第九章符号表与错误处理

符号名：若干非空字符组成 符号类型：整形、实型、字符型、逻辑型等 符号的存储类别 符号的作用域 符号变量的存储分配信息 符号的其它属性
第9章 符号表与错误处理
符号名即名字本身，即构成名字的字符串，原则上可以 由任意长的字符组成。当前的大部分编译器的编辑器或 文字处理器允许行的最大值超过256个字符。也就是说， 标识符长度原理上可以超过256个字符，而一般我们习 惯用的标识符长度在10个字符上下。如果把名字的字符 串信息本身直接存放在符号表中，则会造成很大浪费， 同时也无法解决极端情况。
(3)所分配的数据区地址(一般为相对地址);
(4)若为数组，应填写其内情向量并给出内情向量的首址；
(5)若为记录结构，则应把该登记项与其各分量按某种方式 连接起来；
(6)是否为形式参数，若是，则应记录其类型：
第9章 符号表与错误处理
(7)定义性出现或引用性出现标志； (8)是否对该变量进行过赋值的标志，等等。 过程名： (1)是否为程序的外部过程； (2)若为函数，应指出它的类型； (3)是否处理过相应的过程或函数定义； (4)是否递归定义；
括弧界定，而花括弧内可以再嵌套花括弧。
第9章 符号表与错误处理
一个名字在哪个范围内起作用，被称为名字的作用域。分 别在并列的两个范围内的名字作用域互不相干，但是分别
在嵌套的两个范围内的名字，其作用域的问题就需要制定
规则来限定，以使得任何一个名字在任何范围内涵义都是 无二义的。 规定一个名字在什么样的范围内应该表示什么意义的原 则，被称为名字的作用域规则，通用的程序设计语言，如 Pascal、C/C++、Ada等均遵守下述两条原则。第一条原则实 际上是一个总的方针，第二条是在总方针下的具体规则。 (1) 静态作用域原则(static-scope rule)：编译时就可以确定
符号表的间接组织方式。
第9章 符号表与错误处理
Nam e 7 5 3
In fo rm a t ro n … … …
…
…
S
T
U
D
E
N
T
G
R
A
N
D
A
G
E
…
图9.2 间接组织方式的符号表
第9章 符号表与错误处理
另一种组织方式是按标识符的种属，如简单变量、
数组、过程等分别建立不同的符号表，如简单变量名 表、数组名表、过程名表等。例如，下面的函数：
在名字引用处从内向外看，它处在所遇到的第一个该名字
声明的作用域。
第9章 符号表与错误处理
例 下述源程序说明了C的程序块符合上述作用域规则。
main( )
{ int a=0; int b=0;
{ int b=1; { int a=2; int c=4; int d=5; printf("%d %d\n"，a，b); } { int b=3;
由于程序设计语言对源程序大小一般不做任何限制，符 号表中存放的名字的个数原则上也是无限的，符号表的存储 空间无论开设多大，都会有溢出的可能。因此，符号表的空 间存储，应该是可以动态扩充的。
第9章 符号表与错误处理
9.1 符号表的作用
在编译程序工作的过程中，需要不断收集、记录、 查证和使用源程序中的一些语法符号(简称为符号)的类
图9.3 按标识符种属组织的各种符号表 (a) 简单变量名表；(b) 常数表；(c) 函数入口名表
第9章 符号表与错误处理
根据符号表名字栏的组织特点，符号表信息栏的
组织方式也分为两类：固定信息内容和仅记录信息存 放地址。
如果名字栏中的标识符按种属分类，则因同类标
识符其基本特征一致，故可将这些信息一一记录在信 息栏中。 如果符号表的名字不分种属，则由于不同种属的 标识符其特征不一致，也即它们所需存储的信息不一
第9章 符号表与错误处理
第九章 符号表与 错误处理
基本知识点：符号表的作用及内容，符号表的数据结构 与符号表的组织。错误的种类、对错误的的处理方法。 重点：符号表的数据结构与符号表的组织。对错误的处 理方法。 难点：符号表的结构与符号表的操作，遏止重复错误的 方法。
第9章 符号表与错误处理
符号表的基本知识结构图
printf("%d %d\n"，a，b);
}
/* 结果为：0，0 */
