深入思考编译原理之 理解执行过程和编译过程

在深入编译器原理细节之前，很多学习者并没有真正从宏观上理解一个编译器都做了些什么，这其实是非常遗憾的。

从计算机执行过程角度思考，函数调用的尤为重要，面向过程的语言更是将函数调用作为最基本的要素。面向对象的语言也是基于最基本的函数调用实现的。因此本文就从函数调用开始，由浅入深地思考如何构建我们的编译器。

1. 一个函数调用和其子调用之间的结构图。
一个SuperFunction对象 包含很多SubFunction函数，SubFunction 是SuperFunction的子函数。因此我们使用组合模式将他们组合起来。



2. 父函数SuperFunction与子函数SubFunction的交互图。




3. 执行引擎：
  
执行引擎负责创建所有的FunctionObject，连接他们之间的父子关系，进行入栈，出栈。假如这个栈向下增长，那么下图就表示了一个栈的动态结构图。



4. 执行引擎算法设计（java 语言描述）
任意一个如下的函数：
       

 Object function(Object[] parameters);

以上函数用结构体进行描述如下
       

 FunctionObject extends CodeBlock{
	      Object[] parameters;
              Object result;
              List<Codeblock> codeBlocks;
          }

类图如下



则执行引擎的执行算法如下：

stack.push(mainfunction);
	execute point:
do {
 FunctionObject functionObject = stack.peek();
 while(functionObject.codeBlocks.size()>0){
  CodeBlock codeBlock = functionObject .codeBlocks.top();
     If(subFunctionCall){
	create subfunction is needed.
	stack.push(subfunction);
	goto executePoint;
     }else{
	codeBlock.execute();
	codeBlocks.remove(codeBlock);
     }
 }
 stack.pop();
}while(!stack.isEmpty())

5. 编译器，编译器实际上就是把源代码转换为执行引擎能执行的代码的过程。这个过程, 现代编译器一般情况不会直接转换到目标代码。而是有个中间过程，也就所谓的语法分析和语义分析。

我们的analyse 类似如下函数：

   FunctionObject anayliyse(String );


6. 有了语法和语义分析，然后我们就可以很容易的转换到目标代码

String transferLanguage(FunctionObject functionObject);

最终形成目标代码。


完毕。