Tema: Tabla de Símbolos

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1 Compiladores. Guía 6 1 Facultad: Ingeniería Escuela: Computación Asignatura: Compiladores Tema: Tabla de Símbolos Contenido En esta guía se desarrollará una tabla de símbolos y se asociará al analizador sintáctico de manera que se pueda manejar varios tipos de datos en un compilador, tomando como ejemplo base el compilador del lenguaje MUSIM/3. Objetivos Específicos Conocer la estructura de una tabla de símbolos y un ejemplo de su implementación. Aplicar los conceptos de tabla de símbolos y su combinación con el analizador sintáctico para el manejo de tipos de datos. Material y Equipo Guía de Laboratorio Nº 6. Computadora con programa Dev C++. Archivos de recurso o AnalizadorLexico.cpp o AnalizadorSintacticoEBNF.cpp Introducción Teórica Tabla de Símbolos La tabla de símbolos es la componente del compilador que se encarga de todos los aspectos dependientes del contexto relacionados con las restricciones impuestas a loa nombres que puedan aparecer en los programas (nombres de variables, constantes, funciones, palabras reservadas, ). Estas restricciones obligan a llevar la cuenta, durante todo el proceso de compilación de los nombres utilizados (junto con toda la información relevante que se deduzca de la definición del lenguaje de programación), para poder realizar las

2 2 Compiladores. Guía 6 comprobaciones y poder realizar las comprobaciones e imponer las restricciones necesarias. Por otro lado, una preocupación muy importante en el diseño de algoritmos para la solución de problemas computables es obtener el mejor rendimiento posible. Para ello, es esencial la elección concreta de estructuras de datos. El tiempo que necesitan los algoritmos para procesar sus entradas suele depender del tamaño de estas y difiere de unas estructuras de datos a otras. La tabla de símbolos es una estructura de datos que contiene toda la información relativa a cada identificador que aparece en el programa fuente. Los identificadores pueden ser de variables, tipos de datos, funciones, procedimientos, etc... Evidentemente cada lenguaje de programación tiene unas características propias que se reflejan en la tabla de símbolos. Cada elemento de la estructura de datos que compone la tabla de símbolos está formado al menos por el identificador y sus atributos. Los atributos son la información relativa de cada identificador. Los atributos habituales son: Especificación del identificador: variable, tipo de datos, función, procedimiento, etc... Tipo: en el caso de variables será el identificador de tipo (real, entero, carácter, cadena de caracteres, o un tipo definido previamente). En el caso de las funciones puede ser el tipo devuelto por la función. Los procedimientos se pueden marcar como funciones que no devuelven nada (void). Dimensión o tamaño. Puede utilizarse el tamaño total que ocupa una variable en bytes, o las dimensiones. Así en el caso de variables simples se coloca la dimensión cero, para los arrays la dimensión del array, en el caso de estructuras (struct) o registros (record) el número de campos o miembros, en el caso de funciones o procedimientos se puede almacenar el número de parámetros, etc... Dirección de comienzo para generar el código objeto. En el código máquina no hay nombre de identificadores, tan sólo direcciones de memoria para datos (static, stack, y heap) o para código (usadas por los procedimientos y funciones). Listas de información adicional. Contienen información de tamaño variable, por ejemplo: los tipos de los campos

3 Compiladores. Guía 6 3 o miembros de las estructuras o registros, los tipos de los parámetros de estructuras o uniones. Los atributos pueden variar de unos lenguajes a otros, debido a las características propias de cada lenguaje y a la metodología de desarrollo del traductor. La tabla de símbolos se crea por cooperación del análisis léxico y el análisis sintáctico. El análisis léxico proporciona la lista de los identificadores, y el análisis sintáctico permite rellenar los atributos correspondientes a cada identificador. El analizador semántico también puede rellenar algún atributo. El analizador semántico y el generador de código obtienen de la tabla de símbolos la información necesaria para realizar su tarea. Las operaciones fundamentales que se realizan en la tabla de símbolos son la inserción y búsqueda de información. En algunos lenguajes de programación también se realizan las operaciones set y reset que activan y desactivan los identificadores locales respectivamente. Dada la cantidad de veces que se accede a la tabla de símbolos es necesario que la estructura de datos que alberga la información, y los algoritmos de acceso sean optimizados al máximo. En general se utilizan métodos hash para el manejo de las tablas de símbolos. Las tablas de símbolos constituyen el recipiente donde se almacena toda la información relativa al programa fuente en tiempo de compilación y por tanto se destruyen una vez finalizada la traducción. Tan sólo hay una excepción en el caso de que se activen opciones de depuración (debugging), en ese caso los compiladores graban en fichero la tabla de símbolos para poder dar información de los identificadores usados en el programa fuente en tiempo de ejecución. Los fabricantes de compiladores incluyen para esos casos información de la tabla de símbolos que emplean. Procedimiento MUSIM/3 La primera versión de este lenguaje es el MUSIM/0, luego surgió el MUSIM/1. Se denominan MUSIM1/x las variantes que de MUSIM que profundicen en aspectos léxicos, las MUSIM/2x son las versiones que avancen en aspectos sintácticos, MUSIM/3x los que añaden aspectos semánticos.

