编译原理 第5章语法制导的翻译

属性和文法符号相关联 规则和产生式相关联

根据需要，将文法符号和某些属性相关联， 并通过语义规则来描述如何计算属性的值


E→E1+T E.code=E1.code || T.code || ‘+’ code表示了我们关心的表达式的逆波兰表示，规则说明 加法表达式的逆波兰表示由两个分量的逆波兰表示并置， 然后加上‘+’得到。
digitlexval=3
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适用于自顶向下分析的SDD


前面的表达式文法存在直接左递归，因 此无法直接用自顶向下方法处理。 消除左递归之后，无法直接使用属性val 进行处理：


比如规则：T→FT’ T’→*FT’ T对应的项中，第一个因子对应于F， 而运算符在T’中。
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相同表达式的不同文法的比较
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例5.15 分析栈实现的例子

假设语法分析栈存放在一个被称为stack 的记录数组中，下标top指向栈顶；


stack[top]指向这个栈的栈顶；stack[top-1] 指向栈顶下一个位置； 如果不同的文法符号有不同的属性集合，我 们可以使用union来保存这些属性值。（归 约时，我们知道栈顶向下的各个符号分别是 什么）
语义翻译的流程
输 入 符 号 串 分 析 树 依 赖 图
语
义
规
则
的 计
实际上，编译中语义翻译的实现并不是 按图中的流程处理的；而是随语法分析 的进展，识别出一个语法结构，就对它 的语义进行分析和翻译。
算
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5.1 语法制导定义

4.什么是语法制导定义（SDD） 上下文无关文法和属性/规则的结合；

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5.1.1 继承属性和综合属性


不允许N的继承属性通过N的子结点上的属性来定 义，但是允许N的综合属性依赖于N本身的继承属 性。 终结符号有综合属性（由词法分析获得），但是 没有继承属性。
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语法制导定义（SDD）的例子

目标： 计算表达式L的值 （属性val） 计算L的val值需要 E的val值 E的val值又依赖于 E和T的val值 … 终结符号digit有综 合属性lexval。
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2 后缀SDT的语法分析栈实现

可以在LR语法分析的过程中实现



归约时执行相应的语义动作 定义可以记录各个文法符号的属性的union结构 栈中的每个文法符号（或者状态）的附带一个 这样的结构的值； 在按照产生式A→XYZ归约时，Z的属性可以在 栈顶找到，Y的属性可以在下一个位置找到，X 的属性可以在再下一个位置找到。
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受控的副作用


受控副作用的例子

L→En


变量声明的SDD中的副作用

通过副作用打印出E的值 总是在最后执行，且不会影响其它属性的求值 addType将标识符的类型信息加入到标识符表中。 只要标识符不被重复声明，标识符的类型信息总是正确的。
print(E.val)
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5.3 语法制导的翻译方案

D → T { L.in := T.type } L T → int { T.type := integer }
T → real { T.type := real }
L → { L1.in := L.in }L1,id{…} 语义——可以看成是相应文法符号的属性
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适宜在进行推导时完成

S属性的SDD
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5.2.3 S属性的SDD

每个属性都是综合属性 都是根据子构造的属性计算整个构造的属性。 在依赖图中，总是通过子结点的属性值来计 算父结点的属性值。可以和自顶向下、自底 向上的语法分析过程一起计算

自底向上：关的属性 递归子程序法中，在过程A()的最后计算A的属性
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带有继承属性L.inh的语法制导定义 产生式 DTL T int T float L L1,id L id 语义规则 Linh:=T type T type :=integer T type :=float L1 inh :=L inh addtype(id entry,L inh) addtype(id entry,L inh)
第5章 语法制导的翻译
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本章重点

语法制导定义

S属性定义 L属性定义 语法制导定义和翻译方案的关系

语法制导的翻译方案设计


自底向上实现L属性的SDD
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语法制导的翻译
5.1 语法制导定义 5.2 SDD的求值顺序 5.3 语法制导的翻译方案
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第五章 语法制导的翻译

翻译的任务

首先是语义分析和正确性检查，若正确，则翻译成 中间代码或目标代码。 语法结构具有规定的语义 根据翻译的需要设置文法符号的属性，以描述语法 结构的语义。 例如，一个变量的属性有类型，层次，存储地 址等。表达式的属性有类型，值等。

