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解释程序

解释程序是一种语言处理程序,在词法、语法和语义分析方面与编译程序的工作原理基本相同,但在运行用户程序时,它直接执行源程序或源程序的内部形式(中间代码)。因此,解释程序并不产生目标程序,这是它和编译程序的主要区别。

解释程序由一个总控程序和若干个执行子程序组成。解释程序的工作过程如下:首先,由总控程序执行初始准备工作,置工作初态;然后,从源程序中取一个语句S,并进行语法检查。如果语法有错,则输出错误信息;否则,根据所确定的语句类型转去执行相应的执行子程序。返回后检查解释工作是否完成,如果未完成,则继续解释下一语句;否则,进行必要的善后处理工作。

解释程序的一般结构可以分为解释模块和运行模块两个主要模块。前者的职能是按源程序动态执行顺序逐个输入语句,并对单个语句进行分析和解释,包括语法和语义的正确性检验、生成等价的中间代码或机器语言代码,以及错误信息提供等处理。后者的职能是运行语句的翻译代码,并输出中间结果或最终结果。由于解释程序的设计思想不同,运行模块的执行方式也不同。一种方法是解释模块直接生成源程序语句等价的机器语言代码;通常一个语句生成多条机器指令的代码段。运行模块负责控制这段代码的执行并处理中间结果(保存或输出)。另一种方法是,解释模块生成语句等价的中间代码(但不是机器语言代码),如程序调用及其参数形式。运行模块负责选择相应功能部分并控制中间代码的执行,并处理相关运行结果。 [2]

解释程序与编译程序的主要区别是解释程序不产生目标代码,它逐条地取出源程序中的语句,边解释,边执行。实现解释程序可以分为两遍扫描完成;

第一遍读入源程序,由扫描器和部分语法分析器完成,其主要工作是:

对源程序进行词法检查和部分语法检查;

把源程序字符串转化为内部形式的源程序(单词符号串);

建立各种符号表,为解释执行阶段做准备。

第二遍解释执行,由解释执行程序完成,其主要工作是:

使用第一阶段形成的符号表对内部源程序逐条解释执行;

在解释执行过程中,进行全部语法检查。 [3]

解释程序的工作过程如下:

①由总控程序完成初始化工作。

②依次从源程序中取出一条语句进行语法检查,如有错,输出错误信息;如果通过了语法检查,则根据语句翻泽成相应的指令并执行它。

③检查源程序是否已经全部解释执行完毕,如果未完成则继续解释并执行下一条语句,直到全部语句都处理完毕。 [4]

解释程序的工作方式非常适于人通过终端设备与计算机会话,如在终端上打一条命令或语句,解释程序就立即将此语句解释成一条或几条指令并提交硬件立即执行且将执行结果反映到终端,从终端把命令打入后,就能立即得到计算结果。

这的确是很方便的,很适合于一些小型机的计算问题。但解释程序执行速度很慢,例如源程序中出现循环,则解释程序也重复地解释并提交执行这一组语句,这就造成很大浪费。

对源程序边解释翻译成机器代码边执行的高级语言程序。所以,解释程序的功能是:解释执行高级语言程序。由于它的方便性和交互性较好,早期一些高级语言采用这种方式,如BASIC、dBASE。但它的弱点是运行效率低,程序的运行依赖于开发环境,不能直接在操作系统下运行。

解释程序的突出优点是可简单地实现,且易于在解释执行过程中灵活、方便地插入修改和调试措施,但最大缺点是执行效率很低。例如,需要多次重复执行的语句,采用编译程序时只需要翻译一次;但在解释程序中却需要重复翻译,重复执行。

根据这些特点,解释程序适用于如下场合:

有些语言中的大多数语句,如字符串加工语言中的字符串查找语句和加工语句,其执行时间比翻译时间长得多。对于这种语言,采用生成性方案,效果甚微,而采用解释性方案则易于实现。

为了便于用户调试和修改程序,又能保证程序高效运行,很多程序设计语言配置两个加工系统,一个用于调试,一个用于有效地运行。调试用的系统一般用解释程序实现,以便及时监视运行情况、动态地输出调试信息和灵活地修改错误。

交互式会话语言(如BASIC,APL),要为用户提供并行、交错编写、执行、调试和修改源程序的功能。采用解释程序易于实现这些功能。

随着超大规模集成电路的迅速发展,不少人提出用微程序设计方法实现高级程序设计语言解释程序的想法,随之出现了如 “FORTRAN机”之类的高级语言机器的概念。


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