我们知道程序员和电脑说的是两种完全不同的语言，所以要想让程序运行起来，就得先把我们的代码翻译成电脑可以理解的语言，也就是机器语言，一般这个翻译工作会包括以下几个部分。
词法分析: scanning, lexing, tokenizing, lexical analysis 等。
负责词法分析的工具叫做 scanner 或者 lexer，你只要给它一段代码（代码本质上就是一段字符串），它就会给你返回一系列的 token。这些 token 就相当于英语中的单词，单词是组成英语句子的最小有意义单位，而 token 是组成程序的最小有意义单位。比如你喂给 parser 下面这行代码，
var average = (min + max) / 2; // this is a commentparser 会给你吐出来这样一堆 token 来：
注意到代码中的空格和注释都被忽略掉了，因为空格是没有意义的，而注释，根据定义它们本来就应该被忽略。
一段代码经过 lexer 处理变成一系列 token 后，就可以进入下一道工序语法分析了。
负责语法分析(parsing)的工具叫做 parser，它从 lexer 那里拿到一系列 token 之后，会把它们按照一定的语法组装起来。
你应该在英语试卷上看过这样的题，题目给出一系列单词，要求你把它们拼成意思正确的句子。
parser 的工作跟这个组装句子的过程很像，不过要更简单些，因为英语句子不仅要语法正确还要意思通顺，而 parser 就只需要考虑语法。它会按照指定的语法来把 token 组成表达式或者语句，并用一个树结构表示出来，这棵树就代表了源代码的逻辑。
- 这棵树也有不同名字：parse tree, abstract syntax tree (AST), syntax tree，指的都是同一个东西。
- 每个语言都有自己的语法，一般编程语言都是使用上下文无关语法来制定自己的语法的。
P.S. 注意到这棵树并没有用到 lexer 给出来的所有 token。Abstract syntax tree 之所以叫 'abstract' 呢，是因为它并没有把代码的所有细节都展示出来(不同于 concrete syntax tree)，它只关心结构和内容相关的部分(可以说是有用的部分吧)。
如果 parser 试过了所有语法规则之后都没办法把现有的 token 组成正确的表达式或者语句的话，它就会抛出一个语法错误。
上面所说的两个步骤在不同语言中的实现其实都差不多，而在静态分析(static analysis)这一步，不同语言的特性就显示出来了。
经过了词法分析和语法分析之后，我们知道了代码的语法结构，但是要运行程序光知道这些还不够，再来看下这行代码。
var average = (min + max) / 2;我们知道要把 min 和 max 相加，但这两个变量又是从哪里来的呢？它们是局部变量？全局变量？又或者根本没有定义？
在这个阶段，大多数语言会先进行的一个分析步骤叫做 binding ，或者叫 resolution，也就是，
- 每当分析到一个标识符 (identifier) 时，先去找到它的定义，然后将两者关联起来。
- 作用域大概就是这么一回事了，作用域就是代码中的一块空间，并且规定了在这个空间中哪些标识符是可以被访问到的。
- 如果是静态语言，就可以在这个阶段进行类型检查了。找到了标识符的定义，也就知道了变量类型，接着就可以检查这个类型是否支持
+操作，如果不支持，就可以抛出错误了。
经过本分析阶段得到的信息，还得找个地方储存起来，一般它们可能会被存在：
- AST 中，上个阶段我们得到了一个 AST，所以可以把这些信息存到 AST 的各个节点中去；
- 一个额外的表中，用各个标识符来作为表的 key，这个表叫做 symbol table；
- 把 AST 转换成另一种能更直接表示语法的数据结构来存。
一般把以上三个阶段归为编译过程的 front end，在 front end 中我们的关注点是怎么样把源码用一种抽象的方式表示出来；接下来要讨论的是 back end，在这个阶段我们关注的是怎么根据源码的抽象表示生成机器语言
不仅程序员和电脑说着不同语言，程序员和程序员之间，电脑和电脑之间，他们说的语言也是不完全相同的。
假设我们有分别用 3 种高级语言写的源码，现在的任务是把它们分别翻译成 3 种不同的机器语言。如果是一对一地翻译的话，那我们会需要 3*3 种不同的翻译机器。
为了降低成本，我们可以借助一个中间语言(Intermediate Representation, IR)。比如先把 AST 翻译成 IR，然后再把 IR 分别翻译成不同的机器语言，这种情况下我们只需要 3+3 种翻译机器。
一旦我们搞懂了程序想要干什么(也就是把代码抽离特定的语法，改用一种抽象的方法来表示，比如 AST)，我们就可以换另一种更高效的方式来把它实现出来，这个过程叫做优化(Optimization)。
一个简单的优化例子是 constant folding，也就是说，如果有一个表达式总是返回相同的结果，编译器就会把在编译代码中用这个计算结果替代这个表达式，比如以下代码：
var area = 3.14 * 0.75 * 2 + 5;编译器会对它进行编译优化成下面那样子，这样就不需要在运行时进行计算了。