E→E1 + T T→T1 * F F →id
E.val:=E1.val+T.val T.val:=T1.val*F.val F.val:=id.val
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适宜在完成归约的时候进行
5.1 语法制导定义
3. 典型处理方法（2） 在产生式的右部的适当位置，插入相应的语义动 作，按照分析的进程，执行遇到的语义动作
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5.1.2 翻译方案的可视化
注释语法分析树
在分析树上求值有助于翻译方案的可视化，便 于理解。 包含了各个结点的各属性值的语法分析树
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注释语法分析树

构造注释语法分析树步骤：


对于任意的输入串，首先构造出相应的分析树。 根据结点上的文法符号，每个结点都有相应的属 性值 按照分析树中的分支对应的文法产生式，应用相 应的语义规则计算属性值。


语法制导的翻译方案（SDT）是在产生 式体中嵌入程序片断（语义动作）的上 下文无关文法 SDT的基本实现方法：

建立语法分析树； 从左到右、深度优先地执行这些动作 基本文法是LR的，SDD是S属性的 基本文法是LL的，SDD是L属性的
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用SDT实现两类重要的SDD

可在语法分析过程中实现的 SDT
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自顶向下：

在分析树上计算SDD
按照后序遍历的顺序计算属性值即可 postorder(N) { for(从左边开始，对N的每个子结点C) postorder(c); 对N的各个属性求值； } 在LR分析过程中，我们实际上不需要构造 分析树的结点。

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5.2.4 L属性的SDD

每个属性要么是
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例5.5 依赖图的例子

3*2的注释分析树； T→FT’ {T.val = T’.syn; T’.inh = F.val;}


可能的计算顺序：

边e1、e2。
1,2,3,4,5,6,7,8.9 1,3,5,2,4,6,7,8,9
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属性值的计算顺序




可以按照依赖图的拓扑排序计算各个属性的 值。 如果图中存在环，那么这个计算过程就无法 进行。 给定一个SDD，很难判定是否存在一棵分析 树，其对应的依赖图包含环。 但是特定类型的SDD一定不包含环，且有固 定的排序模式。
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5.2.5具有受控副作用的语义规则

属性文法没有副作用，但是会增加描述的复 杂度


比如语法分析时如果没有副作用，符号表就必 须作为属性传递。 可以把符号表作为全局变量，然后通过副作用 函数来添加新标识符； 不会对属性求值产生约束，即可以按照任何拓 扑属性求值，不会影响最终结果。 添加部分简单的约束。
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5.2.1 依赖图

依赖图描述了某棵特定的分析树上的各个属 性实例之间的信息流（计算顺序）

从实例a1到实例a2的有向边表示计算a2时需要 a1的值。（必须先计算a2，再计算a1）
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5.2.1 依赖图
依赖图的构造方法 for 分析树中的每个结点n do for 与结点n对应的文法符号的每个属性a do 在依赖图中为a构造一个结点； for 分析树的每个结点n do for 结点n所用产生式对应的每条 语义规则 b:＝f（c1，c2，…，ck ) do for i:=1 to k do 从结点ci到结点b构造一条有向边；

注意：T’的属性inh实际上是继承了相应的* 号的左运算分量。
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例5.3 3*5的注释分析树

请观察inh属性是如何传递的。
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5.2 SDD的求值顺序


在对SDD的求值过程中，如果结点N的属 性a依赖于结点M1的属性a1，M2的属性 a2，…。那么必须先计算出Mi的属性， 才能计算N的属性a。 显然，这些值的计算顺序应该形成一个 偏序关系。

实际实现SDT时，并不会真的构造语法分析 树，而是在分析过程中执行语义动作 判断是否可在分析过程中实现



将每个语义动作替换为一个独有的标记非终结符 号；每个标记非终结符号M的产生式为M→ε。 如果新的文法可以由某种方法进行分析，那么这 个SDT就可以在这个分析过程中实现。 注意：这个断言没有考虑变量值的传递等要求。

综合属性，要么是 继承属性，且产生式A→X1X2…Xn中计算Xi.a的 规则只能使用



特点：

A的继承属性 Xi左边的文法符号Xj的继承属性或综合属性。 Xi自身的继承或综合属性。且这些属性的依赖关系不 形成环。