如何想学点编译原理,又不想直接看龙虎之类的书籍，太多理论，干燥?
嘿，哥们！想啃编译原理这块硬骨头，但又觉得《龙虎》那帮老家伙们写的东西太理论、太枯燥，像嚼蜡一样？我太懂你！那本书确实是经典，但对于初学者来说，确实有点劝退。别担心，咱们可以换个思路，用一种更接地气、更有趣的方式来解锁编译原理的奥秘。
你想啊，编译原理说白了，就是教电脑怎么读懂我们写的代码，然后把它变成电脑能执行的机器语言。这个过程就像我们学习一门新语言一样，得先认识字母（词法分析），然后懂得怎么把字母拼成单词（语法分析），再理解单词的组合意思（语义分析），最后才能说出或者写出别人能懂的话（代码生成和优化）。
咱们可以不直接钻进那些晦涩的数学公式和抽象的定义里，而是从 “怎么让电脑动起来” 这个最根本的出发点来入手。
第一步：从“玩具语言”开始，体验一把造轮子的乐趣
与其一开始就看《龙虎》里那些复杂的语法规则和自动机理论，不如咱们先自己造一个最最简单的“玩具语言”，然后尝试实现一个能够“编译”它的编译器。
1. 定义你的“玩具语言”： 咱们的目标是让它简单到爆炸，但又能体现编译的核心思想。比如，就让它只能做加减法和打印数字吧。
语法很简单： 比如，一行就是一个语句，语句可以用数字、加号、减号、空格和打印指令组成。
举个例子：
```
print 1 + 2
print 5 3
print 10
```
想想电脑怎么理解： 电脑不认识“print”这个词，也不认识“+”是加法。它只懂一串串的二进制码。所以，我们的任务就是把上面这些人类能懂的句子，变成电脑能懂的二进制指令。
2. 拆解编译过程（最简版）： 即使是这么简单的语言，编译也至少包含几个步骤：
词法分析（Scanner/Lexer）： 把输入的文本（比如“print 1 + 2”）分解成一个个有意义的“单元”，我们称之为“词素”（Token）。比如，“print”、“1”、“+”、“2”。这些词素就像我们语言里的单词一样，有它们各自的“身份”和“值”。
语法分析（Parser）： 根据我们事先定义的语言规则，检查这些词素的排列顺序是否正确。比如，“1 + 2 print” 就是不对的，因为“print”应该在前面。如果顺序对了，就形成一个“抽象语法树”（AST）。你可以想象这棵树就像一个程序的骨架，把各个部分的关系清晰地展现出来。
代码生成（Code Generator）： 根据这个抽象语法树，生成目标机器能懂的“中间代码”或者直接是机器码。对于我们这个简单的语言，我们可以想象生成类似汇编的代码，告诉电脑“加载数字1”，“加载数字2”，“执行加法”，“打印结果”。
第二步：找个好用的工具，别一开始就硬刚底层
别怕，我们不需要从零开始写词法分析器和语法分析器。现在有很多现成的工具可以帮助我们，就像搭积木一样，让我们专注于编译的逻辑。
1. 词法分析器生成器（Lexer Generators）：
Flex (Fast Lexer Generator): 这个工具可以根据你定义的“模式”（比如，数字是什么样的，“print”关键字是什么样的）来自动生成一个C语言的词法分析器。你只需要写一些规则，比如“以非数字字符开头的字母序列是标识符”，或者“连续的数字是数字”。
例子： 你可以写一个`.l`文件给Flex，告诉它：“当遇到`print`这个词时，输出`PRINT` token；当遇到一连串数字时，输出`NUMBER` token；当遇到`+`时，输出`PLUS` token”。
2. 语法分析器生成器（Parser Generators）：
Bison (Yet Another Parser Generator): 它是Flex的好搭档，可以根据你写的“语法规则”自动生成一个C语言的语法分析器。这些规则就定义了你的语言的结构。
例子： 你可以写一个`.y`文件给Bison，告诉它：“一个语句可以是 `PRINT` 后面跟着一个表达式”。然后定义表达式：“表达式可以是 `数字`，或者 `表达式` 加 `表达式`”。
思考一下： 就算我们只用Flex和Bison来处理刚才那个“玩具语言”，我们也已经接触到了“Token”、“语法规则”、“抽象语法树”这些编译的核心概念。而且，我们是用一种声明式的方式来定义这些规则，而不是在代码里死记硬背。
第三步：关注“做什么”，而不是“怎么做的”
