第5章 语法制导翻译

5.2 属性文法与属性翻译文法 属性文法与
语法制导翻译方法的实质，就是根据文法中每个产 语法制导翻译方法 生式所蕴含的语义，为其配备一个（或多个）处理 语句或子程序，对所要完成的功能进行描述。 产生式的语义是由组成该产生式的文法符号的语义 产生式的语义 所决定的。 将这些语义以“属性 属性”的形式附加到各个文法符号 上，再根据产生式所蕴含的语义，给出每个文法符 号的属性的求值规则 求值规则，从而形成一种附带有语义属 语义属 求值规则 属性文法。 性的前后文无关文法，即属性文法
属性文法的定义
定义5 属性文法AG是一个四元组：AG=(G,A,R,B), 其中, 定义5.4 属性文法 G是已简化的CFG; A=∪X∈VA(X)是属性的有限集合; ∪ ∈ R= ∪p∈PR(p)是属性定义规则的有限集; ∈ B=∪p∈PB(p)是条件的有限集合，B(p)用于描述使规则R(p)有效 ∪∈ 的条件； 且同时满足： （1）对G中任意两个不同的文法符号X和Y而言，属性集合A(X)和A(Y) 不相交,A(X) ∩A(Y)=∅ ∅ （2）在G的任意一个语法树中，对文法符号X的每一次出现，可用于计 算X的每个属性之值的规则至多有一条。
Expr . primtype = coerible ( Name (1) . primtype , int_ type ) ? int_ type:real _ type ; Add .Type = Expr . primtype ; Name (1) . posttype = Expr . primtype ; Name ( 2 ) . posttype = Expr . primtype ; Condition : coercible ( Expr . primtype , Expr . posttype ); }
文法符号及其语义属性
文法符号X的语义信息我们称之为语义属性 语义属性 或简称为属性 属性（Attributes）。 我们用形如X.ATTR的记号来表示文法符号 X的相关语义属性 语义属性。 如果一个文法符号X在一产生式中多次出现， 为了在语义上能够对其进行区分，可添加不 同的上标。 例如,文法G[E] G[E]: G[E] 产生式 语义子程序 E→E(1)+T {E.Val=E(1).val+T.val;} E→T {E.Val=T.Val;} T→digit {T.Val=digit;} 为了能在语法分析过程中平行地进行语义处 理，可在语法分析栈旁边并行地设置一个语 语 义信息栈
属性依赖关系
定义5.6 定义5.6 对于每个产生式p:X0→X1X2…Xn∈P ,直接属性依赖关系由下式 给出： DDP(p)={(Xi.a,Xj.b)|Xj.b=f(…,Xi.a,…)∈R(p)} 若序偶(Xi.a,Xj.b)∈DDP(p)，则称属性Xj.b依赖于属性Xi.a ，记作 Xi.a→Xj.b。 显然，若有Xi.a→Xj.b ，则对Xj.b的计值，应在求出Xi.a的值之后进行。 但若Xi.a又直接或间接地依赖于Xj.b,则称属性Xi.a和Xj.b是循环依赖 循环依赖 的。含有属性循环依赖的属性文法AG，其中的一些属性之值将不能得 到有效的计算。
翻译文法的定义
定义5.8 定义5.8 在文法产生式右部适当的位置上插入语义动作 语义动作 而得的新文法称为翻译文法 增广文法 翻译文法或增广文法 (Augmented Grammar Augmented Grammar)。在一翻译文法 翻译文法中，若每 语义动作均出现在所有文法 个产生式右部中的全部语义动作 语义动作 符号的右边，则称这样的翻译文法 波兰翻译文法。 翻译文法为波兰翻译文法 为了区分文法符号与语义动作， 为了区分文法符号与语义动作 ， 我们用一对花括号 将插入的语义动作括起来（ ‘{’及‘}’将插入的语义动作括起来（语义动作采用 及 将插入的语义动作括起来 语言格式书写） 而且， C语言格式书写）。而且，我们还把语义动作视为翻 动作符号。 译文法中的一个“ 符号” 称为动作符号 译文法中的一个 “ 符号 ” ， 称为 动作符号 。 插入语 义动作后，翻译文法产生式的一般形式为： A→(α statement; A→(α{statement;})* α∈V*
例5.1 简单赋值语句文法的属性文法
1. Assignment → Name': =' Expr { Attribution: Name. environment = Assignment . environment ;
Expr. environment = Assignment . environment ;
Name. posttype = Name. primtype; Expr. posttype = ( Name. primtype == int_ type)?int_ type : real _ type; }