第9章 符号表与错误处理
在不同程序块中声明的a和b，它们的作用域分别为：
声 明
int a=0 int b=0 int b=1 int a=2 int b=3
作用域
B0-B2 B0-B1 B1-B3 B2 B3
图9.5 作用域表
名字的作用域，也可以说，仅从静态读程序就可确定名字的
作用域。
第9章 符号表与错误处理
(2) 最近嵌套原则(most closely nested)（下边的作用域规 则以程序块为例，但也适用于过程）: ① 程序块B中声明的作用域包括B； ② 如果名字x不在B中声明，那么B中x的出现是在外围 程序块B'的x声明的作用域中，使得B'有x的声明，并且B'比 其它任何含x声明的程序块更接近被嵌套的B。 通俗地讲，名字的声明在离其最近的内层起作用，即
型和特征等相关信息。为方便起见，一般的做法是让
编译程序在其工作过程中建立并保存一批表格，如常 数表、变量名表、数组内情向量表、过程或子程序名 表及标号表等，将它们统称为符号表或名字表。
第9章 符号表与错误处理
符号表中的每一项包括两个部分：
名字(标识符) 名字有关的信息 这些信息将全面地反映各个语法符号的属性以及它们 在编译过程中的特征，诸如名字的种属(常数、变量、
第9章 符号表与错误处理
9.3
符号表的组织
由于处理对象的作用和作用域可以有多种，所以符
号表也有多种组织方式。按照处理对象的特点，符号表
的组织方式一般可分为直接方式和间接方式。 直接方式是指在符号表中直接填入源程序中定义的
标识符及相关信息(如图9.1)。在图中，Name(名字)栏的
长度是固定的，这种栏目长度固定的表格易于组织、填 写或查找，因而是最简单的一种符号表组织方式， 它
形式 符号表的组织与使用 组织方式
符 号 表
线性表 整理与查找
对折查找与二叉树
杂凑技术 名字的作用范围 符号表的内容 Fortran的符号表 Algol的符号表
第9章 符号表与错误处理
一、符号表
符号表是连接声明与引用的桥梁。一个名字在声明时，
相关信息被填写进符号表，而在引用时，根据符号表中的
信息生成相应的可执行语句。如何有效记录各类符号的信
适合于规定标识符长度的程序语言。
第9章 符号表与错误处理
Nam e W an ch e xue
…
In fo rm a t ro n … … …
…
图9.1 符号表的形式
第9章 符号表与错误处理
然而，并不是所有高级语言都规定标识符的长度，如
果对标识符长度不加限制，则上述定长方式必须按最 大长度来定长，这显然浪费存储空间。因此，对不定 长标识符一般采用间接方式来组织符号表。 间接方式是指单独设置一个字符串数组来存放所 有的标识符，并在符号表的名字栏中设置两项内容： 一是指针，用来指向标识符在数组中的起始位置；二 是一整数值，用来表示该标识符的长度。图9.2给出了
致，因而不容易确定一个固定长度的空间来统一安排。
这时，可在符号表外另设一组存储空间，并在符号表 信息栏中放一指针来指向这个存储空间始址。
第9章 符号表与错误处理
例如，对数组标识符需要存储有关数组维数，每
维上、下界值，数组类型及数组存放的起始地址等信 息。如果将信息与名字一起全部放在符号表中，则因
维数不同而使记录该信息的空间大小不易确定，因此，
数组、标号等)、名字的类型(整型、实型、逻辑型、字
符型等)、特征(当前是定义性出现还是使用性出现等)、 给此名字分配的存储单元地址及与此名语义有关的其
它信息等。
第9章 符号表与错误处理
根据编译程序工作阶段的不同划分，名字表中的
各种信息将在编译程序工作过程中的适当时候填入。
对于在词法分析阶段就建立符号表的编译程序，当扫 描源程序识别出一个单词(名字)时，就以此名字查找符 号表；若表中无此名的登记项，就将此名字填入符号 表中；至于与此名相关的其它信息，可视工作方便分 别在语法分析、语义分析及中间代码生成等阶段陆续 填入。在语义分析时，符号表中的信息可以用于语义 检查；在代码优化时，编译程序则利用符号表提供的 信息选出恰当的代码进行优化；
…
a 数组
…
…
…
图9.4 记录数组内情向量的符号表
