DIPLOM (663709), страница 5

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

3, константа типа char

4, идентификатор

-1, ошибка, не распознаваемый тип лексемы

Сканер в процессе своей работы распознает тип символа, то есть использует подпрограмму:

s _i класс символа k

г де

1, если s_i буква

2, если s_i цифра

3, если s_i `

k= 4, если s_i “ или ”

5, если s_i верный знак

0, если s_i ошибочный символ

Тогда диаграмма состояний имеет вид: (смотри в приложении).

Рис.3. Блок схема лексического анализа.

ЗАМЕЧАНИЕ:

1. В каждом состоянии сканер может выполнять дополнительные действия по контролю правильности лексемы и преобразования во внутреннюю форму.

2. Сканер выделяет самую длинную лексему пока возможно, а при выходе указатель стоит на начале следующей лексемы.

Изобразим блок - схему работы лексического анализатора (рис.3.).

Так как сканер строится по диаграмме состояний, то для простоты программирования был построен конечный автомат. Матрица переходов состояний сканера приведена в приложении.

4.3.3. Синтаксический и семантический анализ

Анализаторы выполняют действительно сложную работу по расчленению исходной программы на составные части, формированию ее внутреннего представления и занесению информации в таблицу символов и другие таблицы. При этом также выполняется полный синтаксический и частичный семантический контроль программы.

Обычный анализатор представляет собой синтаксически управляемую программу. В действительности стремятся отделить синтаксис от семантики настолько, насколько это возможно. Когда синтаксический анализатор (распознаватель) узнает конструкцию исходного языка, он вызывает соответствующую семантическую процедуру, или семантическую программу, которая контролирует данную конструкцию с точки зрения семантики и затем запоминает информацию о ней в таблице символов или во внутреннем представлении программы. Например, когда распознается описание переменных, семантическая программа проверяет идентификаторы, указанные в этом описании, чтобы убедиться в том, что они не были описаны дважды, и заносит их вместе с атрибутами в таблицу символов.

Когда встречается инструкция присваивания вида:

=

семантическая программа проверяет переменную и выражение на соответствие типов и затем заносит инструкцию присваивания в программу во внутреннее представление.

Синтаксический анализ можно представить диаграммой состояний, так же как и сканер. Поэтому их частично объединяют и если возможно то совмещают полностью. В данной работе процесс лексического, синтаксического и семантического анализа для всех блоков разделен. Матрицы состояний конечных автоматов синтаксического анализа блоков приведены в приложении. Семантический анализ выполняется в процессе интерпретации.

4.3.4. Польская инверсная запись (ПолИЗ)

Первые процедурно-ориентированные языки программирования высокого уровня предназначались для решения инженерных и научно – технических задач, в которых широко применяются методы вычислительной математики. Значительную часть программ решения таких задач составляют арифметические и логические выражения. Поэтому трансляцией выражений занимались очень многие исследователи и разработчики трансляторов. На данное время разработано большое число таких трансляторов. Сейчас классическим стал метод трансляции выражений, основанный на использовании промежуточной обратной польской записи, названной так в честь польского математика Яна Лукашевича, который впервые использовал эту форму представления выражений в математической логике.

Цель польской инверсной записи – представить операции исходного выражения в порядке их выполнения (вычисления). В данной работе был использован алгоритм построения ПолИЗа, который был предложен Дейкстрой.

Пример ПолИЗа:

Исходное выражение : x=a+f*c;

Выражение на ПолИЗе :xafc*+=.

Очевидно, что обрабатывать такую последовательность операций значительно легче, так как они расположены в порядке их выполнения. Рассмотрим алгоритм Дейкстры для формирования ПолИЗа.

4.3.4.1. Алгоритм Дейкстры формирования ПолИЗа

ПРИОРИТЕТ ОПЕРАЦИИ – это целое число, означающее старшинство операции по отношению к другим операциям. Приоритет операций изменяется с использованием скобок ( и ).

Исходная последовательность просматривается слева на право, как входная последовательность элементов.

АЛГОРИТМ:

1. Если элемент операнд, то он заносится в ПолИЗ.

2. Если элемент операция, то она заносится в ПолИЗ через СТЕК по правилу.

2.1. Если СТЕК пуст, то знак операции заносится в СТЕК,

2.2. Иначе: если приоритет входного знака равен 0, то он заносится в СТЕК, иначе сравниваются приоритеты входного знака и знака в вершине СТЕКа.

2.3.Если приоритет входного знака больше приоритета знака в вершине СТЕКа, то он заносится в СТЕК.

2.4. Иначе из СТЕКа выталкиваются все знаки с приоритетом больше или равным приоритету входного знака в вершине СТЕКа и приписываются к ПолИЗу, затем входной знак заносится в СТЕК.

