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Universidade Federal da Paraíba Departamento de Informática Construção de Compiladores Análise Sintática.

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Apresentação em tema: "Universidade Federal da Paraíba Departamento de Informática Construção de Compiladores Análise Sintática."— Transcrição da apresentação:

1 Universidade Federal da Paraíba Departamento de Informática Construção de Compiladores Análise Sintática

2 Universidade Federal da Paraíba Departamento de Informática Análise Sintática Tem a função de combinar a lista de tokens Criação de uma estrutura chamada Árvore Sintática A analise sintática também deve rejeitar tokens inválidos Reportar erros sintáticos atribuição identificador expressão número := 35SOMA +

3 Universidade Federal da Paraíba Departamento de Informática Análise Sintática A análise sintática é mais complexa em natureza do que a análise léxica Precisamos de uma linguagem mais avançada Hierarquia de Chomsky

4 Universidade Federal da Paraíba Departamento de Informática Análise Sintática Tente representar as seguintes linguagens com uma gramática regular L 1 = {a n b n | n 0 } L 2 = {a n b m a n | n 0, m 1} Relembrando as regras da gramática regular A wB A w A

5 Universidade Federal da Paraíba Departamento de Informática Análise Sintática Exemplo mais concreto Expressões aritméticas Num[[+|-|x|/]num]* Como representar casamento de parênteses? Não é possível contar o número de parênteses não casados ou abertos Como estabelecer precedências? O string é tratado como uma expressão plana, não tendo estrutura Modifique de forma a suportar ( e )

6 Universidade Federal da Paraíba Departamento de Informática Análise Sintática Linguagens Livre de Contexto Constituem um conjunto de linguagens que podem ser geradas por gramáticas livre de contextos (GLC), reconhecidas por autômatos de pilha

7 Universidade Federal da Paraíba Departamento de Informática Análise Sintática Autômato de Pilha É uma 7-tupla, onde:, alfabeto de símbolos de entrada Q, conjunto finito de estados possíveis do autômato, alfabeto da pilha, função de transição : Q x ( { }) x Q x * q 0, estado inicial tal que q 0 Q I, símbolo inicial da pilha F, conjunto de estados finais, tais que F Q

8 Universidade Federal da Paraíba Departamento de Informática Análise Sintática Autômato de Pilha (exemplo) Seja A = Σ = {a, b} Q = {0, 1, 2} Γ = {X, A} q0 = 0 I=X F = {2} A função δ:{0,1,2}×{a,b,ε}×{X,A} P({0,1,2}×{X,A}*) é dada por δ(0, a, X) {(0, AX)} δ(1, b, A) {(1, ε)} δ(0, a, A) {(0, AA)} δ(1, ε, X) {(2, X)} δ(0, b, A) {(1, ε)} Desempilhou A Não fez nada Empilhou A Desempilhou A Empilhou A

9 Universidade Federal da Paraíba Departamento de Informática Análise Sintática Autômato de Pilha (exemplo) Detalhes da notação: Símbolo ε no resultado da função indica um pop –δ(1, b, A) = {(1, ε)} Nas operações de push, sempre é representado o antigo topo da pilha no resultado –δ(0, a, X) = {(0, AX)} Operações de push podem empilhar mais do que um elemento –δ(0, a, X) = {(0, XXAX)} X A X A X A X Antigo topo da pilha XX A X X

10 Universidade Federal da Paraíba Departamento de Informática Análise Sintática Gramáticas livre de contexto Quádrupla G = (N, T, P, S), onde: N, conjunto finito de símbolos não-terminais T, conjunto finito de símbolos terminais P, conjunto finito de regras gramaticais na forma S, símbolo inicial da gramática pertencente a N Regras gramaticais (P) na forma: N (N T)*

11 Universidade Federal da Paraíba Departamento de Informática Análise Sintática Gramáticas livre de contexto (exemplos) A linguagem L 1 = {a n b n | n 0 } é gerada por qual gramática? A linguagem L 2 = {a n b m a n | n 0, m 1} é gerada por qual gramática?

12 Universidade Federal da Paraíba Departamento de Informática Análise Sintática E o balanceamento de parênteses e a precedência de operadores? Exp Exp + Exp Exp Exp - Exp Exp Exp * Exp Exp Exp / Exp Exp numero Exp (Exp) Gramática para expressões aritméticas simples

13 Universidade Federal da Paraíba Departamento de Informática Análise Sintática Outro exemplo em programação Stat Id := Exp Stat Stat;Stat Stat if Exp then Stat else Stat Stat if Exp then Stat Gramática para statements

14 Universidade Federal da Paraíba Departamento de Informática Analise Sintática A maioria dos construtores das LP´s são expressos em GLC Linguagens são projetadas a partir de GLC É comum dividir os construtores em categorias sintáticas que englobam algum conceito particular Expressões: usada no cálculo de valores Statements: ações que ocorrem em um fluxo Declarações: propriedades dos nomes usados em outras partes do programa

15 Universidade Federal da Paraíba Departamento de Informática Analise Sintática Cada categoria sintática é denotada por um não terminal principal Exp Sif Swh Sat... Categorias sintáticas podem se referir a não terminais de outras categorias Podem também ser recursivas

16 Universidade Federal da Paraíba Departamento de Informática Analise Sintática Derivações Método de reescrever as regras gramaticais através de substituição dos seus símbolos não-terminais As substituições devem ser feitas até que apenas restes símbolos terminais A seqüência de terminais restante deve ser definida pela linguagem

17 Universidade Federal da Paraíba Departamento de Informática Analise Sintática Definição formal para derivação A relação de derivação é definida via três regras N, se existe uma regra N, se existe um tal que e Note que, e (T N)*

