编译原理

编译器（Compiler）是把高级语言翻译成机器语言的"翻译官"——从源码到可执行文件，经历了词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成、优化、目标代码生成等一系列阶段

词法分析（Lexical Analysis）是编译的第一个阶段——把源代码的字符流切分成"单词"（Token），交给语法分析器使用

有限自动机（Finite Automaton）是正则表达式的"执行引擎"——它用状态和转移来描述字符串的匹配过程，是词法分析器的理论基础

语法分析（Syntax Analysis / Parsing）是编译的第二阶段——把 Token 序列组织成语法树，检查程序的结构是否符合语言的语法规则

LL 解析器从开始符号出发，从左到右扫描输入，进行最左推导——它"预测"每一步应该用哪个产生式，实现简单、错误信息友好

LR 解析器从输入的 Token 序列出发，逐步归约到开始符号——它能处理的文法种类比 LL 更多，是 Yacc/Bison 等解析器生成器使用的方法

抽象语法树（Abstract Syntax Tree, AST）是语法分析的核心输出——它去掉了括号、分号等语法细节，只保留程序的"骨架结构"

语义分析（Semantic Analysis）检查程序的"逻辑合理性"——类型检查、变量是否声明、函数参数是否匹配。符号表（Symbol Table）记录每个标识符的属性信息

类型检查（Type Checking）确保程序中的每个表达式类型一致——整数不能当函数用，字符串不能做除法。类型推导（Type Inference）则能自动推断类型，你不用写 int x = 1 中的 int

中间表示（Intermediate Representation, IR）是编译器前端的输出和后端的输入——它比 AST 更接近机器码，但又独立于具体架构，是"优化"的主战场

代码生成（Code Generation）是编译器的"后端"——把平台无关的 IR 翻译成目标 CPU（x86、ARM、RISC-V）的机器指令。指令选择和寄存器分配是两大核心任务

寄存器分配（Register Allocation）决定哪些变量存寄存器、哪些"溢出"到内存——图着色是最经典的算法，把寄存器分配转化为给"干扰图"着色的问题

编译器优化（Optimization）在不解变程序语义的前提下改进代码——常量折叠、死代码消除、公共子表达式消除等"基本优化"是所有优化的基础

程序 90% 的执行时间花在 10% 的代码上——而循环通常是那 10%。循环优化通过变换循环结构，大幅减少指令执行次数，是最有效的编译器优化之一

指令调度（Instruction Scheduling）在不改变程序语义的前提下重排指令顺序——让 CPU 流水线更顺畅、缓存更友好、利用指令级并行（ILP）提升性能

JIT（Just-In-Time Compilation）在程序运行时把热点代码编译成机器码——结合了解释器的灵活性和编译器的性能。Java JVM、V8（JavaScript）、LuaJIT 都使用 JIT