语法制导翻译
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编译原理课件05语法制导翻译技术和中间代码生成
5.4 中间代码
四元式的特点: 1. 四元式出现的顺序和语法成份的计值 顺序相一致. 2. 四元式之间的联系是通过临时变量实 现的,这样易于调整和变动四元式. 3. 便于优化处理.
5.4 中间代码
编译系统中,有时将四元式表示成另一 种更直观,更易理解的形式——三地址代 码或三地址语句. 三地址代码形式定义为: result := arg1 OP arg2 三地址语句:语句中是三个量的赋值语句, 三地址语句 每个量占一个地址.
5.5 自下而上的语法制导翻译
例3 简单算术表达式翻译到四元式的 语义描述 例如,设有简单算术表达式的文法: E→E+E | E*E | (E) | i
T R / S T
c S a c
c R S
输入是bR / bTc / bSc /ac 输出为: 1 4 5 314 24 31 给出相应语义动作(翻 译方案) S→bTc { print "1"} { print "2"} S→a R T→R { print "3"} R→R/S { print "4"} R→S { print "5"}
5.1 概述
例如: 表达式 A+B*C 对运算对象进行类型检查, 对变 量进行先定义后使用检查 执行真正的翻译 如果静态语义正确, 语义处理则要执 行真正的翻译, 即生成程序的某种中间 代码的形式或直接生成目标代码.
5.1 概述
目前多数编译程序进行语义分析的方 法是采用语法制导翻译法 .它不是一种 采用语法制导翻译法 形式系统, 但它比较接近形式化. 语法制导翻译法使用属性文法为工具 来描述程序设计语言的语义.
5.4 中间代码
语法制导翻译
例：图5-7的一个拓扑排序 1，2，3，4，5，6，7，8，9
或1，3，5，2，4，6，7，8，9
编译原理
20
循环依赖Circular dependency
产生式 AB
语义规则 A.s := B.i B.i := A.s + 1
A A.s
B B.i
编译原理
21Biblioteka 属性计算次序构造输入的分析树， 构造属性依赖图， 对结点进行拓扑排序， 按拓扑排序的次序计算属性。
介绍语法制导翻译的实现方法。
编译原理
3
语法制导翻译的一般过程
输入符号串 分析树 依赖图 语义规则的计算顺序
一个句子的翻译过程可以与语法分析过程并行。
编译原理
4
5.1 语法制导定义
语法制导定义是对CFG的推广，每个文法符号都有 一个相关的属性集。
属性：语义信息。一个文法符号通常用一个或若干 个属性来描述它的语义信息。典型例子： ▪ 变量的数据类型 ▪ 表达式的值 ▪ 变量的存储位置 ▪ 程序的目标代码
F.val := digit.lexval
编译原理
13
图5-4
T.val = 15
F.val = 3
T′.inh = 3
.syn =15
digit.lexval =3
*
T1′.inh = 15
F.val = 5
.syn =15
digit.lexval = 5
编译原理
14
继承属性
一个结点的继承属性值由该结点的父结点和（或） 兄弟结点的属性决定。
分析树各结点属性的计算可以自底向上地完成。
编译原理
11
8+5*2 n的注释分析树 (annotated parse tree)
或1，3，5，2，4，6，7，8，9
编译原理
20
循环依赖Circular dependency
产生式 AB
语义规则 A.s := B.i B.i := A.s + 1
A A.s
B B.i
编译原理
21Biblioteka 属性计算次序构造输入的分析树， 构造属性依赖图， 对结点进行拓扑排序， 按拓扑排序的次序计算属性。
介绍语法制导翻译的实现方法。
编译原理
3
语法制导翻译的一般过程
输入符号串 分析树 依赖图 语义规则的计算顺序
一个句子的翻译过程可以与语法分析过程并行。
编译原理
4
5.1 语法制导定义
语法制导定义是对CFG的推广，每个文法符号都有 一个相关的属性集。
属性：语义信息。一个文法符号通常用一个或若干 个属性来描述它的语义信息。典型例子： ▪ 变量的数据类型 ▪ 表达式的值 ▪ 变量的存储位置 ▪ 程序的目标代码
F.val := digit.lexval
编译原理
13
图5-4
T.val = 15
F.val = 3
T′.inh = 3
.syn =15
digit.lexval =3
*
T1′.inh = 15
F.val = 5
.syn =15
digit.lexval = 5
编译原理
14
继承属性
一个结点的继承属性值由该结点的父结点和（或） 兄弟结点的属性决定。
分析树各结点属性的计算可以自底向上地完成。
编译原理
11
8+5*2 n的注释分析树 (annotated parse tree)
语法制导翻译
主要内容包括： 1. 语法制导翻译的基本概念 2. 中间代码简介 3. 符号表简介 4. 典型声明语句与可执行语句的翻译
