IF688 – Análise Sintática. Resumo desta aula Revisão de conceitos gerais de parsing Método de parsing top down e bottom up.

Apresentação em tema: "IF688 – Análise Sintática. Resumo desta aula Revisão de conceitos gerais de parsing Método de parsing top down e bottom up."— Transcrição da apresentação:

1 IF688 – Análise Sintática

2 Resumo desta aula Revisão de conceitos gerais de parsing Método de parsing top down e bottom up

3 Analisador Sintático Programa fonte lexerparser getNextToken() token tabela de símbolos type checker Árvore sintática ou outra representação intermediária de código

4 Sintaxe de uma linguagem Define as strings estruturalmente válidas de uma linguagem “Fez parsing corretamente” = A sintaxe está correta Note: O programa pode ainda... não passar na checagem de tipos ou (de forma mais geral) conter erros

5 Especificação da sintaxe Dever ser precisa e fácil de entender Precisa: não ambígua Fácil de entender: deixa evidente a sintaxe da linguagem Historicamente, gramáticas livre de contexto (BNFs) é um formalismo adequado Fácil de especificar/manter/entender S  aABe A  Abc | b B  d Exemplo:

6 Exercício. Qual das strings a seguir faz parte da liguagem definida pela BNF abaixo? abcba acca aba abcbcba S → aXa X → € | bY Y → € | cXc

7 Derivação e parsing S  aABe A  Abc | b B  d Gramática G S  aABe  aAbcBe  aAbcbcBe  abbcbcBe  abbcbcde Derivação de string em G S ABae Abc Abc d b Árvore sintática para abbcbcde

8 Diferenças: Derivação e parsing Derivação: Dada uma gramática G, produz uma string s que faz parte de L(G) Parsing: Dada uma string s em L(G), produz uma árvore sintática que demonstra como se obter derivação de s

9 Exercício. Qual das seguintes derivações é válida de acordo com a gramática ao lado? S aXa aa S aXa abYa acXca acca S → aXa X → € | bY Y → € | cXc | d S aXa abYa abcXcda abccda S aXa abYa abcXca abcbYcaabc bdca

10 Top-down e Bottom-up Considerando a ordem de criação da árvore sintática, top-down constrói o nó raiz primeiro e depois os internos em direção aos nós folha. bottom-up faz o contrário.

11 Top-down parser Procura sequência de derivações mais a esquerda para se obter uma string de entrada O parse da string abbcbcde é caracterizado pela sequência de derivações abaixo. S  aABe A  Abc | b B  d S  aABe  aAbcBe  aAbcbcBe  abbcbcBe  abbcbcde

12 Top-down parser Procura sequência de derivações mais a esquerda para se obter uma string de entrada O parse da string abbcbcde é caracterizado pela sequência de derivações abaixo. S  aABe A  Abc | b B  d S  aABe  aAbcBe  aAbcbcBe  abbcbcBe  abbcbcde Note a preferência da produção mais à esquerda

13 O método Inicie com símbolo raiz Consuma tokens da esquerda para direita Decida que produção aplicar S  aABe A  Abc | b B  d abbcbcd eS

14 O método Inicie com símbolo raiz Consuma tokens da esquerda para direita Decida que produção aplicar S  aABe A  Abc | b B  d abbcbcd eaABe

15 O método Inicie com símbolo raiz Consuma tokens da esquerda para direita Decida que produção aplicar S  aABe A  Abc | b B  d abbcbcd eABe escolha!

16 O método Inicie com símbolo raiz Consuma tokens da esquerda para direita Decida que produção aplicar S  aABe A  Abc | b B  d abbcbcd ebBebBe

17 O método Inicie com símbolo raiz Consuma tokens da esquerda para direita Decida que produção aplicar S  aABe A  Abc | b B  d abbcbcd eBeBe  erro. Backtrack!

18 O método Inicie com símbolo raiz Consuma tokens da esquerda para direita Decida que produção aplicar S  aABe A  Abc | b B  d abbcbcd eABe Restaura estado anterior a última escolha Faz outra escolha!

19 O método Inicie com símbolo raiz Consuma tokens da esquerda para direita Decida que produção aplicar S  aABe A  Abc | b B  d abbcbcd eAbcBe

20 O método Inicie com símbolo raiz Consuma tokens da esquerda para direita Decida que produção aplicar S  aABe A  Abc | b B  d abbcbcd eAbcBe escolha novamente! Símbolo A novamente na posição mais à esquerda

21 O método Inicie com símbolo raiz Consuma tokens da esquerda para direita Decida que produção aplicar S  aABe A  Abc | b B  d abbcbcd ebbcBe Outra escolha!

22 O método Inicie com símbolo raiz Consuma tokens da esquerda para direita Decida que produção aplicar S  aABe A  Abc | b B  d abbcbcd ebcBe

23 O método Inicie com símbolo raiz Consuma tokens da esquerda para direita Decida que produção aplicar S  aABe A  Abc | b B  d abbcbcd eBeBe erro. Backtrack! 

24 O método Inicie com símbolo raiz Consuma tokens da esquerda para direita Decida que produção aplicar S  aABe A  Abc | b B  d abbcbcd eAbcBe Restaura estado anterior a última escolha

25 O método Inicie com símbolo raiz Consuma tokens da esquerda para direita Decida que produção aplicar S  aABe A  Abc | b B  d abbcbcd eAbcbcBe Faz outra escolha!

