Compiladores. Análisis Sintáctico Ascendente. Adrian Ulises Mercado Martínez. Facultad de Ingeniería, UNAM. 5 de septiembre de 2013

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1 Compiladores Análisis Sintáctico Ascendente Adrian Ulises Mercado Martínez Facultad de Ingeniería, UNAM 5 de septiembre de 2013 Adrian Ulises Mercado Martínez (FI,UNAM) Compiladores 5/07/ / 34

2 Índice 1 Introducción 2 Gramáticas Libres de Contexto 3 Derivaciones Derivaciones por la izquierda Derivaciones por la derecha 4 Árbol Sintáctico. 5 Ambigüedad 6 Notación BNF. 7 Diagramas de Sintaxis. Adrian Ulises Mercado Martínez (FI,UNAM) Compiladores 5/07/ / 34

3 Introducción Sección 1 Introducción Adrian Ulises Mercado Martínez (FI,UNAM) Compiladores 5/07/ / 34

4 Análisis Sintáctico Introducción Figure: Fase de análisis sintáctico Adrian Ulises Mercado Martínez (FI,UNAM) Compiladores 5/07/ / 34

5 Análisis Sintáctico Introducción Tipos de Análisis Sintáctico 1 Análisis sintáctico universal. (Cocke-Younger-Kasami y Earley) 2 Análisis sintáctico descendente.(recursivo y LL(k)) 3 Análisis sintáctico ascendente.(lr(k)) Adrian Ulises Mercado Martínez (FI,UNAM) Compiladores 5/07/ / 34

6 Análisis Sintáctico Introducción Tareas del Analizador Sintáctico o Parser Revisar la sintaxis del programa. Construir el árbol sintáctico. Detectar los errores sintácticos. Recuperarse de los errores. Adrian Ulises Mercado Martínez (FI,UNAM) Compiladores 5/07/ / 34

7 Análisis Sintáctico Introducción Por qué se usan las gramáticas? 1 Una gramática proporciona una especificación sintáctica precisa; pero fácil de entender, de un lenguaje de programación. 2 A partir de ciertas gramáticas se puede construir un analizador sintáctico de forma automática. 3 La estructura impartida a un lenguaje mediante una gramática diseñada en forma apropiada es útil para traducir los programas fuente en código objeto correcto. 4 Una gramática permite que un lenguaje evolucione o se desarrolle de manera iterativa, agregando nuevas construcciones para realizar nuevas tareas. Adrian Ulises Mercado Martínez (FI,UNAM) Compiladores 5/07/ / 34

8 Gramáticas Libres de Contexto Sección 2 Gramáticas Libres de Contexto Adrian Ulises Mercado Martínez (FI,UNAM) Compiladores 5/07/ / 34

9 Gramáticas Libres de Contexto Análisis Sintáctico Gramática Libre de Contexto(GLC) Esta formada por una tupla de cuatro valores que se representa como sigue: G(N,Σ,P,S) donde: N: es un conjunto de símbolos no terminales Σ: conjunto de símbolos terminales P: es un subconjunto finito de Nx(N Σ). Las reglas de producción de la gramática. S: es el símbolo inicial de la gramática y pertenece a N. Adrian Ulises Mercado Martínez (FI,UNAM) Compiladores 5/07/ / 34

10 Gramáticas Libres de Contexto Análisis Sintáctico Ejemplo de una gramática libre de contexto expresion expresion + term expresion expresion term expresion term term term factor term term/factor term factor factor (expresion) factor id Adrian Ulises Mercado Martínez (FI,UNAM) Compiladores 5/07/ / 34

11 Gramáticas Libres de Contexto Análisis Sintáctico Convenciones de notación 1 Las mayúsculas o palabras entre < y > son símbolos no terminales. 2 Las letras mínusculas o palabras en negritas son símbolos terminales. 3 Las letras X, Y y Z, representan cualquier símbolo gramatical. 4 Las letras w, x, y, z representan cadenas de puros terminales. 5 Las letras griegas minúsculas representan cadenas compuestas de terminales y no terminales. 6 Un conjunto de reglas A α 1, A α 2,..., A α n se pueden escribir como A α 1 α 2... α n 7 A menos que se indique lo contrario, el encabezado de la primera producción es siempre el símbolo inicial. Adrian Ulises Mercado Martínez (FI,UNAM) Compiladores 5/07/ / 34