2
4.1 语法制导翻译简介
语法与语义
1. 语法与语义的关系 语法是指语言的结构、即语言的“样子”；语义是指附着于语
言结构上的实际含意 ，即语言的“意义”。 ① 语义不能离开语法独立存在； ② 语义远比语法复杂； ③ 同一语言结构可包含多种含意，不同语言结构可表示相
② 若b是α中某文法符号Xi的属性，c1, c2, ..., ck是A的属性， 或者是α中其它文法符号的属性，则称b是Xi的继承属性。
③ 称(4.1)中属性b依赖于属性c1, c2, ..., ck。
④ 若语义规则的形式如下述(4.2)，则可将其想像为产生式左 部文法符号A的一个虚拟属性。属性之间的依赖关系，在 虚拟属性上依然存在。
k := k+1;
9
4.1 语法制导翻译简介
产生式
语法制导定义
翻译方案
L→E
print(E.post)
print_post(post);
E → E1 + E2 E → num
E.post := E1.post || post(k) := '+'; E2.post || '+'; k := k+1;
1. 编译器各阶段的完整输出，均可以被认为是源程序的某种 中间表示。
2. 本章讨论的是中间代码生成器输出的中间表示，称之为中 间代码。
3. 中间代码实际上应起一个编译器前端与后端分水岭的作用。 4. 要求中间代码具有如下特性，以便于编译器的开发移植和
代码的优化： ① 便于语法制导翻译； ② 既与机器指令的结构相近，又与具体机器无关。 5. 中间代码的主要形式：树、后缀式、三地址码等。
2
4.1 语法制导翻译简介
语法与语义
1. 语法与语义的关系 语法是指语言的结构、即语言的“样子”；语义是指附着于语
言结构上的实际含意 ，即语言的“意义”。 ① 语义不能离开语法独立存在； ② 语义远比语法复杂； ③ 同一语言结构可包含多种含意，不同语言结构可表示相
② 若b是α中某文法符号Xi的属性，c1, c2, ..., ck是A的属性， 或者是α中其它文法符号的属性，则称b是Xi的继承属性。
③ 称(4.1)中属性b依赖于属性c1, c2, ..., ck。
④ 若语义规则的形式如下述(4.2)，则可将其想像为产生式左 部文法符号A的一个虚拟属性。属性之间的依赖关系，在 虚拟属性上依然存在。
k := k+1;
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4.1 语法制导翻译简介
产生式
语法制导定义
翻译方案
L→E
print(E.post)
print_post(post);
E → E1 + E2 E → num
E.post := E1.post || post(k) := '+'; E2.post || '+'; k := k+1;
1. 编译器各阶段的完整输出，均可以被认为是源程序的某种 中间表示。
2. 本章讨论的是中间代码生成器输出的中间表示，称之为中 间代码。
3. 中间代码实际上应起一个编译器前端与后端分水岭的作用。 4. 要求中间代码具有如下特性，以便于编译器的开发移植和
代码的优化： ① 便于语法制导翻译； ② 既与机器指令的结构相近，又与具体机器无关。 5. 中间代码的主要形式：树、后缀式、三地址码等。
属性文法和语法制导翻译
id1
如果一属性文法不存在属性 之间的循环依赖关系，那么 称该文法为良定义的
T type
5 in L
4
real
7 in L y 8 ,
y6 id3 entry 3
9 in L y 10 ,
id2 entry 2
id1 entry 1
属性的计算顺序
无环有向图的拓扑排序
无环有向图中节点m1,m2,…,mk的拓扑排序是：若 mi→mj是从mi到mj的边，那么在此排序中mi先于mj 依赖图的任何拓扑排序都给出了一个分析树中各节点 语义规则计算的正确顺序，即在计算f之前，语义规则
real id1,id2,id3
语法制导翻译
基于属性文法的处理过程通常是：
对符号串进行语法分析，
构造语法分析树
根据需要遍历语法树并在语法树的各结点处按语义规 则进行计算。
这种由源程序的语法结构驱动的处理办法就是语法制 导翻译法。
在某些情况下，在进行语法分析的同时完成语义规则
的计算而无须明显地构造语法树或构造属性之间的依
real L.in=real ,
id3
L.in=real ,
id2
id1
产生式 D→TL T→int T→real L→L1 , id
L→id
语义规则 L.in := T.type T.type := integer T.type := real L1.in := L.in addtype(id.entry, L.in) addtype(id.entry, L.in)
为每个包括过程调用的语义规则引入一个虚综合属性b，把每条 语义规则都变成b=f(c1,c2,...,ck)的形式 依赖图的每个结点表示一个属性 边表示属性间的依赖关系。如果属性b依赖于属性c，那么从c到 b就有一条有向边
第8讲 语法制导翻译_1
输入：
3*5+4n
副作用(Side effect)