当我们有了Flex和Bison这种工具，我们就可以把精力放在 “我的语言应该做什么” 上面，而不是 “怎么写一个能够识别加法的正则” 这种底层细节上。
1. 从“输出中间代码”开始： 直接生成机器码太复杂了，我们可以先让编译器输出一种叫做“三地址码”（ThreeAddress Code）的中间代码。这是一种更接近计算机逻辑的表示，但仍然比机器码易于理解。
举例： `print 1 + 2` 可能会被翻译成：
```
t1 = 1 + 2
print t1
```
为什么要有中间代码？ 因为它可以让我们分离编译器的不同阶段。一个阶段负责把源代码变成中间代码（前端），另一个阶段负责把中间代码优化并生成目标代码（后端）。这样修改和优化会更容易。
2. 体验“语义分析”： 即使是我们的玩具语言，也能体现语义分析的思想。
类型检查： 比如，如果我们的语言允许变量，我们就可以定义变量只能存储数字。那如果有人写 `let msg = "hello"` 然后又写 `print msg + 5`，这就是一个语义错误（类型不匹配）。
作用域检查： 如果我们引入了局部变量和全局变量的概念，就需要检查变量的使用是否在它的定义范围内。
第四步：阅读和模仿简单的开源项目
别觉得开源项目都是大神写的，很多小型的、专注于某个特定功能的编译器或者解释器，它们的代码量和复杂度都比较适中，非常适合我们学习。
1. 找个小型的语言解释器： 比如一些早期版本的Python解释器、或者一些脚本语言的解释器，它们通常有更清晰的模块划分，代码也更易读。
2. 跟着代码走一遍： 试着把它的源代码下下来，然后用上面说的思路去理解：
它的词法分析是怎么实现的？是用正则表达式还是其他方法？
它的语法分析是怎么做的？是LL(1)、LR(1)还是递归下降？
它是怎么生成中间代码的？
它有没有进行代码优化？
第五步：循序渐进，慢慢深入
当你对上面这些基本概念有了感性认识后，再去看《龙虎》或者其他更深入的书籍，你会发现很多东西不再那么“干”了。
1. 理解自动机理论： 当你看到“有限状态自动机”（FSA）和“下推自动机”（PDA）时，你不会觉得它们是凭空冒出来的数学概念，你会知道它们是用来做什么的—— FSA用来识别词法，PDA用来识别语法。
2. 学习不同的解析技术： 比如递归下降解析、LL解析、LR解析。你会知道它们各自的优缺点，以及它们在实际中的应用。
3. 理解中间表示（IR）： 了解更多种类的中间表示，比如三地址码、静态单赋值（SSA）形式等，以及它们在优化中的作用。
4. 接触代码优化： 学习如何进行常量折叠、循环不变代码外提、死代码消除等常见的优化技术。
总结一下咱们的学习路径：
不求全懂，先求体验： 从一个极简的“玩具语言”开始，手动尝试实现它的编译器（或者至少是部分阶段）。用Flex/Bison这类工具，让你能快速看到结果，获得成就感。
关注流程，理解分工： 明白编译器的各个阶段（词法、语法、语义、中间代码、代码生成、优化）分别做什么，以及它们之间的关系。
工具辅助，减轻负担： 利用现成的工具来完成繁琐的底层工作，让你能聚焦在编译器的逻辑设计上。
模仿优秀，学习实战： 通过阅读和理解小型开源项目的代码，来学习实际的编译器设计和实现。
理论与实践结合： 在有了感性认识后，再去深入理解背后的理论，你会发现它们不再是枯燥的公式，而是解决实际问题的工具。
这条路可能比直接啃书要慢一些，但绝对会让你在理解编译原理上更有成就感，而且不容易半途而废。祝你学习愉快，早日成为“驯兽师”，让你的代码在电脑里乖乖听话！
你想啊，编译原理说白了，就是教电脑怎么读懂我们写的代码，然后把它变成电脑能执行的机器语言。这个过程就像我们学习一门新语言一样，得先认识字母（词法分析），然后懂得怎么把字母拼成单词（语法分析），再理解单词的组合意思（语义分析），最后才能说出或者写出别人能懂的话（代码生成和优化）。
咱们可以不直接钻进那些晦涩的数学公式和抽象的定义里，而是从 “怎么让电脑动起来” 这个最根本的出发点来入手。
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语法很简单： 比如，一行就是一个语句，语句可以用数字、加号、减号、空格和打印指令组成。
