Folha 3 - Análise léxica

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1 Folha 3 Análise léxica 1. Escrever um programa em Lex que permite contar o número de ocorrências de uma cadeia de caracteres contida num ficheiro de texto. 2. Escrever um programa em Lex que permite substituir uma cadeia de caracteres por outra contidas num ficheiro de texto. 3. Escrever um programa em Lex que dado um ficheiro de texto, mostre: o número de algarismos; o número de vogais do alfabeto; o número de consoantes do alfabeto; o número de linha de texto; o número de espaços ou tabulações (\t); o número de caracteres não identificados nos pontos anteriores. 4. Escrever um programa em Lex para identificar números naturais contidos num texto. Exemplo: Entrada: 123 abc s 245 xyz xyz 2 abc 45 cc Saída: Escrever um programa em Lex que permite contabilizar os números inteiros com 1 algarismo, com 2 algarismos e com 3 ou mais algarismos, contidos num ficheiro de texto. Ver o exemplo a seguir. 6. Escrever um programa em Lex que permite identificar números inteiros (com ou sem sinal) contidos num ficheiro de texto. 7. Escrever um programa em Lex que permite identificar números com parte decimal (com ou sem sinal) contidos num ficheiro de texto. 8. Escreva um programa LEX que copie um ficheiro, substituindo cada sequência não nula de espaços em branco por um único espaço. 9. Escreva um programa LEX que copie um ficheiro, substituindo cada sequência não nula de digítos (número) pela palavra NÚMERO. 10. Escreva um programa LEX que copie um programa em C, substituindo todas as instâncias de FLOAT por REAL.

2 2 11. Escrever um programa em Lex que construa dois vectores com os números inteiros e com os números reais contidos num ficheiro de texto. No final, deve mostrar estes vectores. 12. Implementar um programa em Lex que elimine de um programa em C todos os comentários e caracteres de espaço. 13. Escreva expressões regulares para as seguintes linguagens e implemente autómatos finitos em C e em Lex para as mesmas: a) palavras com V = { a, b, c } em que o primeiro a precede o primeiro b. b) palavras com V = {a, b, c} com n umero par de a s. c) números binários múltiplos de 4. d) números binários maiores que e) palavras em V = { a, b, c } que não contêm a substring baa. 14. Para as seguintes expressões regulares, implemente em C e em Lex um autómato finito determinístico que as reconheça: if then else [az][az09]* [09]+ ( [az]* \n ) ( \n \t ) 15. Considere os seguintes tokens e as respectivas expressões regulares t1 aa* t2 c(a+b)* t3 ab*c t4 caa* t5 b*aa*(c+b) t6 aab*a t7 (a+c)*abb(c+b)* t8 a*bc* t9 (a+(bc)*d) + t10 (a+(bc)*b) + a) Construa um autómato finito determinista para reconhecer cada token. b) Codifique em C e em Lex o reconhecedor de cada token. 16. Considere a seguinte especificação para nomes de objectos numa linguagem: [ <class>: ] [ // <address>/ ] <path> A notação deve ser interpretada da seguinte forma: os parênteses rectos [ ] delimitam partes opcionais de um nome; os caracteres < > delimitam os seguintes padrões: i) <class> é um identificador; ii) <address> é uma lista de um ou mais identificadores, separados por. ; iii) <path>é uma lista de um ou mais identificadores, separados por /. um identificador é uma sequência de uma ou mais letras e dígitos, não podendo começar por um dígito. Construa um autómato finito determinista que reconheça os nomes dos objectos da linguagem e programeo em C e Lex.

3 3 17. Considere a seguinte especificação dos tokens de L, definidos de acordo com as seguintes regras: i) os números podem ser escritos na base 2 (i.e., com o alfabeto {0, 1}), na base 8 (i.e., com o alfabeto {0,, 7}) e na base 10 (i.e., com o alfabeto {0,, 9}); ii) os identificadores são escritos como sequências de dígitos decimais e de caracteres (letras, _, $, %) que começam por uma letra e não terminam com os caracteres _, $ e %; iii) os comentários são sequências de caracteres (letras, _, $, %) entre /* e */; iv) os números reais (e.g., 5, 4E5, 3.8, 29.6E15, 7E3), são representados por vírgula flutuante, com um ponto decimal antecedido e precedido por uma sequencia de um ou mais dígitos, e o expoente com o máximo de 2 dígitos, sendo o primeiro dígito diferente de 0. Não se consideram os 0 s não significativos à esquerda e à direita do ponto decimal. Construa um autómato finito determinista que reconheça os tokens de L e programeo em C e Lex. 18. Considere a seguinte especificação de endereços URL. ftp://[<user>[:<password>]@]<host>[:<port>]/<path>[;<ftptype>] A notação deve ser interpretada da seguinte forma: os parênteses rectos [ ] delimitam partes opcionais de um nome; os caracteres < > delimitam os seguintes padrões: i) <user> e <password> são identificadores; ii) <host> é uma lista de um ou mais identificadores, separados por. ; iii) <port> é uma sequência de um ou mais dígitos; iv) <path> é uma lista de um ou mais identificadores, separados por / ; v) <ftptype> é L <port>; um identificador é uma sequência de uma ou mais letras (maiúsculas ou minúsculas), dígitos e os caracteres _, $ e, não podendo começar por um dígito ou. Construa um autómato finito determinista que reconheça os endereços URL e programeo em C e Lex. 19. Considere uma linguagem de programação, de nome Graphics, que permite desenhar polígonos a partir de instruções. Um ponto é representado por ( number, number ), onde number denota um número inteiro maior ou igual a 0. Uma instrução é uma sequencia de pontos separados por ; que começa por POLY e termina com END. Um programa é uma sequência de instruções. Um exemplo de um programa para desenhar o polígono é dado pela instrução POLY (10,40) ; (50,90) ; (40,45) ; (50,0) END. Identifique os tokens da linguagem Graphics. Construa um autómato finito que reconheça os tokens da linguagem e programeo em C e Lex. 20. Considere a seguinte especificação de um tipo de documentos XML <!ELEMENT id (expr)> A notação deve ser interpretada da seguinte forma:

4 4 id é uma sequência de uma ou mais letras (maiúsculas ou minúsculas), dígitos e os caracteres _, e :, não podendo começar por um dígito ou :. expr é uma sequencia sobre o alfabeto {#PCDATA,,, *,?} que: começa por #PCDATA, tem, ou entre dois #PCDATA s, podendo ainda cada #PCDATA ser seguido por * ou por?. Construa um autómato finito que reconheça este tipo de documentos e programeo em C e Lex. 21. Considere a seguinte tabela de tradução de padrões de expressões regulares para tokens Expressão regular Token Valor de atributo ws if then else id num < <= = <> > >= if then else id num apontador para entrada da tabela apontador para entrada da tabela LT LE EQ NE GT GE Construa o algoritmo de um analisador léxico para os tokens da tabela anterior. Implemente o algoritmo utilizando as linguagens de programação C e LEX. 22. Implementar um préprocessador de C, que expanda macros definidas por #define, ficheiros incluídos com #include e elimine os comentários. 23. Implementar um analisador léxico para um subconjunto da linguagem C, com os construtores usuais: for while break if then else... e a pontuação usual:, : ; ( ) { } [ ] < > <= >= ==!=... Teste o analisador obtido com programas em C. 24. Dado um ficheiro.srt (de legendas para Divx), fazer um analisador léxico para adiantar/atrasar essas legendas de acordo com um valor de x segundos e programálo em C e Lex. Exemplo do formato de um ficheiro.srt: 1 00:00:45,000 > 00:00:50,400 Hello

5 5 2 00:00:50,300 > 00:00:58,200 Goodbye Neste exemplo serão geradas duas legendas. A primeira, será apresentada no filme aos 45 segundos durante cerca de 5 segundos. A segunda, será apresentada no filme aos 50 segundos durante cerca de 3 segundos. 25. Implementar um analisador léxico para a linguagem Tiger, cujos construtores são: while for to break let in end function var type array if then else do of nil e os operadores são:, : ; ( ) { } [ ]. + * / = < > < > <= >= ==!= & := os comentários são idênticos ao C. Experimente nos programas exemplo seguintes: let type any = {any : int} var buffer := getchar() function readint(any: any) : int = let var i := 0 function isdigit(s : string) : int = ord(buffer)>=ord("0") & ord(buffer)<=ord("9") function skipto() = while buffer=" " buffer="\n" do buffer := getchar() in skipto(); any.any := isdigit(buffer); while isdigit(buffer) do (i := i*10+ord(buffer)ord("0"); buffer := getchar()); i end type list = {first: int, rest: list} function readlist() : list = let var any := any{any=0} var i := readint(any) in if any.any then list{first=i,rest=readlist()} else nil end function merge(a: list, b: list) : list = if a=nil then b else if b=nil then a else if a.first < b.first then list{first=a.first,rest=merge(a.rest,b)} else list{first=b.first,rest=merge(a,b.rest)} function printint(i: int) = let function f(i:int) = if i>0 then (f(i/10); print(chr(ii/10*10+ord("0")))) in if i<0 then (print(""); f(i)) else if i>0 then f(i) else print("0") end function printlist(l: list) = if l=nil then print("\n") else (printint(l.first); print(" "); printlist(l.rest)) /* A program to solve the 8queens problem */ let var N := 8 type intarray = array of int var row := intarray [ N ] of 0 var col := intarray [ N ] of 0 var diag1 := intarray [N+N1] of 0 var diag2 := intarray [N+N1] of 0 function printboard() = (for i := 0 to N1 do (for j := 0 to N1 do print(if col[i]=j then " O" else "."); print("\n")); print("\n")) function try(c:int) = ( /* for i:= 0 to c do print("."); print("\n"); flush();*/ if c=n then printboard() else for r := 0 to N1 do if row[r]=0 & diag1[r+c]=0 & diag2[r+7c]=0 then (row[r]:=1; diag1[r+c]:=1; diag2[r+7c]:=1; col[c]:=r; try(c+1); row[r]:=0; diag1[r+c]:=0; diag2[r+7c]:=0) ) in try(0) end

