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Introdução Objetivo Analisadores Sintáticos Top-Down Tipos de A.S.D.R Com Retrocesso

Construção de CompiladoresAula 16 - Análise Sintática

Bruno Müller Junior

Departamento de InformáticaUFPR

25 de Setembro de 2014

Bruno Müller Junior Departamento de Informática UFPR

Construção de Compiladores Aula 16 - Análise Sintática


1 IntroduçãoHierarquia de Chomsky

ReconhecedoresLinguagens Livres de Contexto Determinísticas

DefiniçõesLinguagensGramáticaÁrvore de DerivaçãoGramática AmbíguaLinguagem Ambígua

Contexto2 Objetivo3 Analisadores Sintáticos Top-Down4 Tipos de A.S.D.R5 Com Retrocesso

MétodoExemplo (1)Exemplo (3)Exemplo (3)




Introdução

A análise sintática (parsing) é um processo que verifica se umadeterminada entrada (sentença) corresponde ao de umagramática.

Seja G1 uma gramática;Seja L(G1) a linguagem definida por G1;Seja α uma sentença de entrada.Então, formalmente, um analisador sintático é uma ferramentacapaz de dizer se:

α ∈ L(G1)




Hierarquia de Chomsky

Hierarquia de Chomsky

é uma classificação de gramáticas formais descrita em 1959pelo linguista Noam Chomsky.




Reconhecedores

Reconhecedores

Tipo Nome Exemplo Reconhecedor Complexidade0 Recursivamente Estrutura Maquina de Undecidable

Enumerável de Frase Turing1 Linguagem anbncn Aut. Linearm. NP-Completo

Sensível Cont. Delimitado2 Linguagem Livre anbn Automato a O(n3)

de Contexto Pilha3 Linguagem anb Automato O(n)

Regular Finito




Linguagens Livres de Contexto Determinísticas

Linguagens Livres de Contexto Determinísticas

Linguagens livres de contexto determinísticas são umsubconjunto das LLC onde as linguagens não são ambíguas.A teoria (e prática) de compiladores trata desta classe.Todas as linguagens de programação pertencem a esta classe.O que será estudado




Definições

Definições

Para se especificar uma linguagem de programação, énecessário formalizar sua sintaxe, semântica e alfabeto.

Para especificar a sintaxe, usa-se a BNF.Para especificar a semântica, usa-se regras informais. Porexemplo, associar o símbolo “*” com a operação demultiplicação.alfabeto: conjunto finito e não vazio de símbolos, por exemplo:Σ = {a, b, ∗, (, )}

Cadeia (palavra ou sentença): sequencia finita de símbolos deΣ.Um caso importante é o conjunto de todas as sentenças de umalfabeto, que é indicada por Σ∗




Linguagens

Linguagens

Uma linguagem é um subconjunto de Σ∗.Exemplos de linguagens para Σ = {a, b}.

L1 = ∅L2 = {α ∈ Σ, |α| ≤ 2}L3 = {an, n ≥ 2}L4 = {anbn, n ≥ 1}

As linguagens L1 e L2 são linguagens finitas.As linguagens L3 e L4 são linguagens infinitas.




Gramática

Gramática

Uma gramática livre de contexto é definida pela 4-tuplaG = {T ,V ,P, S}, onde:

T Símbolos terminais;V Símbolos não terminais (ou “variáveis”)P Produções ou regras: é uma relação finita de N

para (T ∪ N)∗

S Símbolo inicialExemplo: G1 = {{a, b}, {S}, {S → ab|aSb},S)

Derivações: S ⇒ aSb ⇒ aaSbb ⇒ aaabbb

Linguagem: L(G1) = {anbn, n ≥ 1}




Árvore de Derivação

Árvore de Derivação

Uma árvore de derivação é uma alternativa gráfica paramostrar o processo de derivação de uma sentença em umagramática.Seja G1 = {{a, b}, {S}, {S → ab|aSb},S) e as derivaçõesS ⇒ aSb ⇒ aaSbb ⇒ aaabbb