1. Особо обрабатываются ( и ).

( - имея приоритет 0 сразу же заносится в СТЕК по 2.2.

) – имея приоритет равный 1 выталкивает из СТЕКа все знаки до ближайшей открывающей скобки (, затем они взаимно уничтожаются.

1. При появлении признака конца выражения ( в нашем случае ;) СТЕК очищается : все оставшиеся знаки выталкиваются и приписываются к ПолИЗу.

Так же ПолИЗу соответствует так называемое дерево ПолИЗа.

Пример: (x+a)*(x-b)+3;

Дерево:

x a x b

ПолИЗ: x a + x b - * 3 +.

Построение ПолИЗа по дереву осуществляется обходом дерева по правилу левое поддерево, правое поддерево, корень.

4.3.4.2. ПолИЗ выражений, содержащих переменные синтаксиса

Кроме операций сложения и умножения любая программа содержит операции вычисляющие адреса элементов массива в зависимости от индексных выражений. Например:

a[i+1]-b[i,j-1]*a[2*i+1]

Индексные выражения.

Выведем формулы вычисления адресов элементов массива.

Для одномерного массива а, описание которого на Паскале и Си имеет вид:

a: array [1..n] of integer; // Pascal

int a[n]; // C/C++

и каждый элемент имеет массива занимает k-байт.

Адрес первого элемента равен A . Выясним чему будут равны адреса других элементов. Для этого рассмотрим расположение элементов массива в физической памяти ЭВМ.

A +k +2k +3k A+k*(i-1)…

k байт

т огда a[i] А+k*(i-1) для языка программирования Паскаль, а для языка программирования C/C++ a[i] A+k*i. Тогда если элемент занимает k – байт, то

a[i] -----> A+k*(i-1) (1)

a[i] -----> A+k*i (1’)

Для двумерного массива:

b: array [1..m,1..n] of integer;// Pascal

int b[m][n];//Си

Адрес элемента с индексами i,j вычисляется по правилу:

b[i,j] -----> B+k*((i-1)*n+(j-1)) (2)

b[i,j] -----> B+k*(i*n+j) (2’)

Для формирования ПолИЗа введем операцию АЭМ (адрес элемента массива) с операндами:

1. Идентификатор массива, ему после распределения памяти транслятором будет соответствовать адрес первого элемента массива.

2. Индексное выражение.

Результат: адрес элемента массива вычисленный по формулам (1)-(2’).

ПолИЗ: a i 1 + А.Э.М. b i j 1 – А.Э.М. a 2 i * 1 + А.Э.М. * -

Анализ ПолИЗа говорит о том, что у операции АЭМ переменное число операндов и их количество надо задавать явно. Сделаем следующую замену: АЭМ – k], где k - количество операндов.

Тогда ПолИЗ: a i j + 2] b i j 1 – 3] a 2 i * 1 + 2] * -.

Изобразим дерево выражения: (смотри рисунок )

-

А.Э.М. *

а + А.Э.М. А.Э.М.

i 1 b i – a +

i j * 1

2 i

Следовательно, алгоритм Дейкстры дополнится следующими правилами:

ПРАВИЛА:

1. [, имея приоритет 0 заносится в СТЕК [k, где k – минимальное число операндов операции А.Э.М.

2. , , имея приоритет 1 выталкивает из СТЕКа все ближайшие знаки до ближайшей [k и увеличивает k на 1: k=k+1; , никуда не заносится.

3. ], имея приоритет 1 выталкивает из СТЕКа все знаки до ближайшей [k, которая удаляется из СТЕКа, а в ПолИЗ заносится k].

4.3.4.3. Алгоритм перевода ПолИЗа в машинные команды

Известно, что в обратной польской записи операнды располагаются в том же порядке, что и в исходном выражении, а знаки операций при просмотре записи слева направо встречаются в том порядке, в котором нужно выполнять соответствующие действия. Отсюда вытекает основное преимущество обратной польской записи перед обычной записью выражений со скобками: выражение можно вычислить в процессе однократного просмотра слева направо.

Правило вычисления выражения в обратной польской записи состоит в следующем. Обратная польская запись просматривается слева направо. Если рассматриваемый элемент – операнд, то рассматривается следующий элемент. Если рассматриваемый элемент – знак операции, то выполняется эта операция над операндами, записанными левее знака операции. Результат операции записывается вместо первого (самого левого) операнда, участвовавшего в операции. Остальные элементы (операнды и знак операции), участвовавшие в операции, вычеркиваются из записи. Просмотр продолжается.

В результате последовательного выполнения этого правила будут выполнены все операции, имеющиеся в выражении, и запись сократится до одного элемента – результата вычисления выражения.

Рассмотрим пример: a+b*c-d/(a+b)

Характеристики

Список файлов реферата