…
第9章 符号表与错误处理
名字的作用域：
程序设计语言中一个名字可以出现在不同的范围内，
并且可以具有不同的意义。程序设计语言范围的划分可以 有两种不同的方式——并列的和嵌套的。不同的程序设计 语言，根据其提供的抽象方法不同，采用不同的范围划分 方式。例如，Pascal语言的过程定义，可以是嵌套的，即一 个过程内部可以再定义另一个过程；而C/C++语言的过程 只能是并列的，也就是说C/C++的过程中不能再定义过程， 但是C/C++允许程序块(block)嵌套，每个程序块的范围以花
/* 最外层，不妨定为B0层 */
/* B1层，被B0嵌套 */ /* B2层，被B1嵌套 */ /* 结果为：2，1 */
/* B3层，与B2并列，并列的名字作用域不交叉 */ /* 结果为：0，3 */ /* 结果为：0，1 */
printf("%d %d\n"，a，b);
}
printf("%d %d\n"，a，b); }
通常给它们另外安排一个内情向量表来记录数组的全 部信息，同时在符号表的信息栏设置一指针指向内情 向量的入口地址(见图9.4)。此外，对像函数名、过程 名等含有较多信息且不容易规范信息长度的名字都可 以采取这种办法。
第9章 符号表与错误处理
符号表 Nam e In fo rm a t i o n
内情向量表 维数 下 界 i1 首地址 上 界 u1
息, 以便于在编译的各个阶段对符号表进行快速、有效的
查找、插入、修改、删除等操作，是符号表设计的基本目
标之一。
第9章 符号表与错误处理
符号表的内容:
对常见的程序设计语言而言，其变量名及过程名登记项的 信息栏通常包含如下信息。 变量名： (1)种属(简单变量、数组、记录结构等)；
(2)类型(整型、实型、双精度实型、逻辑型、字符串型、复 数型、标号或指示器等)；
(5)指出过程的形式参数，并按形参排列的顺序将它们的种 属、类型等信息与过程名相联系，以便其后检查实参在顺 序、种属及类型上是否与形参一致。
第9章 符号表与错误处理
符号表的管理贯穿整个编译过程，既涉及前端, 也涉及后 端, 尤其与后端的存贮空间分配有密切联系。符号表的内容一 般仅在编译时使用，如果名字的具体信息需要在运行时确定 或者使用，则符号表的部分内容还要保留到运行时，例如动 态数组和跟踪调试信息等。符号表的信息组织与符号表数据 结构的安排对于编译的效率有重大影响。合理组织符号表的 内容，以适应不同阶段的需要，也是符号表设计需要考虑的 问题。
int f(int a,int b)
{ int c; if(a>b) c=1; else c=0; return c; }
第9章 符号表与错误处理
v alu e Nam e a b c In fo rm a t i o n 整型，变量，形参 整型，变量，形参 整型，变量 Nam e (a) f 二目子程序，入口地址 (c) In fo rm a t i o n 1 0 (b)
第9章 符号表与错误处理
而目标代码生成时，编译程序将依据符号表中的符号
名来分配目标地址。几乎在编译程序工作的全过程中， 都需要对符号表进行频繁地访问(查表或填表)，其耗费 的时间在整个编译过程中占有很大的比例。因此，合 理地组织符号表并相应选择好的查、填表方法是提高 编译程序工作效率的有效办法。 对于编译程序所用的符号表来说，它所涉及的基 本操作大致可以归纳为五类：
第9章 符号表与错误处理
常用符号表结构：
由于在整个编译过程中需要不断地访问符号表， 因而如何构造符号表以及如何查填符号表就成为编译 程序设计的重要问题之一。除了上述我们介绍的用于 嵌套结构程序语言的栈式符号表外，还有其它几种常 用符号表结构。
第9章 符号表与错误处理
符号表的操作分为五类：
(1) 判断一个给定的名字是否在表中；
(2) 在表中填入新的名字； (3) 对Βιβλιοθήκη Baidu定的名字访问它在表中的有关信息； (4) 对给定的名字填入或更新它在表中的某些信息； (5) 从表中删去一个或一组无用的项。
第9章 符号表与错误处理
9.2
符号的主要属性和作用