第七章编译程序7.1编译程序考虑的因素编译程序设计时，除了需用到前介绍的分析技术和制导翻译技术外，还要考虑如何从源程序数据空间映射到具体物理存储空间，也就是运行时的数据表示。在运行时如何组织或存放数据、在源程序中同名标识符是怎样描述不同的对象、运行时的程序控制权是如何转移和参数是如何传递的以及如何生成质量较高的目标代码都是编译程序设计者需考虑的问题。7.1.1数据类型类型的合法性检查是判断数据的类型是否与上下文的要求相一致，例如Pascal的运算符‘+’不能作用在字符型数据上，而C语言的‘+’却能作用在字符型数据上。在数据类型上定义的各种运算通常包括赋值和一系列类型转换规则，这些规则保证了作用在数据对象上的某个运算符顺便通过由编译程序的类型的合法性检查，并实现其合法的算和赋值。因此，给出定义：定义7.1数据类型是对该类型数据（变量或常量）的取值是否合法以及对该类型据的运算是否合法的一种说明。实现和完成数据类型的合法性检查，它包括以下任务：(1)检查运算符作用在运算对象上的合法性，这一合法性保证了该运算能产生正确的运算结果。(2)根据程序设计语言运算符的类型转换规则，将一种类型数据转换成另一种数据类型。(3)能够使用相应的目标机器指令实现这种在上述类型上定义的运算。例:设有Pascal程序段vara,b:integer;x:real;beginread(a);b:=10;x:=amodb;a:=a-x*10end;对于读语句read(a)和赋值语句b:=10都满足简单的类型检查。在赋值语句x:=amodb中虽然amodb的结果是整型的，但仍能满足将amodb的结果赋给实型变量x。这是因为在Pascal中定义了将整型转换成实型的转换规则，因而编译程序需生成将amodb的结果转换成实型的指令代码。而对于语句a:=a-x*10，虽然通过Pascal定义的类型规则可以将a转换成实型，求出a-x*10的结果类型为实型，但Pascal不允许将实型赋给整型，则出错。例:设有C语言程序段{inta,b;realx;scanf(“%d”,&a);b=10;x:=a/b;a:=a-x*10;}可以看出，上述二个程序段期望完成的功能是一样的，但前者不能通过编译，而后者能顺利通过编译的类型检查，这是因为C语言中赋值语句a:=a-x*10中也包含了强制将实型转换成整型。根据语言的类型定义方式，可以将类型分为基本类型和构造类型，基本类型是指系统已定义的数据类型，如C语言中的整型、浮点型（实型）、字符型。构造类型的指通过基本类型或已定义的类型构造出的新的数据类型，如Pascal中的数组、记录和集合。引进了构造类型后，类型的合法性检查变得复杂。其检查方法有二大类，一类是名字等价，另一类是结构等价。所谓名字等价也就是如果二个类型是等价的，当且仅当二个类型的名字或与类型名字的别名是等价的。例:设有Pascal程序段typeint=integer;vara:integer;b:integer;c:int;……a和b是同一类型名integer故它们是等价的；虽然a和c的类型名不同，但是int是integer的一种别名，故a和c的类型还是等价的。所谓结构等价也就是如果二个类型是等价的，当且仅当二个类型具有相同的类型表达式。定义7.2类型表达式是递归定义的:(1)类型表达式是基本数据类型(2)类型表达式是由数组、记录、集合、指针、函数等作用在类型表达式上的类型。检查类型的名字等价相对简单，只要为定义的类型名建立一张符号表，通过查表就可以判定二个类型是否名字等价。虽然，对于类型的等价的直观概念是结构等价，但结构等价检查的实现方法稍复杂。需为每个类型建立表示类型的结构树或无环有向图，如图为类型。recordname:array[1..20]ofchar;age:integerend;的树结构表示。其中，array中的integer表示下标的类型对于如说明链表或树的数据结构的定义时，需递归定义。因此递归定义的类型图为无环有向图。图为类型typelink=↑node;node=recordname:array[1..20]ofchar;next:linkend;的无环有向图。检查二个类型是结构等价，只要二个类型结构树或无环有向图相等即可。检查类型等价也分成静态检查和动态检查。由编译程序能完成的类型检查叫做静态类型检查；由目标程序运行时所作的类型检查就称为动态类型检查。一般地，如果要在生成的目标代码中完成类型检查，则目标代中不但要保存数据的值，而且还保存该数据的类型，则可完工成相应的动态类型检查。因算法语言的类型检查多数是静态的类型检查，在这里仅介绍了静态的类型检查。7.1.2数据