Análises léxica e sintática Teoria e Implementação de Linguagens

Computacionais - IF688

Mauro La-Salette C. L. de AraújoCentro de Informática – CIn

Universidade Federal de Pernambuco – UFPE

mscla@cin.ufpe.br

Roteiro

Visão geral Análise léxica

Definição Especificação Implementação Correspondência

Análise sintática Definição Especificação Implementação

Algoritmos de parsing e gramáticas Gramáticas ambíguas Sintaxe abstrata

executável

Visão Geral

Análise sintática

Código fonte

AST

Análise semântica

Geração decódigo

AST decorada

Análiseléxica

Tokens

Análise Léxica

Definição

Fase da compilação responsável por extrair os tokens do código fonte de um programa.

if (n == 0) { return 1;} else { ...} RPAR LCUR

RCUR

if LPAR

return

else

"n"id

"0"intLit

assign

"1"intLit ...comm

Especificação

Os tokens de uma linguagem comumente são especificados através de Expressões Regulares

[a-z][a-z0-9]* identifier

[0-9]+ intLiteral

Implementação

Autômatos finitos

1 2

a-z a-z

0-9

ID

21 3

i f

IF

Análise Sintática

Definição

Fase da compilação responsável por determinar se uma dada cadeia de entrada pertence ou não à linguagem definida por uma gramática

Tem como entrada os tokens processados pela análise léxica

Produz uma estrutura comumente denominada AST – abstract syntax tree

Especificação

BNF - Backus-Naur form

S, A, B, C, D : não-terminais

a,b,d: terminais

S ::= A | BA ::= C | DB ::= bbaC ::= abD ::= dab

Produções

Implementação

Algoritmos de parsing e gramáticas

Classificação

Top-down

• Recursive-descent / LL(1)

Bottom-up

• LR, SLR, LALR, LR(k)

Recursive descent

Algoritmo baseado em previsões

Funções mutuamente recursivas

Uma função para cada não-terminal

Recursive descent

Desenvolvendo um recursive descent parser

Cada não terminal 'X' dará origem a um método/função parseX();

Produções do tipo 'A | B' darão origem a cláusulas cases

Recursive descent

A ::= aBcC

B ::= CB | cC

C ::= da

parseA() { accept(‘a’); parseB(); accept(‘c’); parseC();}

parseB() { case (d): parseC(); parseB(); case (c): accept(‘c’); parseC();}

parseC() { accept(‘d’); accept(‘a’); }

Recursive descent

A ::= aBcC

B ::= CB | CA

C ::= da

parseA() { accept(‘a’); parseB(); accept(‘c’); parseC();}

parseB() { case (d): parseC(); parseB(); case (d): parseC(); parseA();}

parseC() { accept(‘d’); accept(‘a’);}

Recursive descent

Vantagens Fácil de implementar

Desvantagens Performance Gramática reconhecida possui restrições

Sem recursão à esquerdaDeve estar fatorada ...

Recursive descent

A ::= aBC

B ::= CB | CA

C ::= da

A ::= aBC

B ::= CX

X ::= B | A

C ::= da

GramáticaLL(1)

Gramáticas LL(1)

Left-to-right parse Leftmost-derivation 1-symbol-lookahead

Gramáticas Ambíguas

Uma gramática é ambígua se a partir dela uma sentença pode dar origem a duas arvores de parsing

Problemáticas para a compilação

Eliminação de ambigüidade é quase sempre possível

Transformações na gramática

Gramáticas Ambíguas

Caso clássico: gramática para expressões aritméticas

E ::= intLiteral | E '*' E | E '/' E | E '+' E | E '-' E |'(' E ')'

Gramáticas Ambíguas

1 + 2 * 3

E

E E

E E

*

+ 3

21

E

E E

EE

+

*1

2 3

Gramáticas Ambíguas

Solução: Transformar a gramática

* e / com maior precedência que + ou - Operadores associativos a esquerda

E ::= intLiteral | E '*' E | E '/' E | E '+' E | E '-' E |'(' E ')'

E ::= E '+' T | E '–' T | TT ::= T '*' F | T '/' F | FF ::= intLiteral |'(' E ')'

Sintaxe abstrata

Apenas reconhecer se uma sentença pertence ou não a linguagem especificada por uma gramática não é o suficiente

É necessário produzir uma estrutura que sirva de base para a próxima fase do processo de compilação Parse trees nunca são montadas na prática

AST – Abstract Syntax Tree

Capturam a essência da estrutura de uma gramática abstraindo não-terminais

Representação possível Java: Classes que possam se relacionar a fim de

montar uma árvore

Pode ser produzida através da inserção de ações semânticas no parser

AST – Abstract Syntax Tree

IfThenElse ::= 'if' expr 'then' comm1 'else' comm2

return new IfThenElse(expr, comm1, comm2);

IfThenElse

expr : Expressioncomm1 : Commandcomm2 : Command

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