Syntaksanalyse. Dagens tema: Språkdiagrammene Jernbanediagrammene er et ypperlig utgangspunkt for å analysere et program: INF2100 INF2100 INF2100

Transkript

1 Syntaksanalyse På skolen hadde vi grammatikkanalyse: Dagens tema: Syntaksanalyse Hva annet gjør en kompilator? Sjekking av navnebruk Testutskrifter Fanger krabber så lenge de orker Syntaksanalyse er på samme måte å finne hvilke språkelementer vi har og bygge syntakstreet Heldigvis Analyse av rammeringsspråk er enklere enn naturlige språk: Programmeringsspråk har en klarere definisjon Programmeringsspråk er laget for å kunne analyseres rimelig enkelt Dag Langmyhr,Ifi,UiO: Forelesning 4 oktober 2005 Ark 1 av 20 Dag Langmyhr,Ifi,UiO: Forelesning 4 oktober 2005 Ark 2 av 20 Dag Langmyhr,Ifi,UiO: Forelesning 4 oktober 2005 Ark 3 av 20 var n; beg outtext "Skriv et tall: "; n := inint; outtext "Det dobbelte er "; outint(1) 2*n; outline; end InIntPart ConstPart VarPart Expression Expression VarDecl OutText Assign OutText OutInt OutLine Decl DeclSeqv Seqv Program Språkdiagrammene Jernbanediagrammene er et ypperlig utgangspunkt for å analysere et ram: Program ; Deklarasjon Utifra dette vet vi: beg ; Setning Først kommer symbolet end Hvis neste symbol ikke er beg, kommer det en Deklarasjon etterfulgt av et semikolon Før eller siden kommer symbolet beg Hvis neste symbol ikke er end, kommer en Setning etterfulgt av et semikolon Før eller siden kommer symbolet end Dag Langmyhr,Ifi,UiO: Forelesning 4 oktober 2005 Ark 4 av 20

2 Utifra dette kan vi lage en skisse for en metode som analyserer et Minila ram: void analyserprogram () { Sjekk at vi har lest while ( neste symbol ikke er beg ) Analysér Deklarasjon og ; Sjekk at vi har lest beg while ( neste symbol ikke er end ) Analysér Setning og ; Sjekk at vi har lest end Er det så enkelt? Mange rammeringsspråk er designet slik at denne teknikken kalt «recursive descent» alltid fungerer Et analyseram er aldri i tvil om hvilken vei gjennom rammet som er den rette Setning intext outchar Navn Uttrykk Tekst Variabel := Uttrykk outint ( Tall ) Uttrykk Stort sett gjør vi to ting: Symboler (i rundinger) sjekkes Meta symboler (i firkanter) overlates til sine egne metoder for analysering outline outtext Navn Tekst If-setning While-setning call Navn with Uttrykk into Variabel Dette omfatter Minila og Pascal men ikke Java, C og C++ I fagterminologien er de LL(1) språk Dag Langmyhr,Ifi,UiO: Forelesning 4 oktober 2005 Ark 5 av 20 Dag Langmyhr,Ifi,UiO: Forelesning 4 oktober 2005 Ark 6 av 20 Plassering av metodene Husk at målet med analysen er tofoldig: Vi skal sjekke at rammet er riktig Vi skal bygge opp syntakstreet Da er det naturlig å koble analysemetoden til den klassen som skal inngå i syntakstreet Samarbeid med SymbolGenerator Hvordan sikrer vi at symbolstrømmen fra SymbolGenerator er i fase med vår analyse? Det beste er å vedta noen regler som alle analyze metodene må følge: ❶ Når man kaller analyze, skal første symbol være lest inn! Hvert meta symbol i diagrammet implementeres av en Java klasse Hver av disse klassene får en metode void analyze () { ❷ Når man returnerer fra en analyze, skal første symbol etter konstruksjonen være lest som kan analysere «seg selv» Dag Langmyhr,Ifi,UiO: Forelesning 4 oktober 2005 Ark 7 av 20 Dag Langmyhr,Ifi,UiO: Forelesning 4 oktober 2005 Ark 8 av 20