var area = 9.71;经过优化之后，最后一步就是生成 CPU 可以运行的代码。**生成代码(code generation)**中的代码指的是 assembly language(也就是接近机器语言的代码)，而不是我们平时写的代码。在这一步，我们有两个选择：
-
生成 CPU 可以理解的 native code，OS 可以直接运行这些代码。native code 的运行速度超级快，不过生成过程也比较麻烦。而且，还记得我们说不同电脑说的语言也是不一样的么，如果我们的程序要在不同的 OS 中运行，那我们就得分别生成和这些 OS 一一对应的 native code。
-
生成 virtual machine code，为了解决上一个方法中的问题，一般 compiler 都选择生成 virtual machine code。不过 CPU 并不能理解 virtual machine code，所以还需要一个 virtual machine 来运行这些代码。现在我们一般把这些代码叫做 bytecode (叫这个名字是因为一个指令的长度一般是一个 byte)，bytecode 和 native code 很接近了，不过 bytecode 不针对某个特定的 OS。
如果在上一步我们选择了生成 bytecode，那我们的翻译工作就还没有结束，因为 CPU 是读不懂 bytecode 的，在这一步我们又要做选择了：
-
针对每一个 OS 都写一个简单的 compiler 来把 bytecode 编译成 native code。如果是这样的话，bytecode 基本上就充当了一个 IR 的角色。
-
写一个 Virtual Machine (VM) 来运行 bytecode。不过在 VM 上运行 bytecode 的速度会比预先把 bytecode 编译成 native code 再运行要慢。因为 VM 需要在运行时再去翻译指令，而且同一条指令每次执行都要重新翻译一次。但优点是，我们的代码可以在不同的 OS 中运行。
到这里我们终于拿到了可以运行的代码，最后一步就是运行它们。
-
如果我们生成的是 native code，那我们只需要通知 OS 加载一下程序，剩下的它自己会搞定。
-
如果我们生成的是 bytecode，那我们需要先启动 VM 然后在 VM 中加载程序。
无论是哪种情况，在程序运行的时候，我们都需要提供一些服务。比如，如果某个语言是自动管理内存的(比如 JS)，我们就需要一个垃圾收集器去释放内存。如果某个语言支持 instanceof 操作，我们就需要在程序运行时记录每个对象的类型。
因为这些操作都是在程序运行时发生的，所以提供这些服务的程序就叫做运行时(runtime)。对于一些提前编译的语言来说，runtime 程序的代码一般是直接插入编译好的代码中的，对于使用 interpreter 和 VM 的语言来说，runtime 一般是在 interpreter 或者 VM 中实现。
至此代码翻译的过程就结束了，以上说的是翻译过程中可能会经历的所有阶段，不过，并不是所有代码翻译的实现都会选择走完所有流程，有些 compiler 在实现翻译的过程中会跳过一些阶段。
有些简单的 compiler 会把 parsing, analysis, code generation 这几个过程合在一起，直接在 parser 中生成代码，所以它们不需要 AST 或者 IR。它们没有像 AST 这样的数据结构来存储程序的信息，也就没法知道前面已经分析过的代码是什么样子的，所以它们必须读到一个表达式就马上能知道怎么样去编译它。
Syntax-directed translation 就是用于这种 compiler 的一种技术，基本思想就是给每一个语法都关联一个 action，当 parser 分析到相应的语法时就去执行相应的 action 生成目标代码。
有一些语言会在生成 AST 之后马上执行，所以它们会遍历 AST 的每一个分支并解析每一个节点，不过这种方法往往很慢，一般语言都不会采用这种方式。
一般的翻译过程是：
高级语言 --front end--> 抽象描述 --back end--> 机器语言
但如果我们的目标不是生成机器语言，我们其实也可以这样：
高级语言 --front end--> 抽象描述 --back end--> 另一种高级语言
比如 Web Assembly 就是将 C 翻译成 JavaScript 在浏览器中运行的一种技术。
一般这种 compiler 就叫做 transpiler，或者 source-to-source compiler，或者 transcompiler。
运行程序最快的方法当然是将源码提前编译成 native code 啦，不过这样会有 OS 兼容问题，而 Just-in-time Compiler 会在运行程序的时候再把代码编译成对应各个 OS 的 native code。
-
Compiling: 是指将一段源代码翻译成机器语言或者其他高级语言的过程，这个过程最终会生成 bytecode，或者 machine code，或者另一种高级语言代码。
-
Compiler: 将一段源代码翻译成机器语言，但是不运行代码，我们可以自行运行翻译好的代码。
-
Interpreter: 直接运行源代码。