FUNCIONES DEL ANALIZADOR SINTÁCTICO

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1 1 UNIVERSIDAD DE MAGALLANES FACULTAD DE INGENIERÍA DEPARTAMENTO DE COMPUTACIÓN FUNCIONES DEL ANALIZADOR SINTÁCTICO Elordo el Domingo 19 de Septiemre de 2004 I.- FUNCIÓN DEL ANALIZADOR SINTÁCTICO (Ls figurs fueron extríds de Compildores: Principios, técnics y Herrmients, Aho, Sethi y Ullmn) Ddo un digrm de fses de compilción como el siguiente: progrm fuente nlizdor léxico nlizdor sintáctico dministrdor de l tl de símolos nlizdor semántico generdor de código intermedio mnejdor de errores optimizdor de código generdor de código ojeto progrm ojeto Fses de un compildor

2 2 Se dee notr que l segund fse de un compildor es el nálisis sintáctico. Su principl función es nlizr l secuenci de componentes léxicos de l entrd pr verificr que cumplen con ls regls grmticles especificds. Est intercción se plic jo un esquem donde el nlizdor léxico es un surutin o corutin del nlizdor sintáctico. Reciid l orden otén el siguiente componente léxico del nlizdor sintáctico, el nlizdor léxico lee los crcteres de entrd hst que pued identificr el siguiente componente léxico. mnejdor de errores progrm fuente nlizdor léxico componente léxico nlizdor sintáctico otén el siguiente componente léxico dministrdor de l tl de símolos Intercción de un nlizdor léxico con un nlizdor sintáctico En generl, ls principles funciones que reliz un nlizdor sintáctico son ls siguientes. Reciir los componentes léxicos y producir como slid un representción del árol sintáctico que reconoce l entrd de cuerdo l grmátic especificd. Interctur con l Tl de Símolos. Un estructur que mntiene todos los símolos presentes en l entrd. Chequer que los tipos de dtos están signdos correctmente pr evitr l pérdid de informción o los errores semánticos. Generr un Código Intermedio, y se pr un máquin virtul o rel, que permit l ejecución o interpretción de l entrd. Informr de los errores encontrdos en l entrd.

3 3 II.- GRAMÁTICAS LIBRES DE CONTEXTO Según l clsificción de Nom Chomsky, los lengujes de progrmción como C, no pueden ser definidos medinte lengujes regulres, deido sus estructurs inherentemente recursivs. Pero si pueden ser descritos por grmátics lires de contexto. G) Tipo 0 (Chomsky) Sin restricciones. M) Máquins de Turing L) Prolems Recursivmente Enumerles. Descrie culquier suceso computle. G) Tipo 1 Sensiles l contexto M) Autómt cotdo linelmente L) Dependiente de contexto G) Tipo 2 De contexto lire M) Autómts pil L) Independientes de contexto. Sintxis de lengujes como Pscl, C... G) Tipo 3 Grmátics regulres M) Autómts finitos, proilísticos y Céluls de McCulloch-Pitts L) Expresiones regulres. Anlizdor léxico (indic si se reconoce l plr) Editores de Texto (Reconocen /Reemplzn l plr) Clsificción de los Lengujes (extrído de Apunte Autómts, trjo relizdo por Alici de Alvro Mrtín, Lr Brrio Márquez, Mrí Elen Rincón Arris) Ls grmátics lires de contexto nos proporcionrán un modo pr diseñr lengujes de progrmción ofreciendo ls siguientes ventjs: Un grmátic es un especificción sintáctic precis y fácil de entender de un lenguje de progrmción.

