语义分析与中间代码生成

•不同的分析目标也对应不同的语义规则 表操作、代码生成及
打印各种错误信息
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例5.1
• 非终结符E、T及F都有一个综合属性val,符号i 有一个综合属性，它的值由词法分析器提供。
• 某些非终结符加下标是为了区分一个产生式中 同一非终结符多次出现
产生式
语义规则
E E1+T ET T T1 * F TF
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5.2.1 属性文法
附加了一组语属义性信和息运算（语义）规则的文法
1. 属性的表示
文法符号X的属性t常用X.t来表示
2.语义规则的表示
语义之间的关系
•语义规则是根据产生式所蕴涵的语义操作建立起来的，
并与语义分析的目标有关
•不同的产生式对应不同的语义规则
静态语义检查、符号
在产生式右部的适当位置，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。这是一种动作与分析交 错的实现方案。
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翻译步骤
（1）分析输入符号串，建立分析语法树 （２）从分析树得到描述结点属性间依赖关系的依赖图，由 依赖图得到语义规则的计算次序 （３）进行语义规则的计算，得到翻译结果
本章要介绍的是语义分析和中间代码生成技术。 程序语言 翻译 中间代码 翻译 目标代码
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5.1 语义分析的任务
根据语义规则对识别出的各种语法成分析其含义， 进行初步翻译，生成相应的中间代码或直接生成目 标代码。
（1）确定数据类型 （2）语义检查
动态语义检查：在运行时刻进行 静态语义检查：在编译时完成 （3）识别含义，进行真正的翻译
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语法制导翻译分为两种处理方法：
（1）语法制导定义（自底向上）：
对每个产生式编制一个语义子程序，在进行语法分析的过 程中，当一个产生式获得匹配时，就调用相应的语义子程 序实现语义检查与翻译。这种实现方案隐藏了其中语义规 则的计算次序等实现细节，不必规定翻译顺序。
（2）翻译方案（自顶向下）：
④相关名字检查。有的语言中有时规定，同一名字 必须出现两次或多次。例如，Ada语言中，循环或程 序块可以有一个名字，它出现在这些结构的开头和结 尾，如同语句括号一般，编译程序必须检查它们的配 对情况。
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5.2 语法制导翻译
实际应用中比较流行的语义分析方法： 基于属性文法的语法制导翻译方法
S.P 词法分析程序
符 号 表 管 理
语法分析程序
语义分析、生成中间代码
代码优化
错 误 处 理
生成目标程序 O.P
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第5章 语义分析与中间代码生成
教学目标
1. 要求明确语义分析的任务 2. 明确属性文法和语法制导翻译的含义 3. 明确自底向上和自顶向下语法制导翻译的
区别和特点 4. 明确生成中间代码的目的，中间代码的几
输入符号串 分析树 执行语义规则
翻译结果
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5.2.3 语法制导定义
对每个产生式编制一个语义子程序 在进行语法分析的过程中，当一个产生式获得匹配时，就调 用相应的语义子程序实现语义检查与翻译
综合属性
继承属性
自底向上 传递信息
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自顶向下（自左 向右）传递信息
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F (E) Fi
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=i.lexval
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5.2.2 语法制导翻译的过程
语法制导翻译：将语义规则与语法规则相结合，在 语法分析的过程中通过执行语义动作，计算语义属 性值，从而完成预定的翻译工作。
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静态语义检查
①类型检查。
②控制流检查，确保控制语句有合法的转向点。例 如，C语言中的break语句使控制跳离包括该语句的 最小的switch，while或for语句。如果不存在包括它 的这样的语句，则应报错。
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静态语义检查
③一致性检查。很多情况下要求对象只能被定义一 次。例如，Ｃ语言中规定一个标识符在同一作用域中 只能被说明一次，同一case语句的标号不能相同，枚 举类型的元素不能重复出现等。
只含有综合属性的语法制 导定义称为S属性定义
通常使用自底向上的分析方法 •在每个结点处使用语义规则 来计算综合属性值 •当一个产生式获得匹配时， 就调用相应的语义子程序 •从叶结点到根结点进行计算
种形式 5. 掌握PL/0编译程序的语义分析方法
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教学内容
• 5.1 语义分析的任务 • 5.2 语法制导翻译 • 5.3 中间代码 • 5.9 PL/0编译程序的语义分析
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词法分析，语法分析：解决单词和语言成分的识别 及词法和语法结构的检查。语法结构可形式化地用 一组产生式来描述。给定一组产生式，我们能够很 容易地将其分析器构造出来。
Yacc利用的就是语法制导翻译方法，它使用符号$$表示 产生式左端的属性，$n表示存取产生式右端第n个文法 符号相联的属性
expr : expr '+' expr
{ $$ = $1 + $3; }
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语法制导翻译的实现
自底向上语 法制导翻译
自顶向下语 法制导翻译
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• print(E.val)打印由E产生的算术表达式的值， 可认为这条规则定义了L的一个虚属性。
例5.２ 综合属性
产生式
语义规则
LE
print(E.val)
E E1+T ET T T1 * F TF
F (E) Fi
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=i.lexval
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L E.val = 14 n
E.val = 2
+ T.val = 12
T.val = 2
T.val = 3 *
F.val = 4
F.val = 2
F.val = 3
i.lexval = 4
i.lexval = 2 i.lexval = 3
２+3*4的注释分析树
• 一个结点的综合属性值 是其子结点的某些属性 来决定的