編譯原理簡(jiǎn)明教程(第2版)[馮秀芳,崔冬華,段富][電子教案]第12章

1、編譯原理簡(jiǎn)明教程普通高等教育“十二五”規(guī)劃計(jì)算機(jī)教材-太原理工大學(xué)-計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院-馮秀芳、崔冬華、段富等目目 錄錄第12章 出錯(cuò)處理 12.1 引言 12.2 校正詞法錯(cuò)誤 12.3 校正語(yǔ)法錯(cuò)誤 12.4 校正語(yǔ)義錯(cuò)誤 習(xí)題1212.1 引言 12.1.1 錯(cuò)誤存在的必然性 12.1.2 錯(cuò)誤的種類(lèi) 12.1.3 錯(cuò)誤復(fù)原12.1.1 錯(cuò)誤存在的必然性 編譯程序用來(lái)對(duì)源程序進(jìn)行編譯，當(dāng)程序在語(yǔ)法(包括詞法)上正確時(shí)，可以得到相應(yīng)的等價(jià)的目標(biāo)代碼。當(dāng)程序在語(yǔ)義上正確時(shí)，以正確的輸入數(shù)據(jù)運(yùn)行目標(biāo)代碼可以得到預(yù)期的輸出結(jié)果。然而，一個(gè)程序，尤其是大型軟件的程序，其中難免包含錯(cuò)誤。一個(gè)軟件開(kāi)

2、發(fā)中所存在的錯(cuò)誤分布比例大致為：56%的錯(cuò)誤源自需求分析，27%的錯(cuò)誤源自設(shè)計(jì)，7%的錯(cuò)誤源自編碼。有人認(rèn)為“沒(méi)有一個(gè)程序第一次運(yùn)行就能正確地工作”是計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)的一個(gè)公理。12.1.1 錯(cuò)誤存在的必然性 一個(gè)素質(zhì)較好的程序員，在他交付的程序中錯(cuò)誤率為1%，即每100個(gè)語(yǔ)句中約含1條錯(cuò)誤，而水平低的程序員編寫(xiě)的程序，在剛開(kāi)始調(diào)試時(shí)錯(cuò)誤率是很高的。錯(cuò)誤產(chǎn)生原因大致是因?yàn)閱?wèn)題(算法)的復(fù)雜性、程序員素質(zhì)、輸入錯(cuò)誤以及對(duì)系統(tǒng)環(huán)境不夠了解等，概括起來(lái)是因?yàn)槿祟?lèi)自身能力的局限性。12.1.2 錯(cuò)誤的種類(lèi) 一個(gè)源程序中的錯(cuò)誤一般有如下四類(lèi)。 詞法錯(cuò)誤。編譯程序在詞法分析階段發(fā)現(xiàn)的源程序錯(cuò)誤，例如，字符號(hào)

3、(關(guān)鍵字)拼寫(xiě)有錯(cuò)，標(biāo)點(diǎn)符號(hào)有錯(cuò)，等等。 語(yǔ)法錯(cuò)誤。編譯程序在語(yǔ)法分析階段發(fā)現(xiàn)的源程序錯(cuò)誤，亦即書(shū)寫(xiě)不符合某語(yǔ)法成分的語(yǔ)法規(guī)則。例如，作為語(yǔ)句括號(hào)的BEGIN與END不匹配，“”與“”不匹配，以及IF與ELSE之間缺少THEN，等等。另外，變量未說(shuō)明或重定義等也可看做語(yǔ)法錯(cuò)誤。12.1.2 錯(cuò)誤的種類(lèi) 語(yǔ)義錯(cuò)誤。源程序中的語(yǔ)義錯(cuò)誤有兩類(lèi)，一類(lèi)是在編譯時(shí)才可發(fā)現(xiàn)的靜態(tài)語(yǔ)義錯(cuò)誤，例如，編譯程序語(yǔ)義分析時(shí)發(fā)現(xiàn)的運(yùn)算符對(duì)運(yùn)算分量類(lèi)型而言不合法，或者雙目運(yùn)算符的兩個(gè)運(yùn)算分量類(lèi)型不相容，等等。另一類(lèi)是在目標(biāo)代碼運(yùn)行時(shí)刻才能發(fā)現(xiàn)的動(dòng)態(tài)語(yǔ)義錯(cuò)誤，也就是說(shuō)，雖然編譯程序把源程序翻譯成了等價(jià)的目標(biāo)代碼，未發(fā)現(xiàn)任何

