Análise Sintática I: Analisadores Descendentes com Retrocesso

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1 Análise intátic I: Anlisdores Descendentes com Retrocesso

2 Definição A nálise sintátic é o processo de determinr se um cdei de átomos (tokens), isto é, o progrm já nlisdo pelo nlisdor léxico, pode ser gerdo por um grmátic eu ojetivo é construção d árvore sintátic ou pens decisão se cdei fornecid é ou não um sentenç d grmátic que define lingugem

3 Ppel d Análise intátic n strutur de um Compildor Prog. fonte Análise léxic pede token token Análise sintátic árvore sintátic Análise semântic

4 Forms de nálise sintátic A nálise sintátic pode ser: Top-down (A.. Descendente), n qul construção d árvore de derivção/sintátic (explicitmente ou não) é d riz pr s folhs Bottom-up (A.. Ascendente), que começ ds folhs pr o símolo inicil

5 Métodos de nálise xistem métodos universis de nálise sintátic, como o lgoritmo de Cocke-Younger-Ksmi e o de rley, que trlhm com qulquer tipo de grmátic livre de contexto, Ms são ineficientes pr se usr n produção de compildores, pois são de ordem de O(n 3 ), com n sendo o tmnho d cdei de tokens.

6 Métodos de nálise rley, em 1970, presentou um método de A.. Top-Down sem Bcktrcking que reconhece tods s GLCs com O(n 3 ); - ms se els forem não mígus, o tempo é O(n 2 ) e cheg ser O(n) pr muits lingugens. Mis detlhes em: /erley.pdf

7 Métodos de nálise Os métodos Top-Down e Bottom-Up mis eficientes e interessntes são determinísticos (O(n)). les trlhm somente com suclsses de GLCs, ms muits desss suclsses, por exemplo, s grmátics LL(k) e LR(k) são stnte expressivs pr descrever miori ds lingugens de progrmção. Dus dels são de interesse imedito: LL(1): Left to right scn, Left-most derivtion, 1 token look-hed LR(1): Left to right scn, Right-most derivtion, 1 token look-hed

8 Métodos de nálise Veremos 3 métodos de A..D. e sus vntgens e desvntgens: A..D. Recursiv com Retrocesso (tenttiv e erro n escolh de produção) Prsers Preditivos: Com procedimentos recursivos: são mis dequdos pr serem escritos mnulmente; um símolo look-hed determin produção ser escolhid Dirigidos por tel: fzem uso de um pilh explícit pr gurdr o ldo direito ds produções; mis dequdo pr serem implementdos utomticmente pel pré-computção d Tel de Análise

9 A..D. com Retrocesso Ineficiente Foi usd em implementções pioneirs Aind é utilizd em plicções específics Usd em muitos compilers-compilers com cktrcking;

10 Funcionmento α cdei ser nlisd D árvore formd pens pelo símolo reservdo folh corrente

11 Repit: {ej X folh corrente} e X é não terminl então [ escolh um produção X::=X 1 X 2...X r ; sustitu n árvore D folh corrente por um árvore com riz de rótulo X e descendentes diretos com rótulos X 1, X 2,... X r ; folh corrente X 1 ] senão {X é terminl} [e α=xβ então α β; folh corrente próxim folh em D no percurso ds folhs d esquerd pr direit] senão {α=λ ou 1 o símolo de α não é X} [retroceder, ou sej, resturr os vlores de D e de folh corrente, ntes d últim plicção de produção; e existe outr produção então plicção d produção senão retroceder novmente {repete-se té que um produção sej encontrd}] té que (α=λ e folh corrente pont pr for d árvore -> ACITAR) ou (D= e não há lterntiv -> RRO)

12 xemplo ej grmátic ::=+T T T::=T*F F F::= () elimin-se recursão esquerd, pr evitr que o lgoritmo entre num repetição infinit ::=T+ T T::=F*T F F::= () tenção: mudr recursividde mud o significdo triuído às expressões eliminção d recursividde feit não resolveu o prolem, pois mudou ssocição dos operdores Análise de *

13 ej sentenç * (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) * * * * * T + T + T + T + T + T + T + 7 (9) (10) (11) (12) (13) (14) λ T + T + T + T + T + T + F F F ( )

14 (15) (16) (17) (18) (19) λ * * * T + T + T + T + T + F F 12 F ( ) 2 3 ( ) (20) (21) (22) (23) (24) (25) (26) * * * * * * * T + T + T + T + T T T F F 19 F 19 F ( )

