Compiladores. A seção das regras. Especificação (F)lex. Plano da aula. Escolha das regras. Compilação típica com FLEX

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1 Compilação típica com FLX Compiladores Análise sintática (1) Noções sobre Gramáticas Livres de conteto dição do teto de especificação No arquivo minhas_regras.l 3 partes: Declarações Regras (Rs -> Ação) Procedimentos aneos. fle minha_regras.l O programa C resultado se encontra em le.yy.c Contém a rotina yyle() que efetua a análise leical. gcc o o analisador le.yy.c lfl Compila e amarra o analisador com a biblioteca libfl.a O eecutável se encontra em analisador specificação (F)le Definições %% Regras %% Subrotinas opcionais(código C) Le define várias variáveis globais: yytet e yyleng Leema corrente e seu tamanho yylval De tipo YYSTYP, a partir de #defines Depende do parser, você escolhe A seção das regras Consiste de linhas do tipo: R { ação } A R é especificada conforma a sintae de LX, ou pode ser uma variável. { } é a ação nula não faz nada. Retorna para o yyle() que analisará o próimo token! Usado para detectar os brancos. { printf( é isso aí\n );} é a ação que consiste em imprimir uma mensagem na tela. scolha das regras Quando há ambigüidade entre regras, o LX escolhe a que provê o leema maior. A ação default é copiar para a saída o teto de entrada. A regra r1/r2 reconhece r1 somente se r2 aparece após (aceitação condicional). Quando se encontra o leema r1r2, o r2 é descartado e colocado de volta no buffer de entrada. r1 é reconhecido. Plano da aula Introdução: porque a análise sintática? Noções sobre Gramáticas Livres de Conteto: Definição Propriedades Derivações Árvore de derivação Transformações de GLC liminação de ε liminação da recursividade à esquerda Fatoração 1

2 programa fonte Analisador Léico rros Léicos Análise Sintática token yyle() Analisador Sintático rros Sintáticos Árvore de derivação Próimos stágios Os erros típicos são sintáticos Ripley e Druseikis [78] rros em uma amostra de programas Pascal de estudantes 60% semântica e sintaticamente corretos rros: 60% erros de pontuação (uso incorreto do ;) 20% operadores 15% palavras-chave 5% outros 1. program prma(input, output) ; 2. var 3., y : integer; 4. function ma (i: integer, j: integer) : integer 5. { return maimum of integers i and j } 6. begin 7. if i > j then ma = i; 8. else ma := j 9. end; 10. begin 11. readln (, y); 12. writeln (ma (, y)) 13. end. Usando Gramáticas Muitas construções de linguagens de programação são recursivas se S 1 e S 2 são enunciados e é uma epressão, então: if then S 1 else S 2 é um enunciado emplo de definição graças a gramática: cmd if epr then cmd else cmd epr ( bool ) epr && epr epr epr bool true false Gramática Formal G := {S, P, N, T} S: Símbolo Inicial (S N) P: Conjunto de produções Notação e Definições T: conjunto de terminais Palavras ou tokens da linguagem N: conjunto de não terminais Símbolos que podem ser substituídos Vocabulário: V: alfabeto V = N T (N T = ) u: string pertencente a V Símbolo Vazio ε BNF: Backus-Naur form <u> ::= <v> <w> Igual a { u v, u w } em P u v Derivações Seja A N, p = { A v } P, e w, z quaisquer. ntão waz wvz derivação em um passo usando p Se w 1 w 2 w 3 w n então podemos dizer w 1 * w n derivação em múltiplos (0 ou mais) passos ; também + (um ou mais) Definição da Linguagem Gerada A linguagem gerada G (L(G)): Conjunto formado por todos os strings de símbolos terminais deriváveis a partir do símbolo inicial S L(G) = {s s é um elemento de T* e S + s} quivalência: G 1 e G 2 são equivalentes se L(G 1 ) = L(G 2 ) Todos strings gerados estão em L Todos strings w L podem ser gerados Convenções Símbolos que representam terminais em minúsculos: u, v,, y,... Símbolos que representam não-terminais em maiúsculos: X, Y, TRM, S,... Símbolos que representam formas sentenciais (seqüências de terminais e não-terminais): letras gregas ou sublinhadas: α, β, ω, w, z 2