语义规则
E.val=15 + T.val=4
print(E.val)
E.val = E1 .val + T.val E.val = T.val
T.val = T1val × F.val
T.val = F.val
T.val=15
F.val=4
T.val=3 * F.val=5 digit.lexval=4
如果一个SDD是S属性的，可以按照语法分析树节点的任何 自底向上顺序来计算它的各个属性值
S-属性定义可以在自底向上的语法分析过程中实现
L- 属 性 定 义
L-属性定义( 也称为L属性的SDD或L-SDD) 的 直观含义：在一个产生式所关联的各属性之间， 依赖图的边可以从左到右，但不能从右到左 ( 个SDD是L-属性定义，当且仅当它的每个属性要 么是一个综合属性，要么是满足如下条件的继承属 性：假设存在一个产生式A→X1X2…Xn，其右部符 号Xi (1 i n)的继承属性仅依赖于下列属性：
A的继承属性 产生式中Xi左边的符号 X1, X2, … , Xi-1 的属性 Xi本身的属性，但Xi 的全部属性不能在依赖图中形成环路
将每个产生式和一组语义规则相关联，用来计算 该产生式中各文法符号的属性值
文法符号的属性
综合属性 ( synthesized attribute) 继承属性 ( inherited attribute)
综 合 属 性 ( synthesized attribute)
在分析树结点 N上的非终结符A的综合属性只能通 过 N的子结点或 N本身的属性值来定义
两个概念
将语义规则同语法规则（产生式）联系起来要 涉及两个概念
3*5+4n
副作用(Side effect)
语义规则
E.val=15 + T.val=4
print(E.val)
E.val = E1 .val + T.val E.val = T.val
T.val = T1val × F.val
T.val = F.val
T.val=15
F.val=4
T.val=3 * F.val=5 digit.lexval=4
如果一个SDD是S属性的，可以按照语法分析树节点的任何 自底向上顺序来计算它的各个属性值
S-属性定义可以在自底向上的语法分析过程中实现
L- 属 性 定 义
L-属性定义( 也称为L属性的SDD或L-SDD) 的 直观含义：在一个产生式所关联的各属性之间， 依赖图的边可以从左到右，但不能从右到左 ( 个SDD是L-属性定义，当且仅当它的每个属性要 么是一个综合属性，要么是满足如下条件的继承属 性：假设存在一个产生式A→X1X2…Xn，其右部符 号Xi (1 i n)的继承属性仅依赖于下列属性：
A的继承属性 产生式中Xi左边的符号 X1, X2, … , Xi-1 的属性 Xi本身的属性，但Xi 的全部属性不能在依赖图中形成环路
将每个产生式和一组语义规则相关联，用来计算 该产生式中各文法符号的属性值
文法符号的属性
综合属性 ( synthesized attribute) 继承属性 ( inherited attribute)
综 合 属 性 ( synthesized attribute)
在分析树结点 N上的非终结符A的综合属性只能通 过 N的子结点或 N本身的属性值来定义
两个概念
将语义规则同语法规则（产生式）联系起来要 涉及两个概念
第5章 语法制导翻译和中间代码生成
剩余串 3＋ 45# ＋45# ＋45# ＋45# ＋45# 5# 5# 5# 5# 5# #
主要动作
r6 r4 r2
r6 r4
r6 # # r3 r1 acc
表达式3 ＋ 4 5的语法语义分析和计值过程
§5.3
中间语言
所谓中间语言，也称中间代码，是复杂性介 于源程序语言和机器语言的一种记号系统。一般 来说，快速编译程序直接生成目标代码，没有将 中间代码翻译成目标代码的额外开销。但是为了 使编译程序结构在逻辑上更为简单明确，使生成 的的目标代码更为高效，通常采用中间语言。 编译程序所使用的中间语言形式较多。常见 的逆波兰式、三元式、四元式和树形表示等。来自bcd
3. 间接三元式 为了尽量不改变三元式表，可以另设一张间 接码表来表示有关三元式在三元式表的 计值顺序。用这种方法获得的中间代码 称为间接三元式。
例如，表达式a := x＋y z b := t－y z 的间接三元式表示如图所示。
三元式列表 （1）（ ，y，z） （2）（＋，x，（1）） （3）（:=，a，（2）） （4）（－，t，（1）） （5）（:=，—，（4））
§5.4 自底向上语法制导翻译
语法制导翻译分为自底向上和自底向下两种。 自底向上语法制导翻译方法就是在自底向上语法 分析过程中逐步执行语义规则。也就是在每次归 约的同时执行相应的语义动作。
5.4.1 简单算术表达式和赋值语句的翻译
简单算术表达式和赋值语句是指不含数组 元素、记录等复杂数据结构的算术表达式和赋值 语句。
简单算术表达式求值的属性文法。 例5.1 ：