6 6 26. Faça um analisador léxico que transforme, no texto de input, todas as minúsculas em maiúsculas (e mantenha tudo o resto igual) e programeo em C e Lex. 27. Faça um analisador léxico que extrai de um documento de texto todos os endereços de contidos. Assuma que os caracteres não permitidos num endereço de são \t, \n, {, }, espaço, ponto e vírgula, vírgula e aspas. Lembrese também que não pode haver nem dois pontos seguidos. Este analisador deve apenas produzir a lista de endereços, separados de vírgula e espaço. Ou seja, prontos para serem copiados directamente para um cliente de . Por exemplo, o texto: O endereço do João Fonseca é jfonseca@gmail.com e o do Carlos Meireles é meiras@hotmail.com. Para os outros, estão na lista abaixo: mariliaf@student.deeei.uq.tp; mfon{s}@kkks.us gilaroi@yaaahooo.com; gil eanes@grlah.jh daria o seguinte resultado: jfonseca@gmail.com, meiras@hotmail.com, mariliaf@student.deeei.uq.tp, gilaroi@yaaahooo.com, eanes@grlah.jh 28. A conhecida linguagem de edição LaTeX (lêse latec ), essencialmente dedicada à elaboração de artigos e relatórios científicos (e para situações onde se pretende alta qualidade gráfica em texto e fórmulas) consiste num conjunto de comandos que definem como deve aparecer o texto no resultado final. Cada comando é sempre precedido do caracter \. Um documento em LaTeX deve começar sempre pelo preâmbulo, que começa com a instrução \documentclass[opcoes]{<classe do Documento>}, algumas chamadas a packages (comandos do tipo \usepackage... ) até ao início do texto propriamente dito. O texto consiste num bloco delimitado pelo comandos \begin{document} e \end{document}. Cada bloco definido por begin/end é chamado ambiente e identificado dentro de chavetas (neste caso o ambiente é document ). Dentro do texto, existem vários comandos e ambientes específicos a cada situação. Neste exercício, vamos utilizar apenas os comandos \section, \chapter, \title e os ambientes itemize e enumerate. Em baixo, vemos um ficheiro LaTeX de exemplo: \documentclass[onecolumn, 10pt] {article} \usepackage{graphix} \begin{document} \title{o Gato} \chapter{introducao} Era uma vez um gato maltes...\\ \section{seccao1} Tocava piano e falava frances\\

7 7 \section{seccao2}...e dava uns toques de guitarra e falava ingles tambem\\ \chapter{desenvolvimento} Na verdade, o gato apenas: \begin{itemize} \item Miava \item Ronronava \item Fugia dos caes \end{itemize} \chapter{conclusoes} Moral da historia: \begin{enumerate} \item Os animais sao nossos amigos \item Mesmo quando nao falam frances nem ingles \item Mesmo quando nao tocam piano nem guitarra \end{enumerate} \end{document} e o respectivo resultado poderia ser algo do género: O GATO 1. Introducao Era uma vez um gato maltes Seccao1 Tocava piano e falava frances Seccao2...e dava uns toques de guitarra e falava ingles tambem 2. Desenvolvimento Na verdade, o gato apenas:. Miava. Ronronava. Fugia dos caes 3. Conclusoes Moral da historia: 1. Os animais sao nossos amigos 2. Mesmo quando nao falam frances nem ingles 3. Mesmo quando nao tocam piano nem guitarra

8 8 No sentido de ajudar os menos habituados ao LaTeX (e que pretendem apenas compreender e extrair o conteúdo de um ficheiro.tex ), pretendese que faça em Lex um miniinterpretador que produza ficheiros de texto simples com atenção aos seguintes pontos: a) Ignore completamente o preâmbulo (ou seja, não deve aparecer no ficheiro de saída) b) Coloque o título em letras maiúsculas (antecedido de um tab \t ). c) Elimine as indicações de \begin{document} e \end{document}. d) Crie capítulos e secções, numerados como apresentado acima. e) Interprete os ambientes itemize (colocar um. no início de cada linha precedida por \item) e enumerate (colocar numeração sequencial em cada \item) 29. Para fazer a sua package completa, é necessária também a ferramenta que converta um texto seu em LaTeX. Assim, poderá escrever os seus textos numa linguagem de edição inventada por si e ter o output com a qualidade LaTeX: a) Garanta que o ficheiro de saída começa sempre com os seguintes comandos: \documentclass[a4paper,10pt]{report} \begin{document} e termina com o seguinte: \end{document} b) Converta sequências de maiúsculas seguidas de vários \t em comandos \title{...} c) Converta sequências de dígitos isolados (seguidos de ponto), por exemplo 1. em comandos \chapter{...}. d) Converta sequências de pares de dígitos (intercalados com pontos), por exemplo 1.1. em comandos \section{...} e) (opcional) Converta as frases iniciadas com. ou * como sendo comandos \itemize f) (opcional) Converta as frases iniciadas com dígito seguidas de como sendo comandos \enumerate

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