15 (27) (28) (29) (30) (31) (32) * λ T T T T T T (33) (34) (35) (36) (37) λ T T T T T ( ) F F F F

16 A..D. com retrocesso A utilizção de retrocesso frá com que s ções de modificções d tel e possível gerção de código em compildores de 1 psso sejm nuldos. Gerlmente est não é um tref simples. O número de derivções pode ser um função exponencil do tmnho d cdei ste lgoritmo crcteriz derivções esquerds de cdeis (sustitui o terminl mis esquerd) A recursividde esquerd não é permitid nos métodos de A..D. Pel ineficiênci e prolems, nálise descendente só é usd qundo se elimin retrocesso

17 xemplo ::= op T T T ::= recursiv esquerd tem precedênci d esquerd pr direit de seus operdores op T op op op T T

18 xemplo ::= T op T T ::= recursiv direit tem precedênci d direit pr esquerd de seus operdores T op op op T op T

19 liminção de retrocessos e de recursão esquerd Pr eliminr retrocessos: fzer com que o lgoritmo tome decisão corret qunto à produção ser plicd. Um clsse de grmátic pr s quis isso pode ser feito pode ser descrit por: 1. Tod produção é d form A Xα, X terminl 2. e A X 1 α 1 X 2 α 2... X m α m, então X 1 X 2... X m

20 No lgoritmo de nálise, escolh de expnsões é resolvid consultndo-se o 1 o símolo de entrd x.: ej grmátic * + que stisfz 1 e 2.

21 N nálise d sentenç + * (1) (2) (3) (4) (5) (6) + * + * * * * * * (7) (8) (9) (10) (11) λ * * * * *

22 sss restrições são muito severs (é muito difícil encontrr um grmátic que stisfç esss condições pr um determind lingugem). Vmos oter um clsse mis mpl de grmátics. ej relção FIRT First(X) = {Y є T X ψ * p Y } {primeiro_símolo} isto é, First(X) = {X} se X є T = {Y є T X =>* Yα} se X є N

23 A restrição pss ser: - pr todo símolo A є N com s regrs: A X 1 α 1 X 2 α 2... X n α n onde X є V, temos que: - First(X i ) são disjuntos dois dois: - First(X k ) First(X j ) = { } pr k,j є {1, 2...n} com k j Agor, o lgoritmo de nálise deve verificr qul dos conjuntos First pertence o 1 o símolo d cdei de entrd α. Como os conjuntos devem ser disjuntos, hverá no máximo 1 lterntiv possível

24 ej grmátic: A BA A B C Gerem o conjunto dos FIRT pr todos os símolos B A d C c

25 A BA A B C B A d C c ψ p ψ * p First A, B A,B,,C,,d,c,,,d,c A, C,C,c,A,c B, d,d,b,d C c c,c c c - - c d - - d

26 Pssos d nálise pr sentenç cdd (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) cdd cdd cdd cdd cdd cdd cdd cdd A A A A A A A B B B B B B A A A A C C c

27 (9) (10) (11) (12) dd dd dd d A A A A B B B A B B A B B A A A A d A d C C C C c c c c

28 (13) d (14) d (15) λ A A A B B A B B A B B A A d B A d B A d B C C C d c c c A clsse de grmátic que stisfz est restrição é chmd LL(1) nlis um cdei d esquerd pr direit produzindo um derivção esquerd, verificndo pens 1 símolo d cdei de entrd pr decidir qul produção plicd. A AB A C c cba cda cdab cdb cdd

29 Como definido, LL(1) = Left to right, Left-most derivtion, 1 símolo look-hed x.: AB BA A c B d e Não é LL(1), ms como A começ com ou c e B começ com d ou e, escolh de pode se ser no segundo crctere LL(2).

30 A grmátic de expressões ixo não é LL(1), pois os conjuntos First não são disjuntos dois dois. N verdde, não é LL(K). T + T T F F () A grmátic equivlente ixo pode resolver o prolem: T + λ T F T T * T λ F () Qundo um regr ger λ há um segund checgem ser feit: veremos logo mis Agor, os conjuntos First são disjuntos dois dois.

31 m A -> α β, se β =>* λ, First (α) tem que ser diferente do Follow (A)

32 Prolem: umento do comprimento ds derivções e conseqüente umento do número de operções pr relizr nálise. Pr minimizr esse prolem, podemos plicr outros recursos, isto é, dotr um notção estendid pr grmátic (BNF) e modificr o lgoritmo de nálise. 1) Ftorção T+ T T (+ λ)

33 De um form gerl, se: A βу 1 βу 2... βу n, com β у podemos ftorá-l em: A β (у 1 у 2... у n ) Dess form, escolh d lterntiv pode ser retrdd. x.: T (+ λ) T F (*T λ) F ()

34 2) ustituição d notção recursiv por um notção itertiv por + T T T {+ T} 3) Cominção de Ftorção e ustituição + T - T T ftor: (+ T - T) T sustitui: T { +T - T} ou T {(+ -) T}