程序员自我修养2：编译过程

编译过程分为6步：扫描（词法分析）、语法分析、语义分析、源代码优化、代码生成、目标代码优化。

示例代码：array[index] = (index + 4) * (2 + 6)

1. 词法分析
   源代码被输入到扫描器，运用类似有限状态机的算法将代码的字符序列分割成一系列的记号，Token包括：关键字、标识符、字面量(数字、字符串)和特殊符号(加减)。
   扫描器在识别记号的同时，也会将标识符放到符号表，数字字符串常量放到文字表等以备后用。
   工具：lex；

2. 语法分析
   语法分析器将对扫描器产生的记号进行语法分析，生成以表达式为节点的语法树。
   相关方法：上下文无关文法、下推自动机；
   工具：yacc；

3. 语义分析
   语义分析器完成语句的语义分析，例如两个指针做乘法在语法上是合法的，但没有意义；

   • 静态语义：编译阶段可以确定的语义，包括声明和类型的匹配，类型的转换；
   • 动态语义：运行阶段才能确定的语义，比如将0作为除数；

   经过语义分析阶段后，整个语法树的表达式都被标示了类型，有些会插入隐式转换所需的转换节点。

4. 中间代码生成（源代码优化）
   源代码优化器会在源代码级别进行优化，例如（2+6）这个表达式可以优化为8；
   直接在语法树上进行优化比较困难，源代码优化器会将整个语法树转换为中间代码，它是语法树的顺序表示。
   中间代码类似目标代码，但是它跟机器平台无关，不含数据尺寸、变量地址和寄存器的名字。将编译器分为了前端和后段，前端负责产生机器无关的中间代码，后端负责将中间代码转换成目标机器代码。

    t2 = index + 4
    t2 = t2 * 8
    array[index] = t2
   

5. 目标代码的生成
   代码生成器负责将中间代码转换成机器代码，过程依赖于目标机器，不同的机器不同字长、寄存器、数据类型；

6. 目标代码的优化
   目标代码优化器对上述的目标代码进行优化，比如选择合适的寻址方式，使用位移来代替乘法运算、删除多余的指令等；

此时index和array的地址还没确定，如果符号的定义和源代码在同一个编译单元，编译器可以为他们分配空间来确定地址，如果定义在其他的模块，需要等到链接时才能确定最终运行时的绝对地址；