C語言編譯全過程深度剖析：預處理→編譯→匯編→連結

四大階段概覽

1. 預處理：展開巨集、包含檔案、條件編譯 → .i
2. 編譯：詞法/語法/語義分析、優化 → 匯編碼 .s
3. 匯編：匯編碼 → 機器碼目標檔 .o
4. 連結：合併多目標檔與函式庫 → 可執行檔

編譯器前端五步驟（以 array[index] = (index+4)*(2+6); 為例）

1. 詞法分析

掃描器（Scanner）將字元流切分為 Token：

工具：lex / flex。

2. 語法分析

語法分析器依上下文無關文法建構語法樹（Syntax Tree），節點為運算式。錯誤如括號不匹配、缺運算元即在此報出。工具：yacc / bison。

3. 語義分析

為樹節點標註型別、檢查型別相容、隱性轉換。僅處理靜態語義（編譯期可決），動態語義（如除零）屬執行期。

4. 中間代碼生成與優化

將語法樹線性化為中間碼（三地址碼、P-code），便於優化。例：(2+6) 常數摺疊為 8。

5. 目標代碼生成與優化

後端依目標架構（x86、ARM…）產生機器指令，進行指令選擇、暫存器分配、窺孔優化（如位移代替乘法）。

連結器的角色

解決跨模組符號引用（extern 變數/函式），確定最終位址，產出可執行檔（ELF/PE/Mach-O）。

參考資源

《程式設計師的自我修養——鏈接、裝載與庫》第 41-48 頁。

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