语义分析和中间代码的产生

Posted 2023-02-10 yongh701

文章目录

• • 赋值语句翻译
  • • 算数表达式
    • 含数组引用的翻译
    • 类型转换
  • 总结赋值语句翻译

赋值语句翻译

算数表达式

属性文法略
翻译模式：
S→id:=E p:=lookup(id.name);
if p！=nil then emit(p ‘:=’ E.place)
else error
E→E1+E2 E.place:=newtemp;
emit(E.place ‘:=’ E1.place ‘+’ E2.place)
E→E1E2 E.place:=newtemp;
emit(E.place ‘:=’ E 1.place ‘’ E 2.place)
E→-E1 E.place:=newtemp;
emit(E.place‘:=’ ‘uminus’ E 1.place)
E→(E1) E.place:=E1.place
E→id p:=lookup(id.name);
if p！=nil then E.place:=p
else error
E用来表示产生终结符。
相关属性说明：
place：综合属性，表示存放E值单元的名字或地址
code：综合属性，三地址代码。
相关函数说明：
newtemp：产生一个中间临时变量，如T1，T2…
emit：产生三地址代码（可能使用四元式形式表达，也可能是原始的三地址代码形式）
lookup:在符号表中查找相应入口

观察此翻译模式得到如下结论：
1、简单算数表达式的文法共6个产生式，注意其中“-”为单目运算符，即表示求相反数，取负号，不是减法。
2、此翻译模式与自下而上语法分析（规范规约）相结合。即从输入串（算数表达式）开始，进行自下而上的规约。每次规约时都进行相应的语义动作。
3、应该重点关注进行emit的语义动作。其中每次归约“-，+，*”及：=时进行emit（此步骤与练习题答案密切相关）
4、添加括号

例子：写出A:=B*（-C+D)产生的三地址代码
画出语法树（正常应该由规范归约产生，在规范归约过程中，一边产生语法树，一边进行翻译，但归约较麻烦，因此可以直接利用最左推导产生语法树，在利用语法树，判断归约过程）：

共进行了4次emit，根据归约顺序：
T1:=@C
T2:=T1+ T1
T3：=BT2
A：=T3
观察语法树得到如下特点：
1、赋值号：=左边的终结符A未被归约成E，即A不是句柄，因为不存在E：=E这样的句型。
2、赋值号右边的终结符都要先归约成E，在进行含“-，+，”的产生式归约时，每次归约都要emit。

含数组引用的翻译

数组元素地址的计算
符号说明：low为数组下界，base为数组A的第一个元素的地址即A[low]的地址（可以用数组名来表示），w为每个数组元素宽度。
1、一维数组：A[i]的地址为 base+（i-low）w=iw+（base-loww）
观察发现iw随i变化，为可变部分，而base-low*w只与数组本身有关，为不变部分。
2、多维数组**（按行存放）**：A[i1,i2,…,ik]地址公式
((…i1 n2+i2)n3+i3)…)nk+ik)×w +base-((…((low1 n2+low2)n3+low3)…)nk+lowk)×w
同理可分为不变部分与可变部分。注意公式的递推性质：以不变部分为例，k（k>1)维不变部分为k-1维乘k维元素的维度加上k维，再乘w。不变部分即把i换成low，再用base减。

翻译模式
添加产生式：
L → id [ Elist ] | id
Elist → Elist,E | E
为了便于处理，文法改写为
L → Elist ] | id （即读到“]”就说明产生了一个数组元素）。
Elist → Elist, E | id [ E （读到[说明出现了数组元素，E表示最左下标，EList表示所有下标）
翻译模式：
1) S→L:=E
if L.offset=null then /L是简单变量/
emit(L.place ‘:=’ E.place)
else emit( L.place ‘ [’ L.offset ‘]’ ‘:=’ E.place)

(2) E→E1 +E2
E.place:=newtemp;
emit(E.place ‘:=’ E 1.place ‘+’ E 2.place)
(3) E→(E1) E.place:=E1.place

(4) E→L
if L.offset=null then /L是简单变量/
E.place:=L.place
else begin
E.place:=newtemp;
emit(E.place ‘:=’ L.place ‘[’ L.offset ‘]’ )
end

(5) L→Elist ]
L.place:=newtemp;
emit(L.place ‘:=’ Elist.array ‘－’ C); （数组名即为base）
L.offset:=newtemp;
emit(L.offset ‘:=’ w ‘*’ Elist.place)

(6) L→id L.place:=id.place; L.offset:=null
(7) Elist→ Elist1, E
t:=newtemp;
m:=Elist1.ndim+1;
emit(t ‘:=’ Elist1.place ‘*’ limit(Elist1.array,m) );
emit(t ‘:=’ t ‘+’ E.place);**（此两条语义动作与之前描述的递归性相关）
Elist.place:=t;
Elist.ndim:=m
Elist.array:= Elist1.array;

(8) Elist→id [ E
Elist.place:=E.place;
Elist.ndim:=1;
Elist.array:=id.place
函数与属性说明：
Elist有三个综合属性
Elist.ndim: 下标个数计数器
Elist.place: 保存临时变量的名字，存放已扫描的Elist中的下标计算出来的值(为了得到可变部分地址）
Elist.array: 保存数组名，数组名用来表示首元素地址。
limit(array，j) ：函数过程，它给出数组array的第j维的长度
L有两个综合属性
L.place
若L为简单变量i, 指变量i的符号表入口
若L为下标变量，指存放不变部分的临时变量的名字
L.offset
若L为简单变量，null
若L为下标变量，指存放可变部分的临时变量的名字

将此文法与简单算数表达式对比：
1、共8条产生式，后4条的意义是，L用来表示产生终结符id或者数组元素id[Elist]。如果将一个数组元素看成终结符的话，此处的L与之前的简单算数表达式文法中的id对应。
2、8,7,5三条表达式是为了得到数组元素的可变地址与不可变地址，从8开始，利用7进行更新，5结束。
3、表达式4是为了得到终结符的地址（将数组元素看成一个终结符），用不变[可变]表示数组元素地址。

类型转换

增加综合属性E.type非终结符E的类型属性，只有integer和real两种取值。
1、相同类型可以进行运算，不同类型运算前需转换。转换只能从integer变到real
2、在运算符前添加real或integer。
3、运算结果为integer但且仅当参与运算的元素都为integer。

总结赋值语句翻译

1、翻译与自下而上的语法分析结合，每次用产生式归约时，进行相应的语义动作。
2、给定待翻译赋值语句中含数组元素，普通终结符，运算符号，（）。在普通算数表达式中E产生id即终结符，再含数组元素时，L代替id的位置，L可能产生终结符或数组元素。注意赋值号左边的终结符在归约时的处理
3、翻译时重点关注emit动作。
4、数组元素主要针对二维数组。
3、提到类型时要进行类型转换。

基于陈火旺主编国防科技大学编写的《程序设计语言编译原理》