12 Gramáticas Libres de Contexto Análisis Sintáctico Partes de una producción Sea P = A αβγ una producción Llamamos encabezado de P a A. Llamamos cuerpo de la producción a αβγ se lee como produce Adrian Ulises Mercado Martínez (FI,UNAM) Compiladores 5/07/ / 34

13 Derivaciones Sección 3 Derivaciones Adrian Ulises Mercado Martínez (FI,UNAM) Compiladores 5/07/ / 34

14 Análisis Sintáctico Derivaciones Definition (Sentencia) Una sentencia es una cadena formada exclusivamente de símbolos terminales. Definition (Forma Sentencial.) Una forma sentencial es una cadena formada tanto de símbolos terminales, como de símbolos no terminales Adrian Ulises Mercado Martínez (FI,UNAM) Compiladores 5/07/ / 34

15 Análisis Sintáctico Derivaciones Definition (Derivación) Una derivación es el proceso mediante el cual partiendo del símbolo inicial de la gramática G, llegamos a una sentencia. En cada paso de la derivación sólo se puede sustituir un símbolo no terminal por el cuerpo de una de sus producciones. Ejemplo Sea G: A (A)A, A (a), A ε Obtener ((((a)))) A (A)A (A) ((A)A) (((A)A)A) (((A)A)) ((((a))a)) ((((a)))) Adrian Ulises Mercado Martínez (FI,UNAM) Compiladores 5/07/ / 34

16 Análisis Sintáctico Derivaciones Derivaciones Sean α y β dos formas sentenciales, decimos que β es derivable de α en un solo paso y lo denotamos de la siguiente manera α β Si β se puede obtener de α en cero o más pasos de derivación, lo denotamos de la siguiente manera. α β También si β se obtiene de α en uno o más pasos de derivación, lo denotamos de la siguiente manera. α + β Adrian Ulises Mercado Martínez (FI,UNAM) Compiladores 5/07/ / 34

17 Análisis Sintáctico Derivaciones Derivaciones por la izquierda Derivaciones por la izquierda Decimos que una derivación es por la izquierda cuando en cada paso de la derivación seleccionamos sustituir el no terminal que se encuentra más a la izquierda. Ejemplo Sea la gramática G: A (A)A ε Derivar por la izquierda ((())) A (A)A ((A)A)A (((A)A)A)A ((()A)A)A ((())A)A ((()))A ((())) Adrian Ulises Mercado Martínez (FI,UNAM) Compiladores 5/07/ / 34

18 Análisis Sintáctico Derivaciones Derivaciones por la derecha Derivaciones por la derecha Una derivación es por la derecha cuando en cada uno de los pasos de la derivación siempre se sustituye el no terminal que se encuentra más a la derecha. Ejemplo Sea la gramática G A (A)A ε Derivar por la derecha la sentencia ((())). A (A)A (A) ((A)A) ((A)) (((A)A)) (((A))) ((())) Adrian Ulises Mercado Martínez (FI,UNAM) Compiladores 5/07/ / 34

19 Árbol Sintáctico. Sección 4 Árbol Sintáctico. Adrian Ulises Mercado Martínez (FI,UNAM) Compiladores 5/07/ / 34

20 Árbol Sintáctico. Análisis Sintáctico Árboles de derivación. Un árbol de derivación es la representación gráfica de una derivación, en el árbol no se puede saber cual es el orden preciso en que se fueron derivando los símbolos. Ejemplo Sea G: E E + E, E E E E E, E (E) E id Derivar -(id +id) E -E -(E) -(E+E) -( E + id)-(id + id) Adrian Ulises Mercado Martínez (FI,UNAM) Compiladores 5/07/ / 34

21 Árbol Sintáctico. Análisis Sintáctico Ejemplo E - E ( E ) E id + E id En el árbol sintáctico los nodos contienen símbolos terminales y no terminales, los nodos hoja son los que contienen a los terminales, la raíz es el símbolo inicial de la gramática. Adrian Ulises Mercado Martínez (FI,UNAM) Compiladores 5/07/ / 34

22 Ambigüedad Sección 5 Ambigüedad Adrian Ulises Mercado Martínez (FI,UNAM) Compiladores 5/07/ / 34

23 Análisis Sintáctico Ambigüedad Ambigüedad Sea G: E E + E E E (E) id Una derivación por la izquierda E E + E id + E id + E * E id + id * E id + id * id Otra derivación por la izquierda E E * E E + E * E id + E * E id + id * E id + id * id Adrian Ulises Mercado Martínez (FI,UNAM) Compiladores 5/07/ / 34

