1、请解释编译器前端和后端的区别，并描述它们在编译过程中的职责。
编译器是将高级程序语言转换为目标机器语言的软件工具。它通常由两个主要组件组成：前端和后端。
- 编译器前端： 编译器前端主要负责源代码的分析和处理。它包括以下阶段：
- 词法分析（Lexical Analysis）：将源代码分解成标记（Tokens）的过程。词法分析器（Lexer）根据语法规则，将源代码转换为标记流，去除空格、注释等无关内容。
- 语法分析（Syntax Analysis）：将标记流转换为抽象语法树的过程。语法分析器（Parser）根据语法规则，检查标记流的组织方式是否符合语法规范，生成抽象语法树（Abstract Syntax Tree，AST）。
- 语义分析（Semantic Analysis）：对抽象语法树进行静态语义检查。语义分析器（Semantic Analyzer）检查标识符的声明和使用是否合法，类型匹配是否正确等，同时构建符号表和类型检查等数据结构。
- 中间代码生成（Intermediate Code Generation）：将抽象语法树转换为中间表示形式。中间代码生成器（Code Generator）根据语义规则，生成一种介于源代码和目标代码之间的中间表示形式，如三地址码、四元式或虚拟机代码等。
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编译器后端： 编译器后端主要负责将中间表示形式转换为目标机器语言。它包括以下阶段：
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- 代码优化（Code Optimization）：对中间表示形式进行优化，以改善程序的性能和效率。代码优化器（Optimizer）通过重排指令、消除冗余、减少存储器访问等技术，提高目标代码的质量。
- 目标代码生成（Code Generation）：将优化后的中间表示形式转换为目标机器语言。目标代码生成器（Code Generator）根据目标机器的特定规则和约束，生成可执行的目标代码，包括汇编语言或二进制机器代码。
- 目标代码优化（Target Code Optimization）：对生成的目标代码进行优化。目标代码优化器（Target Optimizer）在特定的目标机器层面上，对目标代码进行进一步的优化，以充分利用目标机器的特性和指令集。