大家都知道計(jì)算機(jī)只能處理和識(shí)別二進(jìn)制指令，而我們利用各種高級(jí)編程語(yǔ)言所編寫(xiě)的程序，要經(jīng)過(guò)一些列的處理步驟，最終轉(zhuǎn)變?yōu)?a target="_blank">匯編指令，再最后轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)器指令。

以上這些轉(zhuǎn)變是如何發(fā)生的就屬于大名鼎鼎的“編譯原理”所研究的范疇，作為計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生，它的重要性毫無(wú)質(zhì)疑，自然也是必修課。而我們幾年所要給大家講的是高級(jí)編程語(yǔ)言到匯編語(yǔ)言這一轉(zhuǎn)變的過(guò)程，后面就以C語(yǔ)言為例。

怎么樣，計(jì)科專業(yè)的學(xué)生或者學(xué)過(guò)編譯原理的看到上面幾本書(shū)熟悉嗎？這幾本書(shū)差不多是大多數(shù)高校編譯原理課程的教材了。言歸正傳，我們今天討論的是C如何轉(zhuǎn)換成匯編語(yǔ)言，在講之前先給大家簡(jiǎn)要介紹下匯編語(yǔ)言：

匯編語(yǔ)言（assembly language）是一種用于電子計(jì)算機(jī)、微處理器、微控制器或其他可編程器件的低級(jí)語(yǔ)言，亦稱為符號(hào)語(yǔ)言。在匯編語(yǔ)言中，用助記符（Mnemonics）代替機(jī)器指令的操作碼，用地址符號(hào)（Symbol）或標(biāo)號(hào)（Label）代替指令或操作數(shù)的地址。在不同的設(shè)備中，匯編語(yǔ)言對(duì)應(yīng)著不同的機(jī)器語(yǔ)言指令集，通過(guò)匯編過(guò)程轉(zhuǎn)換成機(jī)器指令。普遍地說(shuō)，特定的匯編語(yǔ)言和特定的機(jī)器語(yǔ)言指令集是一一對(duì)應(yīng)的,不同平臺(tái)之間不可直接移植。

匯編語(yǔ)言的主要特點(diǎn)

（1）匯編語(yǔ)言是直接面向處理器（Processor）的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。

（2）匯編語(yǔ)言的另一個(gè)特點(diǎn)就是它所操作的對(duì)象不是具體的數(shù)據(jù),而是寄存器或者存儲(chǔ)器，也就是說(shuō)它是直接和寄存器和存儲(chǔ)器打交道，這也是為什么匯編語(yǔ)言的執(zhí)行速度要比其它語(yǔ)言快，但同時(shí)這也使編程更加復(fù)雜，因?yàn)榧热粩?shù)據(jù)是存放在寄存器或存儲(chǔ)器中，那么必然就存在著尋址方式，也就是用什么方法找到所需要的數(shù)據(jù)。

（3）再者，匯編語(yǔ)言指令是機(jī)器指令的一種符號(hào)表示，而不同類型的CPU 有不同的機(jī)器指令系統(tǒng)，也就有不同的匯編語(yǔ)言,所以，匯編語(yǔ)言程序與機(jī)器有著密切的關(guān)系。

簡(jiǎn)單了解了匯編語(yǔ)言，那么根據(jù)編譯原理C語(yǔ)言是怎么轉(zhuǎn)換成匯編語(yǔ)言的呢？總共可分以下6個(gè)步驟：

1. 預(yù)處理 -> 2.詞法分析 -> 3.語(yǔ)法分析 -> 4.語(yǔ)義分析 -> 5.優(yōu)化 -> 6.鏈接

1. 預(yù)處理：負(fù)責(zé)執(zhí)行C語(yǔ)言中的#include, #if, #else 等預(yù)處理指令。注意，這里是去執(zhí)行這些預(yù)處理指令。這些預(yù)處理指令的作用是根據(jù)你的系統(tǒng)環(huán)境配湊出最終版的源代碼。

2. 詞法分析：把你定義的函數(shù)名、變量名、預(yù)留的關(guān)鍵字等抽象化，用一個(gè)符號(hào)來(lái)代替，方便編譯程序處理。例如上圖中的main, return, printf等單詞，都被看作一個(gè)符號(hào)，轉(zhuǎn)換成M, R, P。在這個(gè)過(guò)程中，會(huì)檢查你的變量名、函數(shù)名名稱是否正確。

3. 語(yǔ)法分析：經(jīng)過(guò)詞法分析處理之后，程序代碼已經(jīng)變成一堆符號(hào)了，例如 I S T F ... M I R P（放心，人已經(jīng)不認(rèn)識(shí)了，但是計(jì)算機(jī)能認(rèn)識(shí)）。這時(shí)的符號(hào)是打散的，語(yǔ)法分析負(fù)責(zé)把這些符號(hào)按照一定的結(jié)構(gòu)組織起來(lái)，形成一個(gè)抽象語(yǔ)法樹(shù)（這個(gè)結(jié)構(gòu)跟你寫(xiě)的程序代碼的結(jié)構(gòu)是對(duì)應(yīng)起來(lái)的）。

4. 語(yǔ)義分析：當(dāng)構(gòu)造出這樣一個(gè)樹(shù)的結(jié)構(gòu)之后，編譯就就會(huì)檢查語(yǔ)法是否正確，并且去掃描這棵樹(shù)。根據(jù)這棵樹(shù)的結(jié)構(gòu)，生成中間指令了。這個(gè)中間指令已經(jīng)非常接近匯編。中間指令跟匯編還是有區(qū)別的，因?yàn)椴煌瑥S家的CPU指令有所不同，所以還要根據(jù)不同廠家的CPU指令集，把這個(gè)中間指令轉(zhuǎn)換成匯編。

5. 優(yōu)化：因?yàn)?a target="_blank">程序員有時(shí)代碼寫(xiě)的不太好，會(huì)導(dǎo)致一些多余的操作，或者效率低的指令。優(yōu)化過(guò)程可以找出這些毛病，自動(dòng)替換成更好的指令。

6. 鏈接：以上過(guò)程只編譯了一個(gè)模塊，一個(gè)大型程序往往包好多個(gè)模塊。最后的鏈接過(guò)程負(fù)責(zé)把所有模塊組裝起來(lái)，構(gòu)造出最后可以執(zhí)行的程序。