4 4 Compiladores. Guía 6 Gramática MUSIM/3 <Programa> ::= MAIN "{" <Bloque> "}" <Bloque> ::= <Declaraciones> <Sentencias> <Declaraciones> ::= <Declara> ; <Otra_declara> <Otra_declara> ::= <Declara> ; <Otra_declara> <Vacio> <Declara> ::= <Tipo> <Variable> <Tipo> ::= INTEGER FLOAT CHAR <Sentencias> ::= <Instruccion> <Otra_instruccion> <Otra_instruccion> ::= ; <Instruccion> <Otra_instruccion> <Vacio> <Instruccion> ::= <Asignacion> <Lectura> <Escritura> <Asignacion> ::= <Variable> = <Expresion> <Expresion> ::= <Termino> <Mas_terminos> <Mas_terminos> ::= + <Termino> <Mas_terminos> - <Termino> <Mas_terminos> <Vacio> <Termino> ::= <Factor> <Mas_factores> * <Factor> <Mas_factores> / <Factor> <Mas_factores> <Mas_factores> ::= <Vacio> <Factor> ::= <Primario> <Exp> <Exp> ::= ^ <Factor> <Vacio> <Primario> ::= - <Primario> <Elemento> <Elemento> ::= ( <Expresion> ) <Variable> <Constante> <Lectura> ::= READ <Variable> <Escritura> ::= WRITE <Variable> <Variable> ::= letra_minuscula <Constante> ::= entera real caracter <Vacio> ::= Un ejemplo de un programa con MUSIM/3 es: M{ I a; I b; F c; F d; R a; R b; c=a+b; d=a-b; W c; W d; }. Donde M=Main

5 Compiladores. Guía 6 5 I=Integer F=Float C=Char R=Read W=Write Y los identificadores están formados de una sola letra. Tomando en cuenta, las consideraciones anteriores acerca del lenguaje MUSIM/3, se implementará la tabla de símbolos correspondiente al compilador de este lenguaje. Esta se conforma de dos clases, la primera es la clase Simbolo, que construye cada token que se almacena en la tabla con un id y además el tipo de datos al que pertenece. A continuación se presenta el código correspondiente a la tabla de símbolos de MUSIM/3. Simbolo.h #ifndef Simbolo_H #define Simbolo_H #include<iostream> #include<cstring> using namespace std; class Simbolo { char tipo; char id; public: Simbolo(void); ~Simbolo(void); char hashcode(void){return id;}; bool equals(simbolo o){return o.id==id;}; char tostring(); }; char Simbolo::toString(){ char cad[50]=""; strcpy(cad, reinterpret_cast<const char *>(id)); strcat(cad,":"); strcat(cad,reinterpret_cast<const char *>(tipo)); return *cad; } #endif TablaDeSimbolos.h #ifndef TablaDeSimbolos_H #define TablaDeSimbolos _H #include <iostream> #include <cstring>

6 6 Compiladores. Guía 6 #include <map> #include "Simbolo.h" using namespace std; class TablaDeSimbolos { //static Hashtable tabla=new Hashtable(); map<char,simbolo> tabla; public: static Simbolo getsimbolo(char id); static void addsimbolo(simbolo newsimbolo); } static void TablaDeSimbolos::addSimbolo(Simbolo newsimbolo){ tabla[newsimbolo->hashcode]=newsimbolo; } static Simbolo TablaDeSimbolos::getSimbolo(char id){ return (Simbolo)tabla.find(id); } #endif Análisis de resultados Integre la tabla de símbolos con el analizador sintáctico y analizador léxico de MUSIM/3 proporcionado en los recursos, utilice la definición sintáctica EBNF de la introducción teórica para referencias. Investigación complementaria Compilar un proyecto en C++, que integre el analizador léxico, analizador sintáctico, y tabla de símbolos, de manera que pueda leer de manera exitosa el programa de MUSIM codificado en el ejemplo presentado en esta guía (Presente capturas de pantalla y archivos que respalden al correcta ejecución). Responda: Mencione las pasadas de un AST para implementar un compilador e intérprete del lenguaje. Bibliografía Construcción de Compiladores. Principios y practica, Kenneth C. Louden.

7 Compiladores. Guía 6 7 Compiladores. Principios técnicas y Herramientas. Sethi Ullman. Pearson Education.

8 8 Compiladores. Guía 6 Guía 6: Tabla de Símbolos Hoja de cotejo: 6 Alumno: Máquina No: Docente: GL: Fecha: EVALUACION % Nota CONOCIMIENTO Del 20 al 30% Conocimie nto deficient e de los fundament os teóricos Conocimiento y explicación incompleta de los fundamentos teóricos Conocimiento completo y explicación clara de los fundamentos teóricos APLICACIÓN DEL CONOCIMIENTO Del 40% al 60% ACTITUD Del 15% al 30% No tiene actitud proactiva. Actitud propositiva y con propuestas no aplicables al contenido de la guía. Tiene actitud proactiva y sus propuestas son concretas. TOTAL 100%