3 Noen ganger trenger man å lagre data om konstruksjonen, for deklarasjoner av variable og prosedyrer: Modifikasjoner av diagrammene Selv om diagrammene kan fungere bra som de er, kan de noen ganger forbedres: Noen ganger forekommer samme gruppe flere ganger, for eksempel, Deklarasjon var Navn [ Tall ] [ ] proc Navn in Navn out Navn ; Deklarasjon Da kan det være lurt å definere dette som et nytt meta symbol Deklarasjon ; ; Setning endproc Da bør man ha egne meta symboler (som blir egne objekter) for alternativene Hvis meta symbolet er komplisert, kan det også være nyttig å innføre nye meta symboler (men dette gjelder ikke Minila) Dag Langmyhr,Ifi,UiO: Forelesning 4 oktober 2005 Ark 9 av 20 Dag Langmyhr,Ifi,UiO: Forelesning 4 oktober 2005 Ark 10 av 20 Dag Langmyhr,Ifi,UiO: Forelesning 4 oktober 2005 Ark 11 av 20 if (! symbgencuris("then")) mainresperror("forventet then etter betingelse men fant " +symbgencursymbol()); Eksempel Jeg synes dette er en god melding: Det er lurt å fortelle hva analyze forventet og hva som er neste symbol Linjenummeret er en selvfølge Utfordringen er å gi en feilmelding brukeren har nytte av: Hvis neste symbol ikke gir noen lovlig vei i diagrammet, er det en feil Feilsjekking Sjekken på syntaksfeil er svært enkel: Et eksempel Her er en skisse av If og dens analyze: class If { Condition cond; Seqv ss1, ss2; void analyze () { if (! symbgencuris("if")) gi feilmelding ; symbgenreadsymbol(); cond = new Condition(); condanalyze(); if (! symbgencuris("then")) gi feilmelding ; symbgenreadsymbol(); ss1 = new Seqv(); ss1analyze(); if (symbgencuris("else")) { symbgenreadsymbol(); ss2 = new Seqv(); ss2analyze(); else { ss2 = null; if (! symbgencuris("endif")) gi feilmelding ; symbgenreadsymbol(); Dag Langmyhr,Ifi,UiO: Forelesning 4 oktober 2005 Ark 12 av 20

4 Lagring av navn Det enkleste er å lagre navnene i deklarasjonsobjektet: Sjekking av navn En kompilator må også sjekke riktig navnebruk Dette omfatter: Det må ikke forekomme dobbeltdeklarasjoner Alle navn må være deklarert Navnet må brukes riktig (enkel variabel kontra array kontra prosedyre) class DeclSeqv { private Decl firstdecl, lastdecl; class Decl { private Decl next; protected String name; class VarDecl extends Decl { private boolean isarray, isparam; private int arraylength; class ProcDecl extends Decl { private VarDecl inpar, outpar; private DeclSeqv ds; private Seqv ss; Dag Langmyhr,Ifi,UiO: Forelesning 4 oktober 2005 Ark 13 av 20 Dag Langmyhr,Ifi,UiO: Forelesning 4 oktober 2005 Ark 14 av 20 Hvordan finner man et navn? I Minila rammet kan vi ha følgende setning: x := a[4] + 1; Hvilken x er det snakk om, og hvilken a? Lokale variable Det enkleste er å sjekke om variabelen er en lokal variabel proc p in a[]; var x; x := a[4] + 1; Global navn Navn kan imidlertid være deklarert «lenger ute»: var a; proc p1; var b; proc p2; var c; a b c Hvordan finner man dem? La analyze få med en parameter som peker til den lokale deklarasjonslisten: void analyze (DeclSeqv localdeclseqv) { Det enkleste er å la hvert DeclSeqv objekt ha en peker til sin nærmeste omliggende deklarasjonsliste Dag Langmyhr,Ifi,UiO: Forelesning 4 oktober 2005 Ark 15 av 20 Dag Langmyhr,Ifi,UiO: Forelesning 4 oktober 2005 Ark 16 av 20

5 Testutskrifter Det er lett å gjøre feil når man rammerer noe såpass komplisert som en kompilator Det lureste er å godta dette og heller finne teknikker for å oppdage feilen Er SymbolGenerator synkronisert? Til dette bruker man S utskriftene fra Del 0 A utskrifter Gjør man riktig valg i diagrammene Det beste er å la hver analyze gi lyd fra seg P utskrifter Ble analysetreet riktig? Det beste da er å skrive det ut etterpå Testram Vi skal se på dette rammet: Et veldig enkelt Minila ram var x, z; proc read out a; a := inint; proc write in a; outint(4) a; outline; beg call read into x; z := x; call write with z; end Dag Langmyhr,Ifi,UiO: Forelesning 4 oktober 2005 Ark 17 av 20 Dag Langmyhr,Ifi,UiO: Forelesning 4 oktober 2005 Ark 18 av 20 A utskrift A utskriften begynner slik: 1: Et veldig enkelt Minila ram 2: 3: INN Program 4: var x, z; INN DeclSeqv INN VarDecl INN VarDecl 5: 6: proc read out a; INN ProcDecl INN VarDecl 7: INN DeclSeqv UT DeclSeqv 8: a := inint; INN Seqv INN Assign INN AssignVar UT AssignVar INN Expression INN InIntPart UT InIntPart UT Expression UT Assign 9: UT Seqv 10: UT ProcDecl 11: proc write in a; INN ProcDecl INN VarDecl 12: 13: outint(4) a; outline; INN DeclSeqv UT DeclSeqv INN Seqv INN OutInt INN Expression INN VarPart UT VarPart UT Expression UT OutInt INN OutLine UT OutLine 14: P utskrift Slik ser P utskriften ut: P testutskrift: Skriver innholdet av treet var x ; var z ; proc read out a ; a := inint ; endproc ; proc write in a ; outint( 4 ) a ; outline ; endproc ; beg call read into x ; z := x ; call write with z ; end Dag Langmyhr,Ifi,UiO: Forelesning 4 oktober 2005 Ark 19 av 20 Dag Langmyhr,Ifi,UiO: Forelesning 4 oktober 2005 Ark 20 av 20