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Tópicos em Compiladores Cristiano Damiani Vasconcellos

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Compiladores Claudio Benossi

Compiladores I Cristiano Damiani Vasconcellos

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Apresentação em tema: "Tópicos em Compiladores Cristiano Damiani Vasconcellos"— Transcrição da apresentação:

1 Tópicos em Compiladores Cristiano Damiani Vasconcellos

2 Bibliografia Recomendada COMPILADORES Princípios, Técnicas e Ferramentas; Sethi, Ravi; Aho, Alfred V.; Ullman, Jeffrey D. LTC, Projeto Moderno de Compiladores; Bal, Henri E.; Grune, Dick; Langendoen, Koen. CAMPUS, Introdução A Teoria dos Autômatos, Linguagens e Computação; Hopcroft, John E.; Ullman, Jeffrey D.; Motwani, Rajeev. CAMPUS, 2002.

3 Introdução Pré-processador Analisador Léxico Analisador Sintático Analisador Semântico Gerador de Código (intermediário) Otimizador Gerador de Código front-end back-end

4 Introdução final = (nota1 + nota2) / 2; Analisador Léxico Id1 = (Id2 + Id3) / 2 Analisador Sintático = Id1/ + Id2Id3 2 Id1finaldouble... Id2nota1double... Id3nota2double... Tabela de Símbolos

5 Introdução = Id1/ + Id2Id3 intToDouble(2) Id1finaldouble... Id2nota1double... Id3nota2double... Tabela de Símbolos Analisador Semântico temp1 = Id2 + Id3 temp2 = temp1 / 2.0 Id1 = temp2 Gerador de Código (intermediário)

6 Análise Léxica O Analisador Léxico (scanner) examina o programa fonte caractere por caractere agrupando-os em conjuntos com um significado coletivo (tokens): palavras chave (if, else, while, int, etc), operadores (+, -, *, /, ^, &&, etc), constantes (1, 1.0, a, 1.0f, etc), literais (Projeto Mono), símbolos de pontuação (;, {, }), labels.

7 Análise Léxica constanteInt digito digito* constanteDouble digito digito*. digito* digito {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9} X* Representa uma seqüência de zero ou mais X.

8 Análise Sintática Verifica se as frases obedecem as regras sintáticas da linguagem: Por exemplo, uma expressão pode ser definida como: expressão + expressão expressão – expressão (expressão) constante

9 Gramáticas Um conjunto de regras de produção, é um símbolo de partida. Uma regra de produção tem o formato, onde representa o nome da construção sintática e representa uma forma possível dessa construção: +

10 Gramáticas + | – | ( ) | | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 9

11 Derivação A verificar se uma frase faz parte da linguagem gerada pela gramática, envolve sucessivas substituições da cadeia de símbolos que ocorre do lado esquerdo da produção pela sua construção sintática correspondente, partindo do símbolo inicial. Essa substituição é chamada derivação sendo normalmente denotada pelo símbolo.

12 Derivação (10 - 2) ( ) + ( - ) + (1 - ) + (10 - ) +...

13 Árvore Sintática + ( ) (10 – 2) + 3

14 Gramáticas Ambíguas 10 –

15 Gramáticas + | - | ( ) | –

16 Gramáticas + | - | * | / | ( ) | + * * 3

17 Gramáticas + | - | * | / | ( ) | * * 3

18 Tradução Dirigida pela Sintaxe Analisador Sintático Analisador Léxico Analisador Semântico Tabela de Símbolos... Programa Fonte Código Intermediário Solicita tokentoken

19 Gramáticas - Exercícios 1.Considerando a gramática apresentada anteriormente derive as expressões e apresente a árvore sintática correspondente: (1 + 2) * 3 (1 – 2) + 3 * 4 2.Altere a gramática para incluir o operador unário -, esse operador deve ter precedência maior que os outros operadores. 3.Altere a gramática para que os operadores de adição, subtração, multiplicação e divisão tenham associatividade da direita para a esquerda. 4.Defina uma gramática para expressões aritméticas (operadores +, -, *, /) pós fixadas.

