 3; a + b; //这里的a引用的是内部Scope的a } } 这个点看似很小，但对语义分析程序的设计很关键。在《编译原理实战课》中，我还特意分析了Java语言的编译器是怎么处理输入符号表和引用消解的。 感谢你的提醒！
2020-11-1722- math715谢谢宫老师分享，期待太久了！！！
作者回复: 抛砖引玉！ 你有兴趣的话，可以顺着课程的思路，继续往深入探索！
2020-11-171 
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第一次看，收货很多，需要多看加练习2022-02-04
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