规则 1.S→E 2.E→E1＋T 3.E→T 4.T→T1 F 5.T→T1 6.F→（E） 7.F→digit 语义规则 print（E.val） E.val := E1.val＋T.val E.va1 := T.valv T.val := T1.val F.val T.val := T1.val F.val := E.val F.val := digit.lexval
第08章语法制导翻译和中间代码生成
28
常用的中间语言
• 三地址代码（四元式） 三地址代码（四元式） • 语法结构树（三元式） 语法结构树（三元式） • 后缀式
特点
• 形式简单、语义明确、便于翻译 形式简单、语义明确、 • 独立于目标语言
29
三元式和树形表示
• 每个三元式由三个部分组成，分别是：算符op， 每个三元式由三个部分组成，分别是：算符op， op 第一运算对象ARG1和第二运算对象ARG2 ARG1和第二运算对象ARG2。 第一运算对象ARG1和第二运算对象ARG2。运算 对象可能是源程序中的变量， 对象可能是源程序中的变量，也可能是某个三 元式的结果，用三元式的编号表示。 元式的结果，用三元式的编号表示。 • 表达式的树形表示很容易实现：简单变量或常 表达式的树形表示很容易实现： 数的树就是该变量或常数自身，如果表达式e1 数的树就是该变量或常数自身，如果表达式e1 e2的树分别为T1和T2，那么e1+e2 e1*e2， 的树分别为T1 e1+e2， 和e2的树分别为T1和T2，那么e1+e2，e1*e2， e1的树分别为 的树分别为： －e1的树分别为：
9
–lexval 是单词 digit 的属性 lexval
例8-3 3*5+4 的
语法树与属性计算
Ｌ Print(19) E.val=19
E.val=15 T.val=15 T.val=3 F.val=3 digit.lexval=3 ＊
＋
T.val=4 F.ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱal=4
F.val=5 dgit.lexval=5
• 用中间语言过渡的好处： 用中间语言过渡的好处：
–便于编译系统的实现、移植、代码优化 便于编译系统的实现、移植、 便于编译系统的实现
常用的中间语言
• 三地址代码（四元式） 三地址代码（四元式） • 语法结构树（三元式） 语法结构树（三元式） • 后缀式
特点
• 形式简单、语义明确、便于翻译 形式简单、语义明确、 • 独立于目标语言
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三元式和树形表示
• 每个三元式由三个部分组成，分别是：算符op， 每个三元式由三个部分组成，分别是：算符op， op 第一运算对象ARG1和第二运算对象ARG2 ARG1和第二运算对象ARG2。 第一运算对象ARG1和第二运算对象ARG2。运算 对象可能是源程序中的变量， 对象可能是源程序中的变量，也可能是某个三 元式的结果，用三元式的编号表示。 元式的结果，用三元式的编号表示。 • 表达式的树形表示很容易实现：简单变量或常 表达式的树形表示很容易实现： 数的树就是该变量或常数自身，如果表达式e1 数的树就是该变量或常数自身，如果表达式e1 e2的树分别为T1和T2，那么e1+e2 e1*e2， 的树分别为T1 e1+e2， 和e2的树分别为T1和T2，那么e1+e2，e1*e2， e1的树分别为 的树分别为： －e1的树分别为：
9
–lexval 是单词 digit 的属性 lexval
例8-3 3*5+4 的
语法树与属性计算
Ｌ Print(19) E.val=19
E.val=15 T.val=15 T.val=3 F.val=3 digit.lexval=3 ＊
＋
T.val=4 F.ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱal=4
F.val=5 dgit.lexval=5
• 用中间语言过渡的好处： 用中间语言过渡的好处：
–便于编译系统的实现、移植、代码优化 便于编译系统的实现、移植、 便于编译系统的实现
语法制导翻译和中间代码生成
addtype(id.entry,L.in)
继承属性L.in
语 义 规 则
语句： real id1， id2， id3 的分析树，采用自上而下的分析方法
产 生 式
D TL
T int
T real
L L1,id
L id
L.in:=T.type
T.type=integer
F.val=3
F.val=5
digit.lexval=4
digit.lexval=5
digit.lexval=3
+
*
3*5+4的带注释的分析树
如果一个语法制导定义仅仅使用综合属性，则称这种语法制导定义为S属性定义。通常采用自底向上的方法对其分析树加注释，即从树叶到树根，按照语义规则计算每个节点的属性值。
表达式文法 E→T+T| T or T T → n | true | false