26 O método Inicie com símbolo raiz Consuma tokens da esquerda para direita Decida que produção aplicar S  aABe A  Abc | b B  d abbcbcd ebbcbcBe

27 O método Inicie com símbolo raiz Consuma tokens da esquerda para direita Decida que produção aplicar S  aABe A  Abc | b B  d abbcbcd eBeBe

28 O método Inicie com símbolo raiz Consuma tokens da esquerda para direita Decida que produção aplicar S  aABe A  Abc | b B  d abbcbcd ede

29 O método Inicie com símbolo raiz Consuma tokens da esquerda para direita Decida que produção aplicar S  aABe A  Abc | b B  d abbcbcd e

30 O método Inicie com símbolo raiz Consuma tokens da esquerda para direita Decida que produção aplicar S  aABe A  Abc | b B  d abbcbcd e derivação correspondente! S  aABe  aAbcBe  aAbcbcBe  abbcbcBe  abbcbcde

31 Top-down parsers operam desta forma!

32 Exercício. Construa a árvore sintática associada a derivação (mais à esquerda) abaixo S  aABe A  Abc | b B  d abbcbcd e S  aABe  aAbcBe  aAbcbcBe  abbcbcBe  abbcbcde GramáticaString de entrada Derivação mais à esquerda

33 Classificação de parsers LL(k) Lê entrada da esquerda (L) para direita Procura derivação mais à esquerda Número de tokens de lookahead lidos porém não consumidos

34 Ambiguidade e Recursão à esquerda Ambiguidade: Existe mais de uma forma de se derivar a string em uma gramática ambígua Mais de uma parse tree Recursão à esquerda: dificuldade em saber quando parar de aplicar uma produção S  aABe A  Abc | b B  d aABe  aAbcBe  aAbcbcBe  aAbcbcbcBe  aAbcbcbcbcBe  … complicador

35 Ex: Quais das seguintes gramáticas são ambíguas? S → SS | a | b E → E + E | id S → Sa | Sb | a E → E’ | E’ + E E’ → -E’ | id | (E)

36 Predictive parsing É um parser top-down É um parser que não requer backtracking Simples de construir manualmente Mas, requer modificação na gramática para tratar recursão à esquerda e ambigüidade Eliminação de recursão à esquerda (fatoração): S  aABe A  Abc | b B  d S  aABe A  bK K  bcK | ∈ B  d

37 Ex: Escolha a gramática que elimina recursão à esquerda corretamente da seguinte gramática: E → id + E | E + T | T T → id | (E) E → E’ + T | T E’ → id | (E) T → id | (E) E → E + T | T T → id | (E) E → TE’ E’ → +TE’ | € T → id | (E) E → E + id | E + (E) | id | (E)

38 Pode-se construir parser LL(k=1) para uma gramática não ambígua. Gramáticas ambíguas pedem parsers com valor de k > 1. Existem algoritmos para gerar parsers top-down de gramáticas ambíguas (e também com recursão à esquerda). Resultados gerais

39 Bottom-up parser Procura sequência de derivações mais a direita para se obter uma string de entrada O parse da string abbcbcde é caracterizado pela sequência de derivações abaixo. S  aABe A  Abc | b B  d http://www.cs.wm.edu/~noonan/animations/rderive.html Animação S  aABe  aAde  aAbcde  aAbcbcde  abbcbcde

40 O método Encontre padrões que casam com lado direito da produção e substitua pelo lado esquerdo S  aABe A  Abc | b B  d abbcbcd e

41 O método Encontre padrões que casam com lado direito da produção e substitua pelo lado esquerdo S  aABe A  Abc | b B  d abbcbcd e A

42 O método Encontre padrões que casam com lado direito da produção e substitua pelo lado esquerdo S  aABe A  Abc | b B  d abbcbcd e A

43 O método Encontre padrões que casam com lado direito da produção e substitua pelo lado esquerdo S  aABe A  Abc | b B  d abbcbcd e AB

44 O método Encontre padrões que casam com lado direito da produção e substitua pelo lado esquerdo S  aABe A  Abc | b B  d abbcbcd e S S  aABe  aAde  aAbcde  aAbcbcde  abbcbcde derivação correspondente!

45 Shift-reduce parsers Usa uma pilha e uma tabela Pilha: armazena tokens para salvar contexto Tabela: determina as opções atuais de ação Possíveis ações Shift (push): coloca tokens na pilha Reduce: determina uma produção Accept: finaliza. reconhece string. Error: Nenhuma ação é possível

46 LR(k) Lê entrada da esquerda (L) para direita Procura a derivação mais à direita Número de tokens de lookahead lidos porém não consumidos Bottom-up parsers operam desta forma! Terminologia: classificação de parsers

47 Comparação Top-down e Bottom-up Em geral, bottom-up é mais poderoso Coloca menos restrições na gramática Bem mais trabalhoso de se escrever e manter manualmente. Porém... Yacc e Bison geram parser de gramática LALR(1), um subconjunto LR(1)

48 Resumo desta aula Revisão de conceitos gerais de parsing Método de parsing top down e bottom up