18 Universidade Federal da Paraíba Departamento de Informática Analise Sintática Definição baseada em derivação para uma linguagem gerada por uma GLC Dado uma GLC G com símbolo inicial S, símbolos terminais T e produções P, a linguagem L(G) que G gera é definida para ser o conjunto de todas as strings de símbolos terminais que podem ser obtidas por derivação a partir de S usando as produções P, ou seja, o conjunto {w T* | S w}

19 Universidade Federal da Paraíba Departamento de Informática Analise Sintática Exemplo Dado a gramática G, verifique se o string aabbbcc pertence a L(G) T R T aTc R R RbR Reposta? T

20 Universidade Federal da Paraíba Departamento de Informática Analise Sintática Diferentes derivações para a mesma questão Qual a diferença? Derivação mais a esquerda X Derivação mais a direita

21 Universidade Federal da Paraíba Departamento de Informática Analise Sintática Árvore Sintática Pode ser representada como uma árvore A raiz é o símbolo inicial Resultados da produção dos símbolos não terminais são filhos As folhas devem conter apenas símbolos terminais Lendo as folhas da esquerda para a direita temos a palavra derivada Produções que levam ao vazio também devem ser representadas, apesar de serem ignoradas na formação da palavra

22 Universidade Federal da Paraíba Departamento de Informática Analise Sintática -Árvores sintática para a palavra aabbbcc Dada uma gramática G, a escolha da produção a ser derivada influencia na forma da árvore sintática T R T aTc R R RbR

23 Universidade Federal da Paraíba Departamento de Informática Analise Sintática Quando uma gramática permite diferentes árvores sintáticas ela é dita ambígua Quando usamos gramáticas para impor estrutura sobre um conjunto de tokens, tal estrutura tem que ser sempre a mesma

24 Universidade Federal da Paraíba Departamento de Informática Analise Sintática Exemplo de problema Produções E E + E | E * E | Numero Como gerar a sentença * 5 E E + E Numero + E 3 + E 3 + E * E 3 + Numero * E * E * Numero * 5 E E * E E + E * E Numero + E * E 3 + E * E 3 + Numero * E * E * Numero * 5

25 Universidade Federal da Paraíba Departamento de Informática Analise Sintática Exemplo de problema E E + E Numero + E 3 + E 3 + E * E 3 + Numero * E * E * Numero * 5 E E * E E + E * E Numero + E * E 3 + E * E 3 + Numero * E * E * Numero *

26 Universidade Federal da Paraíba Departamento de Informática Analise Sintática Em muitos (mas não todos) os casos, uma gramática ambígua pode ser reescrita em uma gramática não-ambígua Outra opção é o uso de semântica externa para decidir pela árvore correta

27 Universidade Federal da Paraíba Departamento de Informática Analise Sintática Precedência de operadores Explicitar precedência nas gramáticas * 5 Como tirar essa ambigüidade?

28 Universidade Federal da Paraíba Departamento de Informática Analise Sintática Alguns conceitos iniciais Operador pode ser associativo a esquerda Operador pode ser associativo a direita Operador pode ser não associativo Convenção - e / são obrigatoriamente associativos a esquerda + e * são opcionalmente associativos a esquerda Exemplo de operador associado a direita a=b=c {atribuição em C} a=(b=c) Exemplo de operador não associativo 2 < 3 < 4 {comparação em Pascal} Não permitido

29 Universidade Federal da Paraíba Departamento de Informática Analise Sintática Reescrevendo expressões gramaticais ambíguas Considere a seguinte gramática ambígua: Como torná-la não ambigua? Se é associativo a esquerda, devemos forçar a gramática a ser recursiva a esquerda E E E E num E E E E E num Única árvore que pode se gerada

30 Universidade Federal da Paraíba Departamento de Informática Analise Sintática Reescrevendo expressões gramaticais ambíguas E se for associativa a direita? Forçar a gramática a ser recursiva a direita E se for não associativa? Sem regras recursivas E E E E E num E E E E E num

31 Universidade Federal da Paraíba Departamento de Informática Analise Sintática Reescrevendo expressões gramaticais ambíguas Expandindo a idéia... Operadores com a mesma precedência E E + E E E - E E E num

32 Universidade Federal da Paraíba Departamento de Informática Analise Sintática Reescrevendo expressões gramaticais ambíguas Expandindo a idéia... Operadores com diferentes precedências Exp Exp + Exp2 Exp Exp - Exp2 Exp Exp2 Exp2 Exp2 * Exp3 Exp2 Exp2 / Exp3 Exp2 Exp3 Exp3 num Exp3 (Exp)

33 Universidade Federal da Paraíba Departamento de Informática Analise Sintática Outras fontes de ambigüidade Exemplo clássico do else em comandos de decisão A convenção é casar o else com o if mais perto que ainda não tenha sido casado Como representar isso na gramática? If p then if q then s1 else s2

34 Universidade Federal da Paraíba Departamento de Informática Analise Sintática If-the-else podem ser tratados como operadores associativos a direita Quando um if e um else casam, todas as ocorrências entre eles devem estar casadas Precisamos de dois símbolos não-terminais Matched: condicionais com o else Unmatched: condicionais sem o else

35 Universidade Federal da Paraíba Departamento de Informática Analise Sintática Gramática não ambígua para comandos Stat Stat2 ; Stat Stat Stat2 Stat2 Matched Stat2 Unmatched Matched if Exp then Matched else Matched Matched id := Exp Unmatched if Exp then Matched else Unmatched Unmatched if Exp then Stat2


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