E → T1 + T2 { T1.type = int AND T2.type = T1. type E.type :=int } E → T1 or T2 { T1.type = bool AND T2.type= T1.type E.type :=bool } T → n { T.type := int } T → true { T.type := bool } T → false { T.type := bool }
T.type:=real
L1.in:=L.in
addtype(id.entry,L.in)
addtype(id.entry,L.in)
D
L.in= real
L.in= real
L.in= real
T.type=real
继承属性L.in
语 义 规 则
语句： real id1， id2， id3 的分析树，采用自上而下的分析方法
产 生 式
D TL
T int
T real
L L1,id
L id
L.in:=T.type
T.type=integer
F.val=3
F.val=5
digit.lexval=4
digit.lexval=5
digit.lexval=3
+
*
3*5+4的带注释的分析树
如果一个语法制导定义仅仅使用综合属性，则称这种语法制导定义为S属性定义。通常采用自底向上的方法对其分析树加注释，即从树叶到树根，按照语义规则计算每个节点的属性值。
表达式文法 E→T+T| T or T T → n | true | false
E → T1 + T2 { T1.type = int AND T2.type = T1. type E.type :=int } E → T1 or T2 { T1.type = bool AND T2.type= T1.type E.type :=bool } T → n { T.type := int } T → true { T.type := bool } T → false { T.type := bool }
T.type:=real
L1.in:=L.in
addtype(id.entry,L.in)
addtype(id.entry,L.in)
D
L.in= real
L.in= real
L.in= real
T.type=real
语法制导翻译和中间代码生成【共50张PPT】
例 完成类型检查的属性文法
1) E→T1+T2{T1.t＝int AND T2.t＝int}
2) E→T1 or T2 {T1.t＝bool AND T2.t＝bool}
3) T→num
{T.t :＝int}
4) T→true {T.t :＝bool}
5) T→false
{T.t :＝bool}
6.1 属性文法(续)
四元式（续）
四元式的优点：
四元式比三元式更便于优化 优化要求改变运算顺序或删除某些运算，引起编号的变化。 三元式通过编号引用中间结果，编号的变化引起麻烦；四元 式通过临时变量引用中间结果，编号变化无影响。
四元式对生成目标代码有利
四元式表示很类似于三地址指令，很容易转换成机器代 码。
四元式（续）
3) E→T
{ E.val :＝T.val }
4) T→T1*F { T.val :＝T1.val * F.val }
5) T→F
{ T.val :＝F.val }
6) F→(E) { F.val :＝E.val }
7) F→digit { F.val :＝digit.lexval }
E.val、T.val、F.val都是综合属性
每个使用性标识符是否都有声明？ 运算符的分量类型是否相容？ 赋值语句的左右部的类型是否相容？
➢ 赋值语句的翻译目标：
在赋值语句右部表达式产生的四元式序列后加一 条赋值四元式
简单赋值语句到四元式的翻译
考虑如下文法描述的简单赋值句的翻译： A→i:=E E→E+E|E*E|-E|(E)|i (6.1)
:=
a
+
叶子结点代表运算量， 非叶子结点代表运算符
语法制导翻译和中间代码生成
例如：
产生式 语义子程序 (0)S` E {PRINT E•VAL} (1)E E (1)+E(2) {E•VAL= E (1) •VAL +E(2) •VAL } (2)E E (1)*E(2) {E•VAL= E (1) •VAL *E(2) •VAL } (3)E (E (1)) {E•VAL= E (1) •VAL } (4)E i {E•VAL= LEXVAL } 注：LEXVAL指的是词法分析送来的机内二进制整数
3、后缀表示式(逆波兰表达式) Operand1 Operand2 Operator 4、树形表示法
注：常用中间代码表示法是四元式。
赋值语句的翻译
仅含简单变量的表达式的赋值语句的翻译 1、赋值语句的文法 A i=E E E+E|E*E|-E|(E)|i 2、需要的语义过程 NEWTEMP函数：每次调用送回一个代表新临时 变量的序号，可认为是送回T1 、 T2这样的一些 临时变量 ENTRY(i)函数：用于查变量i的符号表入口地址
2、实例：对布尔式X+Y>Z∨A∧(┐B∨C)进行翻译: 解：语法制导得翻译是在语法分析的过程中进行的，若利
用G(B)文法的LR分析表对上句进行LR分析，在其过程中 进行语义分析；则得到的四元式序列是：
