Compiler construction 单过程和多过程编译器之间的区别？

我看过很多关于一次编译和多次编译的帖子，但我似乎没有抓住要点

• 什么是一次编译

• 什么是多通道编译器

• 它们之间的主要区别是什么

• 有人能用一种非常简单的语言来说明它们之间的区别吗

术语“多重传递”的起源来自计算机内存大大减少的时代。编译器需要大量内存，而在小型内存机器中，这很难管理

因此，最初的想法是在多个过程中运行编译器。第一个过程读取源代码，并执行基本任务，如语法检查，可能构建符号表，然后将结果写入磁盘文件以进行第二个过程。每个连续的过程N将读取前一个过程的结果，并更改程序表示以使其越来越接近机器代码，并写出其结果以供过程N+1读取。重复此过程，直到最后一个过程生成最终代码。许多编译器只需几次（“多次”）就可以完成编译；有一些著名的编译器在非常旧的机器上构建了几十个过程

（同样的概念也适用于所谓的“双过程汇编程序”：第一过程读取汇编程序源代码，进行语法检查，找出标签符号应使用的位置值；第二过程使用第一过程中分配的符号位置知识生成目标代码）

内存现在变大了，将每个非常大的程序的源代码读入内存，让编译器在单个进程的内存中完成所有工作，并编写目标代码，这是非常实用的。你仍然可以在链接器的概念中看到一些类似的残余；它们将多个对象模块（“第一个过程”）粘合到一个二进制文件中

若您从内部查看编译器，它们会分阶段运行。典型的阶段可能是：

*  Parse and syntax check
*  Build symbol tables
*  Perform semantic sanity check
*  Determine control flow
*  Determine data flow
*  Generate some "intermediate" language (representing abstract instructions)
*  Optimize the intermediate language
*  Generate machine code from the optimized language

一个特定的编译器在各个阶段所做的工作因编译器而异。这些步骤中的每一步都使程序表示更接近最终机器代码。N-pass编译器会将这些步骤中的一个或多个捆绑到单个过程中

回到现在，我们有很多记忆；现代编译器不需要将中间结果写入磁盘文件，因此所有这些阶段都发生在单个进程的内存中。您，编译器用户，看不到它们。因此，你可以将现代编译器称为“一次通过”这个词的原始含义。由于现在没人在意，这个短语就被废弃了

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无论如何，编译器在内部通常仍然是多阶段的。（有些编译器在一个阶段内完成所有这些步骤；通常情况下，它们无法进行大量的优化）。

多过程编译器是将编译分为多个过程的编译器，其中每个过程都将继续执行前一个过程的结果。这些过程可能包括解析、类型检查、中间代码生成、各种优化过程以及最终的代码生成。例如，解析器可以创建一个解析树，然后类型检查器将检查类型错误，中间代码生成器可以将其转换为某种形式的中间代码。然后，每个优化过程都将采用当前的中间代码，并将其转换为更优化的形式。最后，代码生成过程将获取优化的中间代码并从中生成目标代码

在单过程编译器中，所有步骤都发生在一个过程中。因此，它读取一些源代码，对其进行分析、类型检查、优化并为其生成代码，然后才转到下一位代码

单通道编译器消耗更少的内存（因为它们不会将整个AST和/或中间代码保存在内存中），并且通常运行得更快

有些语言，如C语言，被设计成可以在一个过程中编译，但其他语言则不是。例如，C中的函数需要在首次使用之前声明，因此编译器在读取函数调用之前已经看到了函数的类型签名。然后，它可以使用该信息进行类型检查。在更现代的语言中，比如Java或C#，函数可以在定义之前被调用（并且前向声明不存在）。这样的语言不能一次编译完成，因为类型检查器在遇到函数调用时可能对函数的签名一无所知，这使得在没有首先处理整个文件的情况下无法对程序进行类型检查

此外，多过程编译器可以使用更多种类的优化，因此即使对于可以在一个过程中编译的语言，现代编译器也通常使用多个过程

编译器中的过程只不过是贯穿整个程序 从上到下一次

。通常一个过程包括几个阶段。通常一个过程就足以完成词法和语法分析。也就是说，通过对整个程序进行一次检查，我们可以检查语句的语法是否正确。然后语法分析的输出是一个抽象语法树，它只不过是以树的形式出现的源代码（浓缩）。语义分析器必须通过AST来完成它的工作，并在那里有效地再次遍历整个程序。 也就是说，要完成语义分析，需要两个过程（如果需要显式AST）

• 单通道编译器是只通过每个编译单元的源代码一次的编译器。多程编译器是一种编译器，它多次处理程序的源代码或抽象语法树

• 单通道编译器比多通道编译器更快

• 一传