2. Expr → Name ( 1) Add Name ( 2 ) { Attribution: Name (1) . environment = Expr . environment ; Name ( 2 ) . environment = Expr . environment ;
第五章 语法制导翻译及中间代码生成
5.1 引言
在早期的一些编译程序中，是在语法分析的基础上根据源程序中各 语法成份的语义，直接产生机器语言或汇编语言形式的目标代码 目标代码。 目标代码 现在的编译系统一般都将经过语法分析的源程序先翻译为某种形式 的中间语言代码 中间语言代码，然后再将其翻译为目标代码。 中间语言代码 优点： 优点 使编译程序各组成部分功能更单一; 使得编译程序的逻辑结构更为清晰，从而使编译程序更易于编 写与调整;同时为代码优化和程序的可移植性提供了条件 本章要讨论的中间代码生成 中间代码生成，是指把单词符号串形式的源程序转换 中间代码生成 为另一种等价的便于代码优化处理和目标代码生成表示。 目前常见的中间语言有逆波兰表示 三元式 四元式 逆波兰表示、三元式 四元式等等。 逆波兰表示 三元式、四元式 中间代码生成与语言的语义密切相关，目前采用语法制导翻译来描 述语义。 方法:对文法中的每个产生式都附加一个语义动作或语义子程序, 方法 语法分析程序除执行相应的语法分析动作外，还要执行相应的语义 动作或调用相应的语义子程序。
属性依赖关系
各个文法符号的属性 属性之间，可能存在某种依赖关系 依赖关系，这种依赖关 依赖关系 依赖关 语义规则）定义。 系可用属性规则（语义规则 定义 5.2 设p:X0→X1X2…Xn是文法G的一个产生式，则与p相关联 的属性规则集 R(p)={Xi.a=f(Xk1.ak1,…,Xkm.akm)|Xi.a∈A(Xi)} R(p)={X =f(X ={ )|X 定义了该产生式所涉及的文法符号之属性的求值规则 求值规则，它表示： 求值规则 Xi的a属性是由Xk1的ak1属性，…，Xkm的akm属性计算而得的。 a X a X a 定义 5.3 对每个产生式p:X0→X1X2…Xn ，设属性定义性出现的集 p X 合为 AF(p)={Xi.a|Xi.a=f(Xk1.ak1,…,Xkm.akm)∈ R(p),0≤kj≤n} =f(X R(p),0 ≤n} X ,X 若Xi是产生式左部的非终结符(即i=0),则称属性Xi.a是综合属性; X X 若Xi出现在产生式的右部(即1≤i≤n),则称Xi.a是继承属性 X X
5.2.1 语义属性与属性文法
定义 5.1 一文法符号的语义性质称为该文法符号的 语义属性（Attributes 属性。用A(X)表 语义属性 Attributes），简称为属性 属性 示X的所有属性的集合。每个属性表示X的一个特定 性质，并可任意指定其取值范围。我们用X.a表示 A(X)中的属性a 。 属性可表征诸如数、符号串、类型、存储空间和其 属性 它需表征的实体。 终结符至少有一种属性 终结符 属性，即词文。它还可能具有其 属性 它属性，例如无符号数123 123，单词“123”就是它的 123 词文，而其数值以及它的类型（整型）是它的其它 两个属性。终结符的属性是其内在性质 终结符的属性是其内在性质 终结符的属性是其内在性质. 非终结符的属性 非终结符 属性 属性是从其它符号的属性 属性经计算而得的， 属性 即由其它符号的属性 属性定义的。 属性
加注语法树
在语法树中,将每个结点均视为由若干个域组成的结构 结构,则可 将其中的一些域用来存放相应文法符号诸属性之值，并可用 属性来为这些域命名。通常我们将每个结点都标注相应属性 属性 值的语法树称为加注语法树 加注语法树 由定义5.3可知：在加注语法树 定义5.3 加注语法树中，一个文法符号X在相应结 加注语法树 X 点的综合属性之值，由其子结点的属性和（或）X的其它属性， 点的 之值，由其子结点的属性和（或）X的其它属性， 通过相关属性规则经计算而得，故综合属性的求值在语法树 自下X 结点和(或)其它兄弟结点来定义,故继承属性的求值将按自上 自上 而下的方式进行。 而下
依赖关系图
定义5.7 定义5.7 设T是L(G)中一个句子相应的加注语法树，并设在构造T时使用 过产生式p:X0→X1X2…Xn ，对于T中由X0,X1,X2,…,Xn所标记的每个 结点，若有 (Xi.a,Xj.b)∈DDP(p),则在树中引一条从到的有向边，由此而得到的 树称之为该句子的属性化语法树。 所有这样的有向边构成的集合DT(T)，称为树T上的依赖关系。根据 DT(T)所构造的关系图称为依赖关系图 依赖关系图（或简称为依赖图 依赖图）。 例如，对于例5.1所给文法下的一个句子x:=y+z x:=y+z，相应属性化语法树的 依赖关系如P191图5-3所示。
语法分 析栈 T + E … # … 语义分 析栈 T.Val ‘+’
本章内容简介
首先介绍一种适用于定义语义的一种特殊文法 属性文法，进一步介绍适用于语义翻译的文法 属性文法 属性翻译文法的相关知识。 属性翻译文法 在第三小节中我们将介绍几种常见的中间语言 中间语言; 在第四小节中引入程序设计语言中常见语法结构 的语法制导翻译技术。