PLP – JavaCCJava Compiler Compiler

Joabe Jesus - jbjj@cin.ufpe.brProf. Augusto Sampaio

Agenda

• Compiladores– Analisadores léxicos e sintáticos (Parsers)

• Parser generators• JavaCC

Compiladores

• Analisadores léxicos– Verificam se os símbolos terminais e palavras estão

de acordo com as restrições da linguagem• Há identificadores inválidos?• Há símbolos (caracteres) inválidos

• Analisadores sintáticos (Parsers)– Programas que recebem como entrada um arquivo

fonte e diz se ele está correto sintaticamente, segundo uma gramática pré-definida.

Parsers

• Há dois grupos de parsers– Top-down

– Bottom-up

Parsers

• Por que usar um parser generator?– Implementar um parser ‘manualmente’ (passo-a-

passo) pode ser uma tarefa muito trabalhosa...

Parsers generators

• Um Parsers generator é um programa que recebe como entrada um arquivo de especificação da gramática a ser aceita pelo parser e retorna um parser que reconhece esta gramática– O formato do arquivo de especificação da gramática

depende muito do tipo de parser gerado (top-down ou bottom-up)

Parsers generators

• Existem vários geradores de parser– JavaCC– JLex & Cup– AntLR– SableCC– …

É um dos mais populares na comunidade Java, sendo

suportado hoje pela comunidade java.net

Tem um dos melhores suportes a gramáticas em EBNF (Extended

Backus Naur Form) e gera estrutura OO da AST (Abstract Syntax Tree)

além de classes utilitárias usando o padrão Visitor.

JavaCC

JavaCC

• Gerador de parser 100% Java– O mais utilizado pela comunidade Java

• Desenvolvido inicialmente pela Sun– Hoje é mantido pela java.net

• É um parser top-down– Mais fácil de depurar

• Utiliza uma sintaxe muito próxima de Java

JavaCC

• Desvantagens– Mistura código Java com a gramática– Não checa a corretude do código Java inserido– Pode gerar classes que não compilam

JavaCC

• Inclui um pré-processador para geração de árvores sintáticas (jjTree)

• Possui um repositório de gramáticas bastante extenso disponível – inclui linguagens como Java, C, C++, Perl, etc

• Possui uma interface gráfica fácil de usar• Definições léxicas e sintáticas em um único arquivo• Não aceita ambigüidades.

– Ex: A gramática não pode possuir recursão à esquerda.(ex: expr:= expr ‘+’ expr)

Gramáticas em JavaCC

• Uma gramática JavaCC possui a seguinte estrutura:– Opções do Parser (Não obrigatório)– Definição da classe do Parser– Definição dos Tokens (Componente Léxico)

• Terminais– Definição das Produções (Componente Sintático)

• Ações semânticas associadas• Não-Terminais

Opções do parser

• STATIC – diz se os métodos do parser serão estáticos (default: true)

• LOOKAHEAD – informa o nível de profundidade do lookahead (default: 1)

• DEBUG_PARSER – instrui o parser a registrar todas as informações durante o parsing do arquivo (default: false)

• DEBUG_LOOKAHEAD – instrui o parser a registrar também as tentativas de lookahead (default: false)

Mais opções

• UNICODE_INPUT – informa se a entrada usa a codificaçõo UNICODE

• OUTPUT_DIRECTORY – seta o diretório onde os arquivos java serão gerados (o default é o atual)

• FORCE_LA_CHECK- força a checagem do lookahead em todos os “choice points”, independente da especificação explícita do lookahead (default: false)

Definição do Parser

• Este trecho define a classe do Parser. Nesta classe, podem ser definidos métodos e variáveis auxiliares. O formato é o seguinte:

PARSER_BEGIN(parser_name) ...class parser_name ...{ ... } ... PARSER_END(parser_name)

Definição dos tokens

• Serve para especificar os tipos de tokens e as expressões regulares associadas

• Nesta seção são descritas as palavras reservadas

TOKEN: { < NUMBER: (<DIGIT>)+ ( "." (<DIGIT>)+ )? > | < DIGIT: ["0"-"9"] > | < EOL: "\n" > }

Definição das produções

• Obedecem o seguinte formato:tipoRetorno nomeProducao(listaParametros):{ código Java}{ subProducao1() { ação semântica correspondente } [lista de subProducoes]}

Declaração de variáveis, invocação de métodos,

etc

Código Java. Em geral, corresponde a montagem da

árvore

Exemplo: EBNF

• Dada a gramática na forma EBNFexpr := number

    | expr '+' expr     | expr '-' expr     | expr '*' expr     | expr '/' expr     | - expr

number := digit+ ('.' digit+)?

digit := '0' | '1' | '2' | '3' | '4' | '5' | '6' | '7‘ | '8' | '9'

Exemplo: Gramática

options {

  LOOKAHEAD=2; STATIC=false; }

PARSER_BEGIN(Arithmetic) public class Arithmetic { }

PARSER_END(Arithmetic)

Lembre-se de que o JavaCC não permite recursão à

esquerda, por isso, é necessário modificar a

gramática antes de traduzí-la.

Exemplo: JavaCC

SKIP: {   " "

| "\r" | "\t"

}

TOKEN: {

 < NUMBER: (<DIGIT>)+ ( "." (<DIGIT>)+ )? > | < DIGIT: ["0"-"9"] > }

Exemplo: JavaCC

double expr(): {} {

    term() ( "+" expr() | "-" expr() )* }

double term(): {} {

    unary() ( "*" term() | "/" term() )* }

Exemplo: JavaCC

double unary(): { } { "-" a=element() | a = element()}

double element(): {} { <NUMBER>}

Exercício

• Altere o exemplos dados para que estes possam reconhecer as seguintes expressões:– parênteses “(“ , “)” -> expr ::= (expr)– exponenciação -> expr ::= expr ^ expr

• Onde a ordem de precedência é: parênteses > exponenciação

Referências

• https://javacc.dev.java.net/• https://javacc.dev.java.net/doc/docindex.html• http://www.cs.aau.dk/~bt/SPOF07/Lecture4.htm• http://www.antlr.org/works/index.html• http://en.wikipedia.org/wiki/Top-down_parsing • http://en.wikipedia.org/wiki/Bottom-up_parsing

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