¿Qué es un compilador y ejemplos?

Compilador

En informática, un compilador es un programa informático que traduce el código informático escrito en un lenguaje de programación (el lenguaje fuente) a otro lenguaje (el lenguaje de destino). El nombre “compilador” se utiliza principalmente para programas que traducen el código fuente de un lenguaje de programación de alto nivel a un lenguaje de nivel inferior (por ejemplo, lenguaje ensamblador, código objeto o código máquina) para crear un programa ejecutable.[1][2]: p1

Hay muchos tipos diferentes de compiladores que producen resultados en diferentes formas útiles. Un compilador cruzado produce código para una CPU o un sistema operativo diferente al que ejecuta el propio compilador cruzado. Un compilador de arranque suele ser un compilador temporal, utilizado para compilar un compilador más permanente o mejor optimizado para un lenguaje.

Entre el software relacionado se incluye un programa que traduce de un lenguaje de bajo nivel a otro de nivel superior, es decir, un descompilador; un programa que traduce entre lenguajes de alto nivel, suele llamarse compilador fuente a fuente o transpilador. Un reestructurador de lenguaje suele ser un programa que traduce la forma de las expresiones sin cambiar de lenguaje. Un compilador-compilador es un programa que produce un compilador (o parte de él), a menudo de forma genérica y reutilizable para poder producir muchos compiladores diferentes.

Traductor del compilador

Un compilador es un programa que traduce el código fuente legible por el ser humano en código máquina ejecutable por el ordenador. Para hacerlo con éxito, el código legible por el ser humano debe cumplir las reglas sintácticas del lenguaje de programación en el que esté escrito. El compilador es sólo un programa y no puede arreglar tu código por ti. Si comete un error, tiene que corregir la sintaxis o no compilará.

La salida léxica va a la parte del analizador sintáctico del compilador, que utiliza las reglas de la gramática para decidir si la entrada es válida o no. A menos que las variables A y B hayan sido declaradas previamente y estén en el ámbito, el compilador podría decir:

Algunos lenguajes de programación están escritos para que un compilador pueda leer el código fuente una sola vez y generar el código máquina. Pascal es uno de estos lenguajes. Muchos compiladores requieren al menos dos pasadas. A veces, esto se debe a las declaraciones hacia adelante de las funciones o clases.

En C++, una clase puede ser declarada pero no definida hasta más tarde. El compilador no puede calcular la cantidad de memoria que necesita la clase hasta que compila el cuerpo de la misma. Debe releer el código fuente antes de generar el código máquina correcto.

Compilador frente a intérprete

C++ es un lenguaje que ha evolucionado mucho a lo largo de los años, y estos tutoriales explican muchas características añadidas recientemente al lenguaje. Por lo tanto, para poder seguir correctamente los tutoriales, se necesita un compilador reciente. Éste deberá soportar (aunque sea parcialmente) las características introducidas por el estándar de 2011.

Como puedes imaginar, programar un ordenador directamente en lenguaje de máquina utilizando sólo unos y ceros es muy tedioso y propenso a errores. Para facilitar la programación, se han desarrollado lenguajes de alto nivel. Los programas de alto nivel también facilitan a los programadores la inspección y comprensión de los programas de los demás.

Como un ordenador sólo puede entender el lenguaje de la máquina y los humanos desean escribir en lenguajes de alto nivel, los lenguajes de alto nivel tienen que ser reescritos (traducidos) al lenguaje de la máquina en algún momento. Esto se hace mediante programas especiales llamados compiladores, intérpretes o ensambladores que se incorporan a las distintas aplicaciones de programación.

El C++ está diseñado para ser un lenguaje compilado, lo que significa que generalmente se traduce a un lenguaje de máquina que puede ser entendido directamente por el sistema, lo que hace que el programa generado sea muy eficiente. Para ello, se necesita un conjunto de herramientas, conocido como cadena de herramientas de desarrollo, cuyo núcleo son un compilador y su enlazador.

Diseño del compilador

El análisis léxico es la primera fase de un compilador. Toma el código fuente modificado de los preprocesadores del lenguaje que está escrito en forma de sentencias. El analizador léxico descompone estas sintaxis en una serie de tokens, eliminando cualquier espacio en blanco o comentario en el código fuente.

Se dice que los lexemas son una secuencia de caracteres (alfanuméricos) en un token. Existen algunas reglas predefinidas para que cada lexema sea identificado como un token válido. Estas reglas se definen mediante reglas gramaticales, por medio de un patrón. Un patrón explica qué puede ser un token, y estos patrones se definen mediante expresiones regulares.

Las expresiones regulares tienen la capacidad de expresar lenguajes finitos definiendo un patrón para cadenas finitas de símbolos. La gramática definida por las expresiones regulares se conoce como gramática regular. El lenguaje definido por la gramática regular se conoce como lenguaje regular.

La expresión regular es una notación importante para especificar patrones. Cada patrón coincide con un conjunto de cadenas, por lo que las expresiones regulares sirven como nombres para un conjunto de cadenas. Los tokens del lenguaje de programación pueden describirse mediante lenguajes regulares. La especificación de expresiones regulares es un ejemplo de definición recursiva. Los lenguajes regulares son fáciles de entender y tienen una implementación eficiente.