24 Análisis Sintáctico Ambigüedad Árbol de la primera derivación izquierda E Árbol de la segunda derivación izquierda E E + E E * E id E * E E + E id id id id id Adrian Ulises Mercado Martínez (FI,UNAM) Compiladores 5/07/ / 34

25 Análisis Sintáctico Ambigüedad Gramáticas ambiguas 1 Gramáticas con ciclos : S A, S a, A S 2 Gramáticas con alguna regla: E E...E 3 Gramáticas con reglas del tipo: S B,S C, B C 4 Gramáticas con producciones recursivas, en donde los elementos no recursivos deriven en la cadena vacía: S ABS a, A a ε, B b ε 5 Gramáticas con símbolos no terminales que puede derivar la cadena vacía y a las mismas cadenas de terminales, a su vez aparecen en una misma regla de producción: S AB, A a ε, B b a ε Es muy importante que tengamos una gramática propia antes de aplicar todos los algoritmos relacionados al proceso de compilación. Adrian Ulises Mercado Martínez (FI,UNAM) Compiladores 5/07/ / 34

26 Análisis Sintáctico Ambigüedad Eliminar la ambigüedad La asociatividad: la asociatividad de un operador en una gramática se refleja haciendo recursiva la gramática del lado que es asociativo el operador. La precedencia: se refleja en una gramática asignando para cada operador de diferente precedencia un símbolo no terminal, entre más cercano al símbolo inicial menor precedencia. Paréntesis: si se usan los paréntesis se toman en cuenta como si fueran operadores de mayor precedencia y por lo tanto se deben de tener lo más lejos que se pueda del símbolo inicial. Adrian Ulises Mercado Martínez (FI,UNAM) Compiladores 5/07/ / 34

27 Notación BNF. Sección 6 Notación BNF. Adrian Ulises Mercado Martínez (FI,UNAM) Compiladores 5/07/ / 34

28 Notación BNF. Análisis Sintáctico Notación BNF La notación BNF utiliza los siguientes metacaracteres: ::= para representar. <, > toda cadena entre estos símbolos representa un no terminal. la opcionalidad entre reglas de producción de un no terminal. Adrian Ulises Mercado Martínez (FI,UNAM) Compiladores 5/07/ / 34

29 Notación BNF. Análisis Sintáctico Ejemplo de una gramática en BNF <exp>::=<exp> + <term> <term> <term>::=<term>/<factor> <factor> <factor>::= (<exp>) id num Adrian Ulises Mercado Martínez (FI,UNAM) Compiladores 5/07/ / 34

30 Notación BNF. Análisis Sintáctico Notación EBNF La notación EBNF agrega funcionalidad a la notación BNF utilizando nuevos metacaractres: Los {} representan la cerradura de Kleene, es igual que el operador *. Los [] representan que puede estar o no, es igual al?. Se puede usar en lugar de ::= Adrian Ulises Mercado Martínez (FI,UNAM) Compiladores 5/07/ / 34

31 Diagramas de Sintaxis. Sección 7 Diagramas de Sintaxis. Adrian Ulises Mercado Martínez (FI,UNAM) Compiladores 5/07/ / 34

32 Diagramas de Sintaxis. Análisis Sintáctico Diagramas de sintaxis Los diagramas de sintaxis son la representación gráfica de las gramáticas en notación EBNF. Simbología id E Símbolos terminales. Símbolos No terminales Las flechas nos marcan el camino a seguir. Adrian Ulises Mercado Martínez (FI,UNAM) Compiladores 5/07/ / 34

33 Diagramas de Sintaxis. Análisis Sintáctico Diagramas de sintaxis de las gramáticas EBNF S AB S {A} A B A S A B A B S [A] A Adrian Ulises Mercado Martínez (FI,UNAM) Compiladores 5/07/ / 34

34 Diagramas de Sintaxis. Ejemplo Sea la gramática E E + T E - T T T T + F T / F F F (E) id Pasamos la gramática a notación EBNF E T {+T -T} T F {*F /F} F (E) id Adrian Ulises Mercado Martínez (FI,UNAM) Compiladores 5/07/ / 34