1.引言
最近華為餘承東先生宣佈有關方舟編譯器的消息，使人們對華為後續推出的手機產品性能充滿期待。方舟編譯器擯棄了安卓虛擬機的邊解釋邊執行的機制，對自己的底層硬件使用更具針對性的方舟編譯器，可以大大提高其運行速度，革命性地改善手機使用的流暢度。這是國人第一次看到有國產的編譯器。
2.為什麼需要編譯器？
我們用手機打開計算器，輸入 1+2*3 然後按住一個等號，結果就出來了：7，那為什麼計算器就能計算結果呢？這裡其實是有一個步驟：
（1）開發人員用C寫了一個計算器程序，並編譯為 cal.exe，你運行的計算器其實打開的是這個程序。
（2）cal.exe是用高級語言c編寫。下面實現了一個簡單的加法偽代碼：
public int Add(int a, int b)
{
int c=a+b;
return c;
}
但是，計算機並不能直接執行上面的程序，計算機只認識1010二進制數字，所以，需要編譯器把上面程序編譯為彙編語言：
Start Program
Segment Assume
CS:Program
Start:Mov AL,01H
Mov BL,02H
Add AL,BL
Program Ends
End Start
好傢伙，實現一個簡單的1+2，彙編語言都要寫很長，而且還要了解計算機內存，寄存機佈局，這對開發人員而言，簡直是噩夢。
而且，還有更麻煩的，不同硬件廠商，製造的硬件接口並不完全一樣，這意味著你為IBM寫的程序，在Intel機器上運行不了。也正是彙編語言太難，所以人們都不想學。
在上面彙編裡，核心就三句話,見註釋：
Start:Mov AL,01H //把1放到AL寄存器裡，H表示16進制
Mov BL,02H //把2放到BL寄存器裡，
Add AL,BL //然後把AL，BL寄存器相加，並把結果放到AL裡
從上面可以看到，彙編語言太難學了，所以，需要現在人們都學高級語言，例如Java，c#, php等等，但是不論哪種高級語言，最終都要編譯為計算機可以識別的機器語言（也就是101010）。
這個將上面高級語言編譯為機器語言的工作，就是由編譯器完成的。
我們拼命苦讀的編程語言，諸如C語言、C++是貝爾實驗室推出的，Java是Sun公司推出的編程語言。Go語言是谷歌設計的，而ASP,PHP等等都是美國人發明的，可以說，目前計算機編程語言，95%都是美國人發明的。
正是因為編譯器太難，國內就算是阿里，騰訊都不敢做。但是，編譯器又太重要，因此，華為是第一個敢想敢做的人。
3.編譯器是如何工作的？
編譯器最基本的就是代表語義分析。我們看一下下面一個簡單的計算式：
表達式: 1+3*(4-1)+2
如果是“人”你會怎麼計算？
首先，我們會考慮運算符的優先級：括號優先級最高，所以先算 4-1=3
其次，乘除優先級比加減高。如果有乘除，按照從左到右運算，所以 3*3=9
再次，加減運算，也是從左到右： 1+9=10
最後，再運算右邊的加法：10+2=12
因此，最終我們得到結果：12
編譯器的原理和這個類似：拿到這個表達式，他會先掃描一下 1+3*(4-1)+2，然後，把運算符提取出來，並按照從右到左構造好語法樹，然後把數字填充進去
這裡只是簡單的表達式，相對簡單，如果遇到複雜的代碼，編譯器要能正確理解代碼的本意，例如
while (b != 0)
{
if a > b
a = a-b
else
b = b-a
}
return a
此時語法樹如下，複雜度急劇上升。
是不是看著頭暈？
所以，個人感覺，會寫編譯器的人，都是天才。
4.如何學習計算機編譯
在大學計算機課程裡，有專門的《編譯原理》課程，不過，本站站長頭條是“數學之聲”，所以，我們還是談數學為主。
在大學裡，有一門課程《離散數學》他是編譯器原理的數學基礎。該課程包括了集合論，數論，圖論等。 離散數學有一個有名悖論：
理髮師悖論：1919年，羅素把他提出的集合論悖論通俗化如下：薩魏爾村有一位理髮師，他給自己訂下一條規則：他只給村子裡自己不給自己刮鬍子的人刮鬍子。請問他該不該給自己刮鬍子？
離散數學主要研究的是邏輯運算，例如：經典的三段論
所有的人都要死的
蘇格拉底是人
所以，蘇格拉底是要死的
根據常識，上面這個推理是正確的，如果用P,Q,R表示上面的條件，則可以寫成
P,Q=>R
但是，如果作為數學題，則上面題目是錯的，因為，他要求條件必須是原子命題。在如下的例子
如果離散數學學好了，再學習編譯原理就簡單一些，因為，你學會了語義分析。
so easy~
閱讀更多 數學之聲 的文章
