编译器跨平台实现 和 自然语言翻译

栏目: IT技术 · 发布时间: 1个月前

来源: studygolang.com

内容简介:在阅读 编译原理相关书籍时,意识到编译器设计本质上是语言翻译的简化问题; 我们把高级语言书写的代码,通过编译器 + 解释器 的过程 变成计算机可以理解的机器码;就是相当于把一段文字翻译给一个外国人听;当然编译器的翻译工作要比自然翻译的过程简单很多;但是设计思想可以借鉴;现在选取一个角度,来思考一些问题;一个由语言L编写的,将语言X程序文件翻译成语言Y程序文件的翻译程序称为编译器,记作C

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在阅读 编译原理相关书籍时,意识到编译器设计本质上是语言翻译的简化问题; 我们把高级语言书写的代码,通过编译器 + 解释器 的过程 变成计算机可以理解的机器码;就是相当于把一段文字翻译给一个外国人听;当然编译器的翻译工作要比自然翻译的过程简单很多;但是设计思想可以借鉴;

现在选取一个角度,来思考一些问题;

一个由语言L编写的,将语言X程序文件翻译成语言Y程序文件的翻译程序称为编译器,记作C L XY

编译器应该选择什么语言来实现呢?假设没有任何前人的工作,那必须用汇编写一套编译器去编译高级语言,编译器毫无疑问是一项复杂的工作的,用汇编这种低级语言去直接实现它,基本上是一个难到无法发成的工作;这是一个核心问题,汇编实现编译器这种复杂软件难度太大!

先放下上面的问题稍后再说,假设已经历经千辛万苦实现了一个 L --> A的编译器C A LA ;我们来思考下面2个问题;

  • 当已经存在语言X实现的编译器后,可以用该语言X实现任何其他语言的编译器for 任何计算机
    • Case 1 : 不同语言编译问题
      我们应该如何设计一个新的编译器, 它可以从另一个高级语言 X --> A 计做 C ? XA
      方案: 用L写一个 具有 X --> A编译功能编译器C L XA , 然后用C A LA 编译C L XA
    • Case 2: 同一语言在不同计算机上移植问题;
      我们应该如何设计一个新的编译器, 它可以从 L --> B 计做C ? LB
      方案: C A LA 的编译器上用L语言生成可被B识别的机器码字节码文件T;将T复制到B上执行,解决了移植问题;
      方案: 用L写一个 具有 X --> B编译功能编译器C L XB , 然后用C A LA 编译C L XB

现在再回答一开始的问题,如何实现一个编译器L-->A,直接用汇编简直难到不可能;

其实Case 1已经给出了这个问题的一个方案; 递归分解 ;

  • 编译器自展
    将语言拆分成L1...Ln个层次(Ln-1 属于Ln),首先实现最底层核心的L1部分的编译器, 然后在用L1语言编译器实现L2的功能....以此递归下去,然后实现整个语言;
  • 编译器自举
    编译器自举的概念是是用高级语言L是用L语言写的编译器编译自身,计做C L L? , ?表示它是可以移植的;
    这个目标似乎听起来不太可能(鸡生蛋,蛋生鸡),但是现在一些语言的编译器比如GOLANG它得编译器就是自举;但现在简要说明一下步骤:
    首先理解我们所说的编译器C是一个可执行文件是比如windows下的exe文件,它本身与语言无关,OS也不关注源文件是什么; java中的jar并不是可执行文件;
    假设发明了一个新的语言X, 我们要设计一个用X语言书写的,并可以编译X语言文件的编译器C for 计算机A 做C X XA ;
    • 用一个已知语言J的编译器做一个可以编译将X语言编译为A的编译器,计做C J XA
    • 用X语言实现功能与C J XA , 功能一摸一样的编译器即为C X XA ;然后用编译器C J XA 去编译生成编译器;
    • 在基于自展思想,完全可以用C X XA 取代C J XA ,即使是未来需要增强修改编译器本身的功能;

使用编译器自举的优势就不深入分析,毕竟未来用到的机会不多;我们的核心是要理解这种思想;

接下来在进一步思考

  • 关于 Java 的编译器是不是自举问题,应该不是;我目前还不是特别理解自举实现的好处,只是觉得自举这个思想很有趣;此外Java号称与与平台无关(这里的平台即包括执行的OS平台,也包括语言平台(Java虚拟机不仅仅只支持java语言),如果是自举,到底用具体什么语言去自举呢?
  • 如前所述 当已经存在语言X实现的编译器后,可以用该语言X实现任何其他语言的编译器for 任何计算机其实换句话说,只要你掌握了一门语言,那么通过学习你就可以掌握任何一门语言更容易理解 ); 如果我们把这个语言X在Java语境中就理解成Class文件(字节码),也就不难理解Java跨平台特性,也并非难到无法实现;在自然语义分析中,这个语言X就可以理解成某种中间语言,据我所知,google翻译就是采用这种中间语言的方式来处理不同语言间的翻译;即在概念上,字节码(java) == 中间语言(自然语言的互相翻译);所以它们的好坏,很大程度上就取决于这个中间层的规范以及设计了;

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