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翻译阶段

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C 源文件被编译器处理,如同以下阶段按顺序执行。实际实现可以组合这些操作或以不同的方式处理它们,只要行为相同。

目录

[编辑] 阶段 1

1) 源代码文件(通常是使用 UTF-8 等多字节编码的文本文件)的各个字节以实现定义的方式映射到源字符集的字符。特别是,操作系统相关的换行符被替换为换行符。
源字符集是一个多字节字符集,它包含基本源字符集作为单字节子集,包括以下 96 个字符
a) 5 个空白字符(空格、水平制表符、垂直制表符、换页符、换行符)
b)'0''9' 的 10 个数字字符
c)'a''z' 和从 'A''Z' 的 52 个字母
d) 29 个标点符号:_ { } [ ] # ( ) < > % : ; . ? * + - / ^ & | ~ ! = , \ " '
2) 三字母序列 被替换为相应的单字符表示形式。(直到 C23)

[编辑] 阶段 2

1) 当反斜杠出现在行尾(紧跟换行符)时,反斜杠和换行符都被删除,将两行物理源代码合并为一行逻辑源代码。这是一个单遍操作:一行以两个反斜杠结尾,后面是一个空行,不会将三行合并为一行。
#include <stdio.h>
 
#define PUTS p\
u\
t\
s
/* Line splicing is in phase 2 while macros
 * are tokenized in phase 3 and expanded in phase 4,
 * so the above is equivalent to #define PUTS puts
 */
 
int main(void)
{
 /* Use line splicing to call puts */ PUT\
S\
("Output ends here\\
0Not printed" /* After line splicing, the remaining backslash
               * escapes the 0, ending the string early.
               */
);
}
2) 如果非空源文件在执行此步骤后没有以换行符结尾(无论是最初没有换行符,还是以反斜杠结尾),则行为未定义。

[编辑] 阶段 3

1) 源文件被分解为注释、空白字符序列(空格、水平制表符、换行符、垂直制表符和换页符)和预处理标记,它们是以下内容
a) 头文件名称:<stdio.h>"myfile.h"
c) 预处理数字,包括整数常量浮点数常量,但也包括一些无效标记,如 1..E+3.foo0JBK
e) 运算符和标点符号,如 +<<=<%##
f) 不属于任何其他类别的单个非空白字符
2) 每个注释都被替换为一个空格字符
3) 换行符保留,非换行空白字符序列是否可以合并为单个空格字符取决于实现。

如果输入已解析为预处理标记直到给定字符,则下一个预处理标记通常被认为是构成预处理标记的最长字符序列,即使这会导致后续分析失败。这通常被称为最大吞噬

int foo = 1;
// int bar = 0xE+foo; // error: invalid preprocessing number 0xE+foo
int bar = 0xE/*Comment expands to a space*/+foo; // OK: 0xE + foo
int baz = 0xE + foo; // OK: 0xE + foo
int pub = bar+++baz; // OK: bar++ + baz
int ham = bar++-++baz; // OK: bar++ - ++baz
// int qux = bar+++++baz; // error: bar++ ++ +baz, not bar++ + ++baz
int qux = bar+++/*Saving comment*/++baz; // OK: bar++ + ++baz

最大吞噬规则的唯一例外是

#define MACRO_1 1
#define MACRO_2 2
#define MACRO_3 3
#define MACRO_EXPR (MACRO_1 <MACRO_2> MACRO_3) // OK: <MACRO_2> is not a header-name

[编辑] 阶段 4

1) 预处理器 被执行。
2) 使用#include 指令引入的每个文件都会递归地经历阶段 1 到阶段 4。
3) 在此阶段结束时,所有预处理器指令都将从源代码中删除。

[编辑] 阶段 5

1) 字符常量字符串字面量 中的所有字符和转义序列源字符集转换为执行字符集(它可以是 UTF-8 等多字节字符集,只要基本源字符集中列出的所有 96 个字符在阶段 1 中都有单字节表示)。如果转义序列指定的字符不是执行字符集的成员,则结果取决于实现,但保证不会是空(宽)字符。

注意:此阶段执行的转换可以在一些实现中通过命令行选项控制:gcc 和 clang 使用 -finput-charset 来指定源字符集的编码,使用 -fexec-charset-fwide-exec-charset 来指定字符串字面量和字符常量中没有编码前缀的(自 C11 起)执行字符集的编码。

[编辑] 阶段 6

相邻的字符串字面量 被连接起来。

[编辑] 阶段 7

编译发生:标记被语法和语义分析并作为翻译单元进行翻译。

[编辑] 阶段 8

链接发生:满足外部引用的翻译单元和库组件被收集到一个程序映像中,其中包含在其执行环境(操作系统)中执行所需的信息。

[编辑] 参考文献

  • C23 标准 (ISO/IEC 9899:2024)
  • 5.1.1.2 翻译阶段 (p: TBD)
  • 5.2.1 字符集 (p: TBD)
  • 6.4 词法元素 (p: TBD)
  • C17 标准 (ISO/IEC 9899:2018)
  • 5.1.1.2 翻译阶段 (p: 9-10)
  • 5.2.1 字符集 (p: 17)
  • 6.4 词法元素 (p: 41-54)
  • C11 标准 (ISO/IEC 9899:2011)
  • 5.1.1.2 翻译阶段 (p: 10-11)
  • 5.2.1 字符集 (p: 22-24)
  • 6.4 词法元素 (p: 57-75)
  • C99 标准 (ISO/IEC 9899:1999)
  • 5.1.1.2 翻译阶段 (p: 9-10)
  • 5.2.1 字符集 (p: 17-19)
  • 6.4 词法元素 (p: 49-66)
  • C89/C90 标准 (ISO/IEC 9899:1990)
  • 2.1.1.2 翻译阶段
  • 2.2.1 字符集
  • 3.1 词法元素

[编辑] 另请参阅

C++ 文档 for 翻译阶段