S

S

ba

S

bbaa

ab

bbaa




Gramática Ambígua

Gramática Ambígua

Uma gramática é dita ambígua se existe uma sentença para aqual existe mais de uma árvore de derivação.Exemplo: G2 = {E → a|E + E}, α = a + a + a

E

E

a

+E

E

a

+E

a

E

E

E

a

+E

a

+E

a




Linguagem Ambígua

Linguagem Ambígua

Para eliminar a ambiguidade de uma gramática G1, deve-sereescrever a gramática para uma nova gramática G2 nãoambígua tal que L(G1)=L(G2). Exemplo:

G1 = {A→ Aa|aA|a}G2 = {A→ Aa|a}

Quando não existe uma G2 não ambígua, dizemos que alinguagem é ambígua. Exemplo:L = {aibjck |i , j , k ≥ 1 e i = j ou j = k}




Contexto

Contexto

Gramáticas, linguagens e ambiguidades (entre outros) são oalvo de uma área da teoria da computação que lida comlinguagens formais e autômatos.Em compiladores, o alvo é um subconjunto de linguagens livresde contexto chamadas “Linguagens livres de contextodeterminísticas”, que:

1 não são ambíguas;2 são o conjunto de linguagens do qual fazem parte todas as

linguagens de programação.3 os reconhecedores tem complexidade O(n);




Objetivo

Seja α uma sentença e G uma gramática para uma LLCD.O que será estudado aqui são mecanismos para reconhecer seα ∈ L(G ).Para tal, existem duas abordagens: top-down e bottom-up.




Analisadores Sintáticos Top-Down

Esta categoria de analisadores sintáticos tem as seguintescaracterísticas:

lêem a entrada da esquerda para a direita (left to rightparsing);constróem a árvore de derivação de cima para baixosubstituindo sempre o terminal mais à esquerda (leftmostderivation)O nome genérico deste tipo de analisador sintátivo é LL (Leftto right parsing producing Leftmost derivation).




Tipos de A.S.D.R

Foram desenvolvidos vários analisadores sintáticos para estacategoria. Aqui estudaremos alguns simples:Análise descendente com retrocesso;Melhoramentos:

Eliminar Retrocessos;Eliminar Recursão Esquerda;Fatoração;

Geração automática de um A.S.D.R.




Com Retrocesso

faz a análise sintática pelo método da força bruta, verificandotodas as possibilidades.Como exemplo, considere a Gramática L(Gr ) a seguir.α = ”a ∗ b” ∈ Gr ?

Gr = { 1 E → T + E

2 E → E

3 T → T ∗ F4 T → F

5 F → a

6 F → b

7 F → (E )}Bruno Müller Junior Departamento de Informática UFPR



Método

Método

Algoritmo recursivo: Coloque S como raiz da árvore dederivação;Seja X a variável mais à esquerda;Selecione uma produção do tipo X → ABC

Se houverem alguma, pendure;Se não houver, descarte a última produção.Reaplique o algoritmo;




Exemplo (1)

Exemplo (1)

α = a ∗ b α = a ∗ b α = a ∗ bInicial Após produção 1 Após produção 3

E

E

E+T

E

E+T

T*F




Exemplo (3)

Exemplo (3)

No próximo passo, um token será retirado da entrada (a) ependurado na árvore.com isto, a entrada fica α = *b, sendo que o algoritmo tentaagora colocar “*” na árvore.

E

E+T

T*F

a




Exemplo (3)

Exemplo (3)

O processo continua utilizando a seguinte seqüência deproduções: 5 , 3 , 6 .Observe que a entrada já foi toda pendurada, e que asderivações possíveis para T não são viáveis (tente).

E

E+T

T

T*F

b

*F

a




Exemplo (3)

Exemplo (3)

Neste ponto o algoritmo detecta que houve um erro, eretrocede um passo (por isso se chama A.S.D.R comretrocesso).Ao retroceder, procura-se alternativas para F, como não há,retrocede-se para T, e tenta-se a produção seguinte aT → F ∗ T , que é T → F :

E

E+T

T

F

*F

aBruno Müller Junior Departamento de Informática UFPR


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