(+,X,Y,T1) ;E+E进行归约，识别了算术运算 (>, T1,Z, T2) ; E >E进行归约，识别了关系运算 (┐,B,_, T3) ; ┐E归约 (∨, T3,C, T4) ; E∨E进行归约 (∧,A, T4,T5) ; E∧E进行归约 (∨, T2, T5, T6) ; E∨E进行归约
四、常见的中间代码形式 1、四元式形式: (Operator,Operand1,Operand2,Result) 注： 1） Operand1,Operand2,Result 可能是用户自定 义的变量，也可能是编译时引进的变量。 这里 Operator是双目运算符，若只有一个运算量，则 是单目运算符。
第06章 语法制导翻译技术
6.2 语法制导翻译
语法制导翻译：按翻译文法进行的翻译。 给定一输入符号串，根据翻译文法获得翻译该符号串 的动作序列，并执行该序列所规定的动作的过程。 例： 输入序列：a+b*c 活动序列：a@a+b@b*c@c@*@+ 动作序列：@a@b@c@*@+ 翻译结果：abc*+
17
6.2 语法制导翻译
11
例：符号串(a+b)*b
用输入文法推导：
E=>T =>T*F =>F*F =>(E)*F =>(E+T)*F =>(T+T)*F =>(F+T)*F =>(a+T)*F =>(a+F)*F =>(a+b)*F =>(a+b)*b T F ( E ) E T * F b
E
T F a
+
T
F b
12
翻译文法：
① A→@va@wB@xc@yD@z ③ B→c@r ⑤ D→cD@n
② A→b ④ B→a@mA ⑥ D→@sb
翻译文法的LL(1)分析表
符 号 输入符号 a
POP,PUSH(@zD@yc POP, PUSH(b) POP, PUSH(@rc) POP, PUSH(b@s) POP, PUSH(@nDc)
7
分别给出下列表达式的后缀表示
1. a+b*(c-d)
2. (a-b)*c+d 3. -a+b*(-c+d) 4. X:=-(a+b)/(c-d)-(a+b*c) 1. abcd-*+ 2. ab-c*d+
3. a-bc-d+*+
第5章 语法制导翻译1
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 ;
int Entry(char *Name){ int i=LookUp(Name);
if(i) return i; else return Enter(Name);
翻译程序中使用的辅助函数(续)
⒋int Trip(int op,int arg1,int arg2)—根据给定 的参数产生一个三元式 (op,arg1,arg2) 并将它送入三元式表中，其返回值为表中序号。 为区分参数 arg 表示的是 三元式 还是变量，约定 当arg<0时表示三元式序号；arg>0表示变量在 符号表中登记项序号；arg=0表示参数为空。
文法符号及其语义属性
例如,文法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 置一个语义信息栈
语法分 析栈 T + E … # … 语义分 析栈 T.Val ‘+’
5.2 属性文法与属性翻译文法
语法制导翻译方法的实质，就是根据文法中每个产 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 所决定的。 将这些语义以“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，从而形成一种附带有语义属 性的前后文无关文法，即属性文法。 语义属性主要有两类：综合属性和继承属性
2. Expr Name (1) Add Name ( 2 ) { Attribution: Name (1) . environment Expr . environment ; Name ( 2 ) . environment Expr . environment ;
int Entry(char *Name){ int i=LookUp(Name);
if(i) return i; else return Enter(Name);
翻译程序中使用的辅助函数(续)
⒋int Trip(int op,int arg1,int arg2)—根据给定 的参数产生一个三元式 (op,arg1,arg2) 并将它送入三元式表中，其返回值为表中序号。 为区分参数 arg 表示的是 三元式 还是变量，约定 当arg<0时表示三元式序号；arg>0表示变量在 符号表中登记项序号；arg=0表示参数为空。
文法符号及其语义属性
例如,文法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 置一个语义信息栈
语法分 析栈 T + E … # … 语义分 析栈 T.Val ‘+’
5.2 属性文法与属性翻译文法