3 Definição de Gramática Regular Gramática regular: produções eclusivamente da forma: A wb A w, onde w T* e A, B N (gramática linear à direita) A linguagem gerada por uma gramática regular é regular. N = {S, B, C, D} T = {0, 1} S -> 0B 1C B -> 1S C -> 0C 0D 1 D -> 0 S emplo G={N,T,P,S} Fornecer epressão regular para a gramática acima? (01)*10*(00 1) Hierarquia de Chomsky Árvore de derivação (Parse Tree) Tipo 0 Tipo 1 Tipo 2 Sem restrição recur. enum. Sensível ao conteto Livre do conteto Qualquer u v desde que u seja não vazio waz wvz (w,z são o conteto) A v (1 símbolo a esquerda) Árvore de derivação: representação gráfica de uma derivação de sentença estrutura hierárquica que originou a sentença A raiz da árvore representa o símbolo inicial Os vértices interiores são não-terminais Os símbolos terminais e a palavra vazia são folhas Tipo 3 regular A a ab ε (derivações a direita) Árvore de derivação eemplo 1 Derivação mais à esquerda e mais à direita Gramática G = ( {NUMRO, NUM, DIGITO}, {0,1,2,...,9}, P, NUMRO ) P (regras) = NUMRO NUM NUM NUM DIGITO DIGITO DIGITO NUMRO NUM NUM DIGITO DIGITO 5 4 Árvore de derivação para a sentença 45 Derivação mais à esquerda de uma sentença: seqüência de formas sentenciais que se obtém derivando sempre o símbolo nãoterminal mais à esquerda. Derivação mais à direita de uma sentença: seqüência de formas sentenciais que se obtém derivando sempre o símbolo nãoterminal mais à direita. 3

4 Árvore de derivação eemplo 2 emplo Gramática G = ({}, {+, -, *, /, (, ), }, P, ) sendo P = { + * / () } A mesma árvore pode + representar mais de uma derivação para uma mesma sentença Possíveis derivações para a árvore: * + * + * + + * + * + * + * + Árvore + de * derivação + * para a + sentença * + + * * Problemas: 1- baio desempenho para compiladores porque as derivações não são unívocas 2- e se há uma semântica associada? * OP ( ) OP * / + - Considere 5 3 * * * 2 Análise Top-Down vs. Bottom Up Gramática: S A B A c ε B cbb ca Top-Down S AB cb ccbb ccbca S AB A c B cbb B ca Bottom-Up String: ccbca ccbca Acbca AcbB AB S A c B ca B cbb S AB Outras Classificações de Gramáticas Gramática sem ciclos: Gramática sem ciclos é uma GLC que não possui derivações da forma A + A para algum A N Gramática ε-livre : GLC que não possui produções do tipo A ε ceto a produção S ε (S é o símbolo inicial). Outras Classificações de Gramáticas Gramática fatorada à esquerda: GLC que não possui produções do tipo A αβ 1 αβ 2 para alguma forma sentencial α. Gramática recursiva à esquerda: GLC que permite a derivação A + Aα para algum A N OBS: RCONHCDOR TOP-DOWN não aceita gramáticas recursivas O não terminal à esquerda A deriva ele mesmo, de forma direta ou indireta, como símbolo mais à esquerda de uma subpalavra gerada. Transformações de GLCs liminação de produções vazias liminação de recursividade à esquerda: recursão direta recursão indireta Fatoração de uma gramática 4

5 liminação de produções vazias (1) Objetivo: eliminar produções da forma A ε. Algoritmo: seja G = (N,T,P,S) uma GLC tapa 1: construir N ε, o conjunto de não-terminais que geram a palavra vazia: N ε = {A A ε }; Repita N ε = N ε {X X X 1...X n P tq X 1,...,X n N ε } Até que o cardinal de N ε não aumente. liminação de produções vazias (2) tapa 2: construir o conjunto de produções sem produções vazias: gera G 1 = (N,T,P 1,S), onde P 1 é construído como segue: P 1 = {A α α ε}; Repita Para toda A α P 1 e X N ε tal que α = α 1 Xα 2 e α 1 α 2 ε Faça P 1 = P 1 {A α 1 α 2 } Até que o cardinal de P 1 não aumente liminação de produções vazias (3) tapa 3: incluir geração da palavra vazia, se necessário. Se a palavra vazia pertence à linguagem, então a gramática resultante é G 2 = (N,T,P 2,S), onde P 2 = P 1 {S ε} liminação de recursividade à esquerda emplo A Aa b Com a palavra vazia A bx X ax ε Sem a palavra vazia A b bx X a ax Obs: pode ainda haver recursão indireta! -> +T T T -> T*F F F -> () Id emplo A regra -> +T T se torna: -> T -> +T ε A regra T- > T*F F se torna: T -> FT T -> *FT ε Fatoração de uma gramática limina indecisão de qual produção aplicar quando duas ou mais produções iniciam com a mesma forma sentencial A αβ 1 αβ 2 Se torna: A αx X β 1 β 2 5

6 emplo de Fatoração a squerda Cmd if pr then Cmd else Cmd Cmd if pr then Cmd Cmd Outro Fatorando a esquerda: Cmd if pr then Cmd lseopc Cmd Outro lseopc else Cmd ε Próima aula Análise sintática... Como reconhecer uma sentença de uma GLC? 6