20 Gramáticas Dados 2 conjuntos independentes de símbolos: V t – Símbolos terminais V n – Símbolos não terminais. Uma gramática é definida como a quádrupla: {V n, V t, S, P} Onde, S V n é o símbolo inicial da gramática. P é um conjunto de regras de reescrita na forma:, sendo: (V n V t ) * V n (V n V t ) * (V n V t ) *

21 Classificação de Gramáticas Irrestritas – nenhuma restrição é imposta Sensíveis ao Contexto - | | | | Livres de Contexto - V n (V n V t ) + Regulares - V n tem a forma a ou aB, onde a V t e B V n

22 Gramáticas Regulares C 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 9 | 0C | 1C | 2C | 3C | 4C | 5C | 7C | 8C | 9C C CC | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 9 C digito digito* digito 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9

23 Especificação Análise Léxica – expressões regulares Análise Sintática – gramáticas livre de contexto. Análise Semântica – sistema de tipos (regras de inferência), semântica denotacional, semântica operacional, semântica de ações. Geração/Otimização de Código – linguagens para descrição de arquiteturas.

24 Linguagens Regulares Gerada a partir de uma gramática regular. Pode ser representada através de uma expressão regular. Pode ser reconhecida por um Autômato Finito. Considerando linguagens compostas por símbolos 0 e 1 podemos afirmar: a linguagem L 01 ={0 n 1 n | n 1} não é regular; a linguagem L 01 ={0 n 1 m | n 1, m 1} é regular;

25 Expressões Regulares Maneira compacta de representar linguagens regulares. É composta de 3 operações, sendo e 1 e e 2 expressões geradas por duas linguagens regulares L 1 e L 2 respectivamente Concatenação: e 1 e 2 = { xy | x L 1 e y L 2 } Alternação: e 1 |e 2 = { x | x L 1 ou x L 2 } Fechamento: e 1 * = zero ou mais ocorrências de e 1. É definida a precedência desses operadores como sendo: fechamento, concatenação, alternação (da maior precedência para a menor).

26 Expressões Regulares Exemplos: identificador (letra | _) (letra | digito | _)* letra a | b |... | A | B |... digito 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 constInt digito digito* constDouble digito digito*.digito* |. digito digito*

27 Autômato Finito A linguagem gerada por uma gramática regular pode ser reconhecida por um autômato finito. Um autômato finito consiste em: 1.Um conjunto finito de estados. 2.Um conjunto finito de símbolos de entrada (alfabeto). 3.Uma função de transição que tem como argumentos um estado e um símbolo de entrada e retorna a um estado. 4.Um estado inicial. 5.Um conjunto de estados finais também chamados estados de aceitação.

28 Autômato Finito letra | digito | _ letra | _ letra | digito | _ letra | _.. digito

29 Autômato Finito letra | digito | _ letra | _ f o r letra | digito | _ letra | _ f or ld Onde ld representa letra | digito | _ (com exceção da letra que faz a transição para outro estado). AFD – Autômato Finito Determinista AFN – Autômato Finito Não Determinista

30 Autômato Finito Implementação letra | digito | _ letra | _ digito 0 1 2

31 Geradores de Analisadores Léxicos delim [ \t] ws{delim}+ letra[A-Za-z] digito[0-9] id{letra}({letra}|{digito})* int{digito}+ real{digito}+\.{digito}*(E[+-]?{digito}+)? char'{letra}' string'({letra}|{digito}|[ \t\\:])*' % {char} {yylval.ptr=insereTab(&TabSimb[0], yytext);return TCCHARACTER;} {string} {yylval.ptr=insereTab(&TabSimb[0], yytext);return TCSTRING;} \n {num_linhas++;} FUNCTION {return TFUNCTION;} INTEGER {return TINTEGER;} ARRAY {return TARRAY;} IF {return TIF;} {id} {yylval.ptr=instalar(yytext); return TID;} "<" {return TMENOR;}

32 Análise Léxica - Exercícios 1.Escreva uma gramática, expressão regular e AFD que defina os números binários terminados em zero. 2.Mostre uma expressão regular e o AFD correspondente a gramática abaixo: S aS B bC C aC | aB | a 3.Escreva uma expressão regular para as constantes double da linguagem C. Dica pode-se usar o símbolo para indicar uma cadeia vazia.


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