语法制导翻译方法的实质，就是根据文法中每个产 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 所决定的。 将这些语义以“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，从而形成一种附带有语义属 性的前后文无关文法，即属性文法。 语义属性主要有两类：综合属性和继承属性
编译原理分知识点习题-语法制导和翻译
1.一般情况下，为什么语义分析部分仅产生中间代码解答：一般情况下，语义分析部分仅产生中间代码，其原因是：可使难点分解，分别解决。
可对语义分析产生的中间代码进行优化，以产生高效率的目标代码。
语义分析通常与机器无关，目标代码往往与机器有关。
把语义分析与目标代码生成分开，可让一个语义分析程序适用于多个目标代码生成程序。
2.（湖北省高等教育自学考试）什么是语法制导翻译为什么把这种方法叫语法制导翻译解答：所谓语法制导翻译，是指在语法规则的制导下，通过计算语义规则，完成对输入符号串的翻译。
由于使用属性文法时把语法规则和语义规则分开，但在使用语法规则进行推导或规约的同时又使用这些语义规则来知道翻译与最终产生目标代码，所以称为语法制导翻译。
3.'4.5.给出将附值语句翻译成四元式的语法制导定义，允许右部表达式含有加法、乘法、取负、括号运算。
生成赋值语句X:=B*(C+D)+A的四元式。
解答：赋值语句的自下而上的语法制导翻译过程描述为：规则语义动作（1）A::=i:=E {GEN (:=,,＿＿,ENTRY(i) ) }（2）E::=E1+E2{:=NEWTEMP;GEN(+,, ,}（3）E::= E1*E2{ :=NEWTEMP;'GEN(*,, ,}（4）E::=-E1{ :=NEWTEMP;GEN(@,,＿＿,}(5)E::=(E1) {:= }(6)E::=i {:= ENTRY(i) }生成的赋值语句X:=B*(C+D)+A的四元式为：(+，C,D,T1)((*,B,T1,T2)(+,T2,A,T3)(:=,T3,＿,X)6.给出将布尔表达式翻译成四元式的语法制导定义。
解答：布尔表达式的语义子程序为：规则语义动作(1) E::=I {:=null;:=NXQ;【GEN (Jez , ENTRY(i), ＿＿,0) }(2) E::= i1 rop i2 { :=null;:=NXQ;GEN (Jnrop,ENTRY(i1), ENTRY(i2),0)}(3) E::= (E1) {:=, :=; }(4) E::= ¬ E1 { :=NXQ;GEN ( J, ＿＿, ＿＿, 0); BP , NXQ);}(5) E A::=E1∧{ if =null】then begin::=NXQ;GEN ( J, ＿＿, ＿＿, 0)End;BP ( , NXQ );:=null; := }(6) E ::= E A E2 {if ≠null,then beginBP , NXQ);:=nullEnd:=; }(7) E0::=E1∨{ if :=nullthen begin>:=NXQ;GEN ( J, ＿＿, ＿＿, 0)End;:=;BP ,NXG);}(8) E::=E0E2 { if ≠nullthen：:=MERG,Else beginBP ,NXQ);:=End;:=}其中：~NXQ指示器指向下一个将要形成但尚未形成的四元式的地址（编号），初值为1，每当执行GEN一次，NXQ自动加1。
语法制导翻译
语法制导翻译
语法制导翻译是一种将源语言（通常为自然语言）的语法结构与目标语言的语法结构相对应的翻译方法。
它通过语法分析器和语法制导翻译器来实现。
在语法制导翻译中，源语言和目标语言的语法规则被定义成一个或多个上下文无关文法。
语法制导翻译的主要思想是在语法分析树中嵌入翻译动作，并通过语法制导翻译器将源语言转换为目标语言。
语法制导翻译器的主要任务是对每个语法分析树节点进行翻译动作的定义，并将这些翻译动作与语法分析器的分析过程相结合，最终生成目标语言的语法结构。
语法制导翻译是机器翻译领域的一种重要研究方向，它可以有效地解决自然语言翻译中的语言差异和歧义问题。
同时，它也是编译原理、计算机语言学等领域中的基础性问题。
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E→E1 + T T→T1 * F F →id
E.val:=E1.val+T.val T.val:=T1.val*F.val F.val:=id.val
❖ 适宜在完成归约的时候进行
3. 典型处理方法
❖ 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
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
表5.2 带有继承属性L.in的语法制导定义
产生式
语义规则
DTL
Lin:=T type
T int
T type :=integer
T real
T type :=real
L L1,id
L1 in :=L in addtype(id entry,L in)
