中间语言

中间语言设计目的

中间语言（IR, Intermediate Representation）是编译器前端和后端之间的桥梁：

• 便于生成目标代码：IR 接近机器指令格式，简化后端翻译
• 便于优化：IR 保留程序结构和数据流信息
• 便于移植：前端生成统一 IR，后端适配不同目标机

中间语言分类

中间语言
├── 逆波兰式（后缀式）：无括号，栈式求值
├── N元式
│   ├── 三元式：结果用编号引用
│   ├── 间接三元式：间接码表+三元式表
│   └── 四元式：显式结果名
└── 图表示（DAG/语法树）

逆波兰式（后缀式）

运算对象在前，运算符在后，如 $A+B\to AB+$。

• 对机器友好：顺序扫描 + 栈处理

• 无需括号，优先级隐含在顺序中

• 控制流通过 BZ（假跳转）和 BR（无条件跳转）实现

重点 中缀转后缀是考试常见题型。

三元式

格式：(op, arg1, arg2)

• 结果用编号引用（如 (1) 表示第 1 个三元式的结果）
• 缺点：移动顺序时编号需调整

示例：$A+B\times C$

(1) (*, B, C)
(2) (+, A, (1))

间接三元式

• 间接码表 + 三元式表
• 间接码表指向三元式表
• 便于优化（共享相同子表达式）

四元式

格式：(op, arg1, arg2, result)

• 结果显式命名，便于优化
• 编译器常用形式

示例：$A+B\times C$

(*, B, C, T1)
(+, A, T1, T2)

中缀 → 后缀转换算法（双栈法 + 优先级）

使用运算符栈和输出队列：

1. 操作数 → 直接输出
2. 左括号 → 入栈
3. 右括号 → 弹出至左括号，输出
4. 运算符 → 弹出优先级 $\ge$ 当前运算符者，再入栈
5. 扫描结束 → 弹出栈中所有运算符

优先级：* / > + -

重点 中缀转后缀完整过程必须掌握。

示例：$A+B\times C+(D+E)\times F$

当前符号	输出	运算符栈
$A$	$A$
$+$	$A$	$+$
$B$	$AB$	$+$
$\times$	$AB$	$+\times$
$C$	$ABC$	$+\times$
$+$	$ABC\times +$	$+$
$($	$ABC\times +$	$+($
$D$	$ABC\times +D$	$+($
$+$	$ABC\times +D$	$+($ +
$E$	$ABC\times +DE$	$+($ +
$)$	$ABC\times +DE+$	$+$
$\times$	$ABC\times +DE+$	$+\times$
$F$	$ABC\times +DE+F$	$+\times$
结束	$ABC\times +DE+F\times +$