上回我们说到 8 个常见 Go 业务场景，并且可以通过探究 Go 语法背后的秘密就能去解决的问题，在我们开始动手之前，先打好“Go 语言中编译原理的基础”

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Go 程序，从源代码到可执行文件，通常要经过两个步骤：编译 → 链接，我们可以通过这句代码，编译一段简单的 “Hello World！” 程序看到：

1go build -x hello.go

编译原理基础

我们可以把编译分为两个部分：编译器前端和编译器后端，如图所示：（这些都是我们软件工程专业课上的基础知识）

未命名文件

**词法分析（Lexical Analysis）**是计算机科学中将字符序列转换为标记（token）序列的过程。

1package main
2
3import "fmt"
4
5func main() {
6    println(1 + 2)
7}

我们这里有一段简单代码，通过词法分析的方法，转化为 token 就是如下结果：

image-20210815232014055

我们在 Go 语言中没有分号，但其实像很多其他编程语言一样，是需要的。

语法分析（syntactic analysis，又称 parsing）是根据某种给定的形式文法对由单词序列（如英语单词序列）构成的输入文本进行分析并确定其语法结构的一种过程。当我们对 Go 源代码进行词法分析后，会形成上图的 token 流，我们想要把这个再转换成汇编还是不行，还需要转换一步，转换为另一种数据结构——AST 语法树，才能够用计算机的逻辑去处理。

抽象语法树（Abstract Syntax Tree，AST），或简称语法树（Syntax tree），是源代码语法结构的一种抽象表示。

这里提供一个在线编译 AST 的网站：https://astexplorer.net/，将上面的代码粘贴进来，就可以发现如下结果：

image-20210815233646288

左边是代码，右边会把所有代码相应地转换成了树结构呈现出来。（建议大家动手玩一玩，里面会有语法高亮和代码与树一一匹配的功能。如果未来你有机会写一些解释器，很可能会用到这个）

语义分析（Semantic Analysis）是对结构上正确的源程序进行上下文有关性质的审查，进行类型审查。比如我们写了类似这样的代码：

1package main
2
3import "fmt"
4
5func main() {
6    var x int = "abc"
7    println(x)
8}

作为一个找茬小能手（当然不是买瓜），可以发现，字符串 “abc” 是不能赋值为 int 变量 x，这时候我们直接编译 go build 就会出现如下问题：

image-20210815234112649

这个过程往往是在抽象语法树 AST 上做类型检查，不让你执行成功。

我们有了 AST 以后，要转换为汇编，还是不可以，还需要经过两步：中间代码（SSA）的生成与优化。

SSA（Single Static Assignment） 即静态单赋值，是一种中间表示形式。 之所以称之为单赋值，是因为每个名字在SSA中仅被赋值一次.

SSA是一种高效的数据流分析技术，目前几乎所有的现代编译器。其两大特点是：

  1. Static：每个变量只能赋值一次（因此应该叫做常理更合适）；
  2. Single：每个表达式只能做一个简单运算，对于复杂的表达式要做拆分。

我们有个例子：

1func foo(a, b int) int {
2    c := 8
3    return a*4 + b*c // 这句代码不能直接转化为汇编
4}

我们来手动做一次简化：

1func foo(a, b int) int {
2    c := 8
3    t0 := a * 4
4    t1 := b * c
5    t2 := t0 + t1
6    return t2 // 这个就能直接转化为汇编
7}

手动当然不现实，那么我们有什么方法能实现自动转 SSA 呢？

  1. 在线查看 SSA 过程https://golang.design/gossa
  2. GOSSAFUNC=funcname go build x.go

OK，以上的编译原理是不是有点头大？从源代码到汇编，我们需要这么多过程，那么有没有什么工具能够直接从 Go 源代码到汇编呢？当然，也有：看好我施展魔法啦：https://godbolt.org/

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参考资料

[1] 维基百科搜索关键词

[2] 从词法分析角度看 Go 代码的组成

https://studygolang.com/articles/24419?fr=sidebar

[3] 静态单赋值（SSA,Static Single-Assignment)

https://blog.csdn.net/manok/article/details/89851085