L id
addtype(id entry,L in)
◆属性 继承属性:由该节点的兄弟节点及父节点的属性值计算出来；
◆依赖图 语义规则建立了属性之间的依赖关系，这些关系可
以用图来表示，这样的图称为依赖图。
5.1.1 语法制导定义的形式
在一个语法制导定义中，A→P都有与 之相关联的一套语义规则，规则形式为
b：= f（c1，c2，…，ck）， f是一个函数，而且或者
❖ 适宜在进行推导时完成
语义翻译的流程
语
输
义
入
分
依
规
符
析
赖
则
号
树
图
的
串
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
算
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。
5.1 语法制导定义(Syntax-directed definitions)
◆语法制导定义是对上下文无关文法的推广 ➢每个文法符号都有一个相关的属性集。 综合属性:通过分析树中其子节点的属性值计算出来；
1．b是A的一个综合属性并且c1，c2，…，ck 是中的符号的属性，或者
2．b是中某个符号的一个继承属性并且c1， c2，…，ck是A或中的任何文法符号的属性。
在两种情况下，都说属性b依赖于属性c1，c2，…，ck。
例5.1 台式计算器程序的语法制导定义（图5－2)
产生式
语义规则
LEn E E1+T E T T T1*F T F F (E) F digit
D
T4 type
in 5 L
real ,
in 7 L 8
6 id3 3 entry
in 9 L 10 ,
id2 2 entry
id1 1 entry
5.1.4 依赖图_获得语义规则的计算顺序
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；
2. 代码结构
❖ 计算学科：对信息（数据表示）描述和变 换算法的系统研究
❖ 变换：源、目标以及源与目标的对应关系 ❖ 语句的代码结构 ❖ 语句分类：
说明语句——符号表的查填 可执行语句——指令代码
3. 典型处理方法
❖ 对应每一个产生式编制一个语义子程序， 当一个产生式获得匹配时，调用相应的 语义子程序实现语义检查与翻译
print(Eval)(可看作是L的虚属性) E val := E1 val+T val E val := T val T val := T1 val+F val T val := F val F val := E val F val := digitlexval
5.1.2 综合属性
S-属性定义 ✓仅仅使用综合属性的语法制导定义。 ✓结点属性值的计算正好和自底向上分析建 立分析树结点同步进行。
例5-5 图5－5分析树的依赖图
T
4
type
real
D in 7
in 5
L
8
,
L
6 3 entry
id3
in 9
ห้องสมุดไป่ตู้
L
10
,
id1 1 entry
id2 2 entry
5.1.5 计算顺序
• ？？为什么进行词法和语法分析 • ？？用A→α进行归约表达的是什么意思 • 看：operand+term • E→E1+T • E1的值+T的值的结果作为E的值——即：取来
E1的值和T的值做加法运算，结果作为E的值
• E.val=E1.val+T.val
第五章 语法制导翻译
❖ 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。
析方法，在建立每一个结点处使用语义规则来 计算综合属性值，即在用哪个产生式进行归约 后，就执行那个产生式的S-属性定义计算属性 的值，从叶结点到根结点进行计算。 5.1.3 继承属性
继承属性值是由此结点的父结点和／或兄弟 结点的某些属性值来决定的。
例5 . 3 变量说明的属性定义 int a,b,c
例 5 .2 输入：3*5+4n
L
Eval:=19
n
Eval:=15 +
Tval:=4
Tval:=15
Fval:=4
Tval:=3 * Fval:=5 digitlexval:=4
Fval:=3
digitlexval:=5
digitlexval:=3
◆综合属性值的计算方法 对于S-属性定义，通常使用自底向上的分
❖ 基本思想
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。
属性值的计算和产生式相联系。随着语法分析的进 行，执行属性值的计算，完成语义分析和翻译的任 务。
5.1 语法制导翻译概述
❖ 语法制导翻译的概念描述
在进行语法分析的同时，完成相应的语义处理
E→E1 + E2
E.val:=E1.val+E2.val
❖ 语法结构具有规定的语义
❖ 问题：如何根据被识别出的语法成分进行 语义处理？
1. 语义分析的任务
❖ 语义检查
例：类型、运算、维数、越界
❖ 语义处理
例：变量的存储分配 例：表达式的求值 例：语句的翻译（中间代码的生成）
❖ 总目标：生成等价的中间代码