Семантические действия при синтаксическом разборе. Построение синтаксического дерева программы
Содержание
Введение
Синтаксически управляемая трансляция состоит в том, что при разборе текста программы на каждое распознанное правило грамматики выполняется некоторое действие. Данные действия придают смысл трансляции (переводу) и поэтому мы называем их семантическими. Семантические действия записываются в .y-файле после правил в фигурных скобках и представляют собой код программы на C# (целевом языке компилятора).
Как правило, при трансляции программа переводится в другую форму, более приспособленную для анализа, дальнейших преобразований и генерации кода.
Мы будем переводить текст программы в так называемое синтаксическое дерево. Если синтаксическое дерево построено, то программа синтаксически правильная, и ее можно подвергать дальнейшей обработке.
В синтаксическое дерево включаются узлы, соответствующие всем синтаксическим конструкциям языка. Атрибутами этих узлов являются их существенные характеристики. Например, для узла оператора присваивания AssignNode такими атрибутами являются IdNode - идентификатор в левой части оператора присваивания и ExprNode - выражение в правой части оператора присваивания.
Синтаксическое дерево программы (или AST - Abstract Syntax Tree) отличается от дерева разбора тем, что в него не добавляются несущественные атрибуты - например, ключевые слова.
Обсуждение кода мы начнем с .y-файла. Грамматика в нем не поменялась.
Файл SimpleYacc.y
%{
// Эти объявления добавляются в класс GPPGParser, представляющий собой парсер, генерируемый системой gppg
public BlockNode root; // Корневой узел синтаксического дерева
public Parser(AbstractScanner<ValueType, LexLocation> scanner) : base(scanner) { }
%}
%output = SimpleYacc.cs
%union {
public double dVal;
public int iVal;
public string sVal;
public Node nVal;
public ExprNode eVal;
public StatementNode stVal;
public BlockNode blVal;
}
%using ProgramTree;
%namespace SimpleParser
%token BEGIN END CYCLE ASSIGN SEMICOLON
%token <iVal> INUM
%token <dVal> RNUM
%token <sVal> ID
%type <eVal> expr ident
%type <stVal> assign statement cycle
%type <blVal> stlist block
%%
progr : block { root = $1; }
;
stlist : statement
{
$$ = new BlockNode($1);
}
| stlist SEMICOLON statement
{
$1.Add($3);
$$ = $1;
}
;
statement: assign { $$ = $1; }
| block { $$ = $1; }
| cycle { $$ = $1; }
;
ident : ID { $$ = new IdNode($1); }
;
assign : ident ASSIGN expr { $$ = new AssignNode($1 as IdNode, $3, 0); }
;
expr : ident { $$ = $1 as IdNode; }
| INUM { $$ = new IntNumNode($1); }
;
block : BEGIN stlist END { $$ = $2; }
;
cycle : CYCLE expr statement { $$ = new CycleNode($2, $3); }
;
%%
Комментарии к файлу SimpleYacc.y
- Данный файл описывает ту же грамматику, что и файл с прошлого занятия. Поэтому сконцентрируемся на отличиях.
- Самое важное отличие - наличие семантических правил, которые записаны после правил грамматики в фигурных скобках и являются командами, конструирующими узлы синтаксического дерева.
- Синтаксическое дерево строится снизу вверх: вначале строятся листовые узлы, не имеющие потомков (например, IdNode или IntNumNode), затем по ним строятся другие узлы (например, AssignNode - по IdNode и ExprNode).
- Стратегия построения синтаксического дерева снизу вверх соответствует стратегии разбора снизу-вверх, принятой в парсере gppg (точнее, во всех парсерах, поддерживающих LR-грамматики)
- $1 $2 $3 обозначают соответственно первый, второй и третий символ (нетерминал или терминал), стоящие в правой части правила, $$ - нетерминал, стоящий в левой части правила
Главное
- Терминалы могут иметь тип, нетерминалы обязательно имеют тип. Это так называемый семантический тип, который связывается с символом. Если символ имеет тип, то выражение $что-то, связанное с символом, возвращает значение этого типа
Файл SimpleLex.lex
Комментарии к файлу SimpleLex.lex
Файл ProgramTree.cs
using System.Collections.Generic;
namespace ProgramTree
{
public enum AssignType { Assign, AssignPlus, AssignMinus, AssignMult, AssignDivide };
public class Node // базовый класс для всех узлов
{
}
public class ExprNode : Node // базовый класс для всех выражений
{
}
public class IdNode : ExprNode
{
public string Name { get; set; }
public IdNode(string name) { Name = name; }
}
public class IntNumNode : ExprNode
{
public int Num { get; set; }
public IntNumNode(int num) { Num = num; }
}
public class StatementNode : Node // базовый класс для всех операторов
{
}
public class AssignNode : StatementNode
{
public IdNode Id { get; set; }
public ExprNode Expr { get; set; }
public AssignType AssOp { get; set; }
public AssignNode(IdNode id, ExprNode expr, AssignType assop)
{
Id = id;
Expr = expr;
AssOp = assop;
}
}
public class CycleNode : StatementNode
{
public ExprNode Expr { get; set; }
public StatementNode Stat { get; set; }
public CycleNode(ExprNode expr, StatementNode stat)
{
Expr = expr;
Stat = stat;
}
}
public class BlockNode : StatementNode
{
public List<StatementNode> StList = new List<StatementNode>();
public BlockNode(StatementNode stat)
{
Add(stat);
}
public void Add(StatementNode stat)
{
StList.Add(stat);
}
}
}