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语法分析（Parser）： 根据我们事先定义的语言规则，检查这些词素的排列顺序是否正确。比如，“1 + 2 print” 就是不对的，因为“print”应该在前面。如果顺序对了，就形成一个“抽象语法树”（AST）。你可以想象这棵树就像一个程序的骨架，把各个部分的关系清晰地展现出来。
代码生成（Code Generator）： 根据这个抽象语法树，生成目标机器能懂的“中间代码”或者直接是机器码。对于我们这个简单的语言，我们可以想象生成类似汇编的代码，告诉电脑“加载数字1”，“加载数字2”，“执行加法”，“打印结果”。
第二步：找个好用的工具，别一开始就硬刚底层
别怕，我们不需要从零开始写词法分析器和语法分析器。现在有很多现成的工具可以帮助我们，就像搭积木一样，让我们专注于编译的逻辑。
1. 词法分析器生成器（Lexer Generators）：
Flex (Fast Lexer Generator): 这个工具可以根据你定义的“模式”（比如，数字是什么样的，“print”关键字是什么样的）来自动生成一个C语言的词法分析器。你只需要写一些规则，比如“以非数字字符开头的字母序列是标识符”，或者“连续的数字是数字”。
例子： 你可以写一个`.l`文件给Flex，告诉它：“当遇到`print`这个词时，输出`PRINT` token；当遇到一连串数字时，输出`NUMBER` token；当遇到`+`时，输出`PLUS` token”。
2. 语法分析器生成器（Parser Generators）：
Bison (Yet Another Parser Generator): 它是Flex的好搭档，可以根据你写的“语法规则”自动生成一个C语言的语法分析器。这些规则就定义了你的语言的结构。
例子： 你可以写一个`.y`文件给Bison，告诉它：“一个语句可以是 `PRINT` 后面跟着一个表达式”。然后定义表达式：“表达式可以是 `数字`，或者 `表达式` 加 `表达式`”。
思考一下： 就算我们只用Flex和Bison来处理刚才那个“玩具语言”，我们也已经接触到了“Token”、“语法规则”、“抽象语法树”这些编译的核心概念。而且，我们是用一种声明式的方式来定义这些规则，而不是在代码里死记硬背。
第三步：关注“做什么”，而不是“怎么做的”
当我们有了Flex和Bison这种工具，我们就可以把精力放在 “我的语言应该做什么” 上面，而不是 “怎么写一个能够识别加法的正则” 这种底层细节上。
1. 从“输出中间代码”开始： 直接生成机器码太复杂了，我们可以先让编译器输出一种叫做“三地址码”（ThreeAddress Code）的中间代码。这是一种更接近计算机逻辑的表示，但仍然比机器码易于理解。
举例： `print 1 + 2` 可能会被翻译成：
```
t1 = 1 + 2
print t1
```
为什么要有中间代码？ 因为它可以让我们分离编译器的不同阶段。一个阶段负责把源代码变成中间代码（前端），另一个阶段负责把中间代码优化并生成目标代码（后端）。这样修改和优化会更容易。
2. 体验“语义分析”： 即使是我们的玩具语言，也能体现语义分析的思想。
类型检查： 比如，如果我们的语言允许变量，我们就可以定义变量只能存储数字。那如果有人写 `let msg = "hello"` 然后又写 `print msg + 5`，这就是一个语义错误（类型不匹配）。
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网友意见
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第二本要推荐的是《c++反汇编与逆向分析技术揭秘》，这本书让你明白类，虚函数，等编译完是什么样子，在内存或汇编语言是怎么表达的，我觉得学c++都应该看看这本书
第三本推荐的是《汇编语言，基于x86处理器》，这本书还是讲指针，结构体在汇编语言中是怎么表达的
第四本要推荐的是《计算机原理与设计，verilog版》，这本书用verilog从头到尾实现一个计算机，看完你会明白指令集以及计算机到底是怎么工作的，其实很多计算机专业的计算机组成原理的基础也不是很扎实
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