京东第一次做网站,昆明网站做的好的公司简介,个人如何开投资公司,广州网站建设推广报价点击上方蓝字关注我#xff0c;了解更多咨询以我们嵌入式开发中经常使用的C语言为例#xff0c;我们来介绍一下第一个C语言编译器的来源。还是让我们回顾一下C语言历史#xff1a;1970年Tomphson和Ritchie在BCPL#xff08;一种解释型语言#xff09;的基础上开发了B语言了解更多咨询以我们嵌入式开发中经常使用的C语言为例我们来介绍一下第一个C语言编译器的来源。还是让我们回顾一下C语言历史1970年Tomphson和Ritchie在BCPL一种解释型语言的基础上开发了B语言1973年又在B语言的基础上成功开发出了现在的C语言。在C语言被用作系统编程语言之前Tomphson也用过B语言编写操作系统。可见在C语言实现以前B语言已经可以投入实用了。因此第一个C语言编译器的原型完全可能是用B语言或者混合B语言与PDP汇编语言编写的。但是B语言的效率比较低如果全部用汇编语言来编写不仅开发周期长、维护难度大更可怕的是失去了高级程序设计语言必需的移植性。所以早期的C语言编译器就采取了一个取巧的办法先用汇编语言编写一个C语言的一个子集的编译器再通过这个子集去递推完成完整的C语言编译器。详细的过程如下先创造一个只有C语言最基本功能的子集记作C0语言C0语言已经足够简单了可以直接用汇编语言编写出C0的编译器。依靠C0已有的功能设计比C0复杂但仍然不完整的C语言的又一个子集C1语言其中C0属于C1C1属于C用C0开发出C1语言的编译器。在C1的基础上设计C语言的又一个子集C2语言C2语言比C1复杂但是仍然不是完整的C语言开发出C2语言的编译器……如此直到CNCN已经足够强大了这时候就足够开发出完整的C语言编译器的实现了。至于这里的N是多少这取决于你的目标语言这里是C语言的复杂程度和程序员的编程能力。简单地说如果到了某个子集阶段可以很方便地利用现有功能实现C语言时那么你就找到N了。下面的图说明了这个抽象过程这张图是不是有点熟悉对了就是在将虚拟机的时候见到过不过这里是CVMCLanguageVirtualMachine每种语言都是在每个虚拟层上可以独立实现编译的并且除了C语言外每一层的输出都将作为下一层的输入最后一层的输出就是应用程序了。这和滚雪球是一个道理。用手汇编语言把一小把雪结合在一起一点点地滚下去就形成了一个大雪球这大概就是所谓的0生11生CC生万物吧那么这种大胆的子集简化的方法是怎么实现的又有什么理论依据呢先介绍一个概念“自编译”Self-Compile也就是对于某些具有明显自举性质的强类型所谓强类型就是程序中的每个变量必学声明类型后才能使用比如C语言相反有些脚本语言则根本没有类型这一说法编程语言可以借助它们的一个有限小子集通过有限次数的递推来实现对它们自身的表述这样的语言有C、Pascal、Ada等等至于为什么可以自编译可以参见清华大学出版社的《编译原理》书中实现了一个Pascal的子集的编译器。总之已经有CS科学家证明了C语言理论上是可以通过上面说的CVM的方法实现完整的编译器的那么实际上是怎样做到简化的呢下面是C99的关键字 //共37个
auto enum restrict unsigned
break extern return void
case float short volatile
char for signed while
const goto sizeof _Bool
continue if static _Complex
default inline struct _Imaginary
do int switch double long typedef
else register union仔细看看其中有很多关键字是为了帮助编译器进行优化的还有一些是用来限定变量、函数的作用域、链接性或者生存周期函数没有的这些在编译器实现的早期根本不必加上于是可以去掉auto,restrict,extern,volatile,const,sizeof,static,inline,register,typedef这样就形成了C的子集C3语言C3语言的关键字如下 //共27个
enum unsigned break return
void case float short char
for signed while goto _Bool
continue if _Complex default
struct _Imaginary do int switch
double long else union再想一想发现C3中其实有很多类型和类型修饰符是没有必要一次性都加上去的比如三种整型只要实现int就行了因此进一步去掉这些关键词它们是unsigned,float,short,char(charisint),signed,_Bool,_Complex,_Imaginary,long这样就形成了我们的C2语言C2语言关键字如下//共18个
enum break return void
case for while goto continue
if default struct do int
switch double else union继续思考即使是只有18个关键字的C2语言依然有很多高级的地方比如基于基本数据类型的复合数据结构另外我们的关键字表中是没有写运算符的在C语言中的复合赋值运算符-运算符等的--等过于灵活的表达方式此时也可以完全删除掉因此可以去掉的关键字有enum,struct,union这样我们可以得到C1语言的关键字 break return void case for while
goto continue if default do int
switch double else
//共15个接近完美了不过最后一步手笔自然要大一点。这个时候数组和指针也要去掉了另外C1语言其实仍然有很大的冗杂度比如控制循环和分支的都有多种表述方法其实都可简化成一种具体的来说循环语句有while循环do...while循环和for循环只需要保留while循环就够了分支语句又有if...{},if...{}...else,if...{}...elseif...,switch这四种形式它们都可以通过两个以上的if...{}来实现因此只需要保留if,...{}就够了。可是再一想所谓的分支和循环不过是条件跳转语句罢了函数调用语句也不过是一个压栈和跳转语句罢了因此只需要goto未限制的goto。因此大胆去掉所有结构化关键字连函数也没有得到的C0语言关键字如下 //共5个
break voidgoto int double1.2.这已经是简约的极致了。只有5个关键字已经完全可以用汇编语言快速的实现了。通过逆向分析我们还原了第一个C语言编译器的编写过程也感受到了前辈科学家们的智慧和勤劳我们都不过是巨人肩膀上的灰尘罢了0生11生CC生万物实在巧妙任何一种语言的第一个编译器肯定是使用其他语言写出来的。那就有一个问题了第一种语言的第一个编译器是怎么来的呢哈哈 END*声明本文于网络整理版权归原作者所有如来源信息有误或侵犯权益请联系我们删除或授权事宜。戳“阅读原文”我们一起进步
