簡単なコンパイラを書いてみよう。そして、実際のCコンパイラの ソースを読みながらC言語を理解する。Pentinum、PowerPC などの コードを出力するコンパイラをかけるようになろう。(ここまで は簡単) そして、世界最高速のコンパイラを作ろう。(もちろん、 これは難しい)
いろいろな動作や仕様を記述する言語を作る。その言語に従った動作を 実現するのがインタプリタである。Websterには、
inerret \in-'ter-pret, -pet\ vbとある。日本語では翻訳系などと呼ぶ人もいる。要するに、プログラム言語を 実行するシステムがインタプリタである。
1: to explain or tell the meaning of: present in understandable terms
例えば、メモりに格納されているRS6000の機械語を実行するのはRISC CPU だが、この場合はRISC CPUがインタプリタに相当する。このRISC CPUは、 簡単に言えば、以下のようなことを電子回路によって行っている。
簡単な言語ならば、構文解析と同時に実行することができる。しか し、同じインタプリタでも機械語の方が簡単に実行できるし、電子回 路として実装できるので高速になる。また、プログラムは普通は ループなどで同 じ所を何回も実行するので、その度に、同じ文を解析するのは効率 が悪い。
したがって、字句解析、構文解析を前もって行って、より実行が簡 単な言語に変換するのが一般的である。現在ではどんなインタプリ タでも、一度、内部コードに変換して実行している。内部コードを 小さくするには1 byteを単位にするコード(byte code)を使うこと も多い。しかし、CPUにより実行する場合は1 word(4 byte)を単位 にするのが普通である。
このようなプログラムを別な言語に変換するシステムをコンパイラ と呼ぶ。コンパイルとは編集するという意味である。
コンパイラは字句解析、構文解析に関してはインタプリタと同じだ が、実行する代わりに、別な言語を生成する。生成自身は難しくな い。難しいのは、特定の実行アーキテクチャを想定して、もっとも 速く実行できるようなコードを生成することである。
コンパイラが生成する言語は、機械語やバイトコードである必要は ない。他の高級言語でも良い。実際、C言語がこれだけ広まってい るので、C言語を生成するコンパイラ言語が多数ある。例えば、
構文解析や字句解析は、言語を簡単にすることによって、可能な限り さぼることができる。例えば、PostScript は後置記法 (Post fix notation) というのを使って構文解析を簡単にして、printer内部 での実行を高速化している。LISPやforth、APL、BASICなども同じ 発想で作られている。このような言語は、プログラム自身でプログ ラムを取り扱うのに向いており、その言語自身のコンパイラを書く のにもっとも適している。実際、インタプリタがあれば、構文解析 や字句解析が既に存在しているので、コード生成のみが問題となる。 Cなどの複雑な構文を持つ言語は、その点は最悪である。しかし、 だからコンパイラを記述には面白いともいえる。
バイトコード/中間言語を用いる実行は、一つ一つの命令に複雑な 機能を割り当てることができる。この複雑な機能を実現すること自 身は難しくない。しかし、もし、その機能を機械語に落すとなると、 それは簡単ではない。実際には、その機能を実現するライブラリを 併用して実現することになる。高機能な言語のコンパイラを作る時 には、この実行時ライブラリ(Runtime Library)の実現とその最適 化が一番難しい。
Cなどは、言語の機能が機械語に対応しているので、コード生成は 容易である。しかし、それを読みやすい形にしていることが構文解 析を複雑にしている。
コンパイラを作る時には、さまざまな方法がある。
このような状況を記述する記法がある。
その言語自身が、その言語を実現するのに、どれくらい使われてい るかは、その言語を評価する一つの基準である。他の言語に依存す る度合いが大きい言語は、優れているとはいいがたい。