4 4 A prtir de lguns clses de grmátics se puede construir utomáticmente un nlizdor sintáctico que determine si un progrm fuente está ien construido. Los cmios l grmátic son más fáciles de relizr cundo se tiene un descripción grmticl del lenguje. Definición de grmátic lire de contexto Un grmátic lire de contexto es un modelo mtemático formdo por: 1. Un conjunto de componentes léxicos Σ, denomindos símolos terminles. 2. Un conjunto de símolos no terminles denomindo N. 3. Un conjunto de producciones, en el que cd producción const de un no terminl, llmdo ldo izquierdo de l producción, un flech y un secuenci de componentes léxicos y no terminles, o mos, llmdo ldo derecho de l producción. ( P : N ( N x Σ ) * ) 4. Un símolo no terminl S que se consider el símolo de inicio (o símolo inicil). Se entonces G un grmátic, tl que G = { Σ, N, P, S } donde: Σ = { id, núm, (, ), -, +, *, / } N = {, operdor } P = { operdor, ( ), -, id, núm, operdor -, operdor +, operdor *, operdor /, } S = { } Comentrios respecto un grmátic Pr evitr tener que estlecer siempre cuáles son los elementos de cd conjunto se emplerá l siguiente convención: Ls producciones del símolo de inicio se listrán primero. Los símolos no terminles son el conjunto de todos los símolos diferentes que precen l ldo izquierdo de ls producciones. El resto de los símolos formn el conjunto de los terminles.

5 5 Por comodidd en l notción se pueden grupr ls producciones de un mismo símolo no terminl utilizndo el operdor que se leerá como o. Por ejemplo: operdor ( ) - id núm operdor - + * / Pr efectos prácticos es más recomendle dejr cd producción, por más simple que se, en un líne. Por ejemplo: operdor - + * / L producción que contiene un cden vcí hce uso de l representción ε pr dich cden. Por ejemplo: puntero ε * * puntero Nótese l recursividd de ls definiciones en ls producciones mostrds. Grmátics BNF Un definición como l mostrd en l sección nterior se denomin grmátic BNF (Bckus-Nur Form), por estr escrit con l notción introducid por estos utores. Después que se descurió l equivlenci entre ests grmátics y ls grmátics independientes de contexto se h utilizdo hst nuestros dís como estándr de diseño. El símolo puede ser reemplzdo por l notción ::=. Los símolos no terminles pueden ser encerrdos entre < y > pr que puedn ser reconocidos más fácilmente por ls persons que leen l definición. <> ::= <> <operdor> <> ( <> ) - <> id núm <operdor> ::= - + * /

6 6 Además existe l posiilidd de indicr medinte l notción { } i - j l cntidd mínim ( i ) y máxim (j) de veces que se puede repetir un símolo. Por ejemplo: <S> ::= {} 3-4 Lo cul serí un form revid de escriir lo siguiente: <S> ::= III.- LENGUAJES LIBRES DE CONTEXTO Según l clsificción de Nom Chomsky, los lengujes regulres serín un suconjunto restringido de los lengujes lires de contexto. Por tnto tod construcción que se pued descriir medinte un regulr tmién se puede descriir por medio de un grmátic. Por ejemplo, l regulr ( )* y l grmátic A 0 A 0 A 0 A 1 A 1 A 2 A 2 A 3 A 3 ε Descrien el mismo lenguje, el conjunto de cdens de crcteres y que terminn en. Se puede convertir de mner mecánic un utómt finito no determinist (AFN) en un grmátic que genere el mismo lenguje reconocido por el AFN. L grmátic nterior se construyó prtir de l siguiente figur: Inicio

