编译原理 - 语法制导翻译

语法制导翻译

• 编译器在做语法分析过程中除了回答程序语法是否合法外，还必须完成后续工作

  • 可能的工作包括（但是不限于）
    • 类型检查
    • 目标代码生成
    • 中间代码生成
    • …等等

• 这些后续的工作一般可通过语法制导的翻译完成

LR分析中的语法制导翻译

在之前的加法中实现语法制导翻译

%{
   
    #include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    int yylex();
    void yyerror();
%}

%left '+'

%%
lines: line
     | line lines
;
line: exp '\n' {
   printf("value=%d\n", $1);}
;
exp: n              {
   $$=$1;}
    | exp '+' exp   {
   $$=$1+$3;}
;
n: '1'  {
   $$=1;}
 | '2'  {
   $$=2;}
 | '3'  {
   $$=3;}
 | '4'  {
   $$=4;}
 | '5'  {
   $$=5;}
 | '6'  {
   $$=6;}
 | '7' | '8' | '9' | '0';

%%

int yylex()
{
   
    return getchar();
}

void yyerror(char *s)
{
   
    fprintf(stderr, "%s\n", s);
    return;
}

int main(int argc, char **argv)
{
   
   yyparse();
   return 0;
}

基本思想

• 给每条产生式规则附加一个语义动作
  • 一个代码片段
• 语义动作在产生式“归约”时执行
  • 即由右部的值计算左部的值
  • 以自底向上的技术为例进行讨论
    • 自顶向下的技术与此类似

抽象语法树

将分析树的浓缩过程生成的树是抽象语法树

分析树

• 分析树编码了句子的推导过程
• 但是包含很多不必要的信息
  • 注意：这些节点要占用额外的存储空间
• 本质上，这里的那些信息是重要的？
  • 对于表达式而言，编译只需要知道运算符和运算数
    • 优先级、结合性等已经在语法分析部分处理掉了
  • 对于语句、函数等语言其他构造而言也一样
    • 例如：编译器不关系赋值符号是=还是:=或者其他符号

具体语法和抽象语法

• 具体语法是语法分析器使用的语法
  • 必须适合语法分析，如各种分隔符、消除左递归、提取左公因子等
• 抽象语法是用来表达语法结构的内部表示
  • 现代编译器一般都采用抽象语法作为前端（词法语法分析）和后端（代码生成）的接口

抽象语法树的数据结构

• 在编译器中，为了定义抽象语法树，需要使用实现语言来定义一组数据结构
  • 和实现语言密切相关
• 早期的编译器有的不采用抽象语法树数据结构
  • 直接在语法制导翻译中生成代码
  • 但现代的编译器一般采用抽象语法树作为语法分析器的输出
    • 更好的系统支持
    • 简化编译器的设计

抽象语法树的自动生成

• 在语法动作当中，加入生成语法树的diam

  • 代码片段一般是语法树的构造函数

• 在产生式归约的时候，会自底向上构造整棵树

  • 从叶子到根

抽象语法树是编译器前端和后端的接口

• 程序一旦被转换为抽象语法树，则源代码即被丢弃
• 后续的阶段只处理抽象语法树

所以抽象语法树必须编码足够多的源代码信息

• 例如：它必须编码每个语法结构在原代码中的位置(文件，行号、列号等)
  • 这样，后续的检查阶段才能精确的报错
  • 或者获取程序的执行刨面

抽象语法书必须仔细设计