控制流图(Control Flow Graph, CFG)是一种图形化表示编程语言中控制流结构的方法。它反映了程序源代码中各种基本结构之间的流程控制关系。
CFG 通过遍历抽象语法树(Abstract Syntax Tree,AST)构建而来。AST 用于描述源代码的语法结构,包括各类字面量、表达式、语句、函数调用等。
- 抽象语法树(AST):一种源代码语法结构的树形表示。使用语法分析器(Parser)将源代码转换成 AST,然后进一步构建 CFG。
- 谓词-义务图(Predicate-Obligation Graph,PAG):一种用于表示程序静态性质的图形化表示方法。将抽象语法树中定义的所有谓词和它们对应的所有义务(obligations)表示为一个依赖图。
- CFG 构建:遍历和计算 AST 中每个节点的语法和语义属性,然后递归构造控制流图。CFG 可能包含多个入口、出口、循环和标签节点。此外,还需要确保所有基本路径有相同的控制流形状。
- CFG 优化:根据控制流和输入变量的不稳定性,使用静态单赋值(SSA)等技术对 CFG 进行优化。
通过获取从抽象语法树中构建的控制流图,可以全面地理解编程语言中的流程控制结构,从而进行代码分析、重构、优化等工作。