7 7 Pr cd estdo i del AFN se creó un símolo no terminl (A 0, A 1, A 2 y A 3 ). Si el estdo i tiene un trnsición hci el estdo j con el símolo de entrd, se cre l producción A i A j. Si el estdo i v l estdo j con l entrd ε se introduce l producción A i A j. Si i es un estdo de ceptción se introduce l producción A i ε. Si i es el estdo de inicio, entonces A i es el símolo inicil de l grmátic. Los lengujes de progrmción, en cmio pueden ser descritos por grmátics lires de contexto, pero no por lengujes regulres deido l recursividd de sus estructurs. Pero sin perder de vist el punto centrl de l signtur, y sólo modo de ejemplo, se puede indicr que existen lengujes que sin ser tn complejos no pueden ser descritos por l notción de ls expresiones regulres. Se el lenguje L = { n n n 1} es independiente del contexto con l grmátic S S Pero no puede ser representdo por un regulr. Nótese que L cept entrds del tipo {,,,,, etc.}, lo cul en esenci implic que un regulr no podrí servir pr ser si ls llves de los loques de C están ien equilirds, puesto que tiene que her igul cntidd de llves que ren y llves que cierrn. Derivciones Pr comprender que es lo que ceptn ls grmátics lires de contexto existen dos posiiliddes de nálisis: ls derivciones por l izquierd, reemplzndo no terminles en cd pso sucesivo, ó los ároles de nálisis sintáctico. Por ejemplo: pr ser si l cden es ceptd por l grmátic S S Se relizn ls siguientes derivciones prtir del símolo de prtid S: S S S El resultdo puede expresrse de mner más concis como: + S Es decir, se deriv en uno o más psos prtir de S. Si l grmátic estuvier definid de est otr form: S S ε

8 8 Se relizn ls siguientes derivciones prtir del símolo de prtid S: S S S S ε El resultdo puede expresrse de mner más concis como: S Es decir, se deriv en cero o más psos prtir de S. Pr el ejemplo, l decisión de usr l notción de + o * es irrelevnte. Se hn usdo de un modo didáctico pr introducir su uso y lectur. Por ejemplo: pr ser si l cden ( + 3) * es ceptd por l grmátic operdor ( ) - id núm operdor - + * / * Se relizn ls siguientes derivciones prtir del símolo de prtid : operdor ( ) operdor ( operdor ) operdor (id operdor ) operdor (id + ) operdor (id + núm ) operdor (id + núm ) * (id + núm ) * id Ároles de nálisis sintáctico L segund form de nlizr si un cden es ceptd por un grmátic lire de contexto son los ároles de nálisis sintáctico. Estos ároles se contruyen con el símolo de prtid como ríz. Cd no terminl produce un suárol, de tl form que cundo se hyn expndido todos los no terminles cd hoj será un símolo terminl de l grmátic y cd nodo interno será un símolo no terminl. Por ejemplo: pr ser si l cden es ceptd por l grmátic S S

9 9 Se relizn ls siguientes derivciones prtir del símolo de prtid S: S S S En el cso de l cden ( + 3) * con l grmátic operdor ( ) - id núm operdor - + * / Se relizn ls siguientes derivciones prtir del símolo de prtid : operdor ( ) * id operdor id + núm

10 10 IV.- EJERCICIOS PROPUESTOS 1.- Dd l siguiente grmátic G: <S> ::= <A> <B> <A> ::= X Y <B> ::= Z W Oteng TODAS ls cdens válids pr este lenguje. 2.- Dd l siguiente grmátic G: <sentenci> ::= <sujeto> <predicdo> <sujeto> ::= perro pájro elefnte <predicdo> ::= vuel ldr come Oteng TODAS ls cdens válids pr este lenguje. 3.- Descri el conjunto formdo por l siguiente grmátic: <identificdor> ::= <letr> {<literl>} 0-5 <letr> ::= c <literl ::= <letr> <dígito> <dígito> ::= Conviert l notción BNF el siguiente AFN. ε 1 2 Inicio 0 ε 3 4

11 Dd l siguiente grmátic G: D A DD DD id ( D ) DD ( ) DD [ T ] A ε * * A T ε núm id Compruee que ls siguientes expresiones se pueden derivr con G. ) **rgv ) (*dyt)[13] c) *dyt[13] d) *comp() e) (*comp)() f) (*(*x())[])() g) (*(*x[3])())[5] 6.- Construy un AFD que reconozc clúsuls y regls de un progrm PROLOG: cláusul id = ( x {, x } 0 - n ). regl id = ( x {, x } 0 - n ) :- id = ( x {, x } 0 - n ) {, id = ( x {, x } 0 - n ) } 0 m. x id num