4、錯(cuò)誤，但運(yùn)行不能正常結(jié)束或者運(yùn)行結(jié)果經(jīng)驗(yàn)證卻是不正確的。12.1.2 錯(cuò)誤的種類(lèi) 違反環(huán)境限制的錯(cuò)誤。一個(gè)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言可以有豐富的表達(dá)能力，用以書(shū)寫(xiě)各種應(yīng)用領(lǐng)域的程序，然而由于編譯程序的實(shí)現(xiàn)問(wèn)題，一個(gè)手頭上可用的編譯程序往往對(duì)它所能接受的源程序加某些限制。例如，Pascal語(yǔ)言中過(guò)程的可調(diào)數(shù)組參數(shù)就不是每個(gè)編譯程序都可以接受的。另外，如標(biāo)識(shí)符的長(zhǎng)度、整數(shù)的最大值范圍、IF語(yǔ)句的最大嵌套層數(shù)和數(shù)組的最大維數(shù)等，都可能會(huì)有一定的限制。12.1.2 錯(cuò)誤的種類(lèi) 對(duì)于一個(gè)好的編譯程序來(lái)說(shuō)，應(yīng)能具有較強(qiáng)的查錯(cuò)和改錯(cuò)能力。查錯(cuò)，就是編譯程序能在編譯時(shí)刻，準(zhǔn)確而及時(shí)地發(fā)現(xiàn)源程序中的錯(cuò)誤，并能以簡(jiǎn)明的方式向用

5、戶(hù)報(bào)告這些錯(cuò)誤的性質(zhì)和出現(xiàn)的確切位置。一個(gè)編譯程序應(yīng)在一次編譯期間發(fā)現(xiàn)源程序中盡可能多的錯(cuò)誤，不是發(fā)現(xiàn)一個(gè)錯(cuò)誤便立即停止編譯。在編譯時(shí)刻能夠查出的源程序的錯(cuò)誤稱(chēng)為靜態(tài)錯(cuò)誤，運(yùn)行時(shí)刻才能查出的錯(cuò)誤稱(chēng)為動(dòng)態(tài)錯(cuò)誤。本章討論的程序錯(cuò)誤的檢查和校正主要是針對(duì)靜態(tài)錯(cuò)誤，即詞法錯(cuò)誤、語(yǔ)法錯(cuò)誤、非邏輯的或算法上的語(yǔ)義錯(cuò)誤及違反環(huán)境限制錯(cuò)誤。12.1.2 錯(cuò)誤的種類(lèi) 改錯(cuò)及校正，指編譯程序在其翻譯過(guò)程中發(fā)現(xiàn)源程序的錯(cuò)誤時(shí)能適當(dāng)?shù)貙?duì)源程序進(jìn)行修正。為了正確地校正錯(cuò)誤，必須十分清楚地了解程序的意圖，了解錯(cuò)誤的性質(zhì)，并確切地對(duì)錯(cuò)誤定位。即使是詞法錯(cuò)誤，也必須根據(jù)上下文，試探性地做出修改。12.1.2 錯(cuò)誤的種類(lèi) 一般

6、來(lái)說(shuō)，一個(gè)編譯程序如果能在一次編譯時(shí)刻查出源程序中幾乎所有的錯(cuò)誤，指出錯(cuò)誤的性質(zhì)，并給出錯(cuò)誤所在的確切位置，對(duì)于源程序的迅速改正將有很大的幫助。12.1.3 錯(cuò)誤復(fù)原 詞法分析時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)輸入字符串存在一個(gè)錯(cuò)誤，這表明，該輸入字符串不是相應(yīng)文法的句子，是否就此不再繼續(xù)詞法分析呢？如果語(yǔ)法分析時(shí)，類(lèi)似地發(fā)現(xiàn)中間表示符號(hào)串中存在錯(cuò)誤，表明不是相應(yīng)文法的句子，是否也不再繼續(xù)語(yǔ)法分析呢？對(duì)于一個(gè)實(shí)用的編譯程序來(lái)說(shuō)，它不應(yīng)只能處理正確的程序，它還必須能處理源程序中出現(xiàn)的錯(cuò)誤，使得編譯工作能繼續(xù)正常進(jìn)行下去，不是發(fā)現(xiàn)一個(gè)錯(cuò)誤就結(jié)束編譯，而是繼續(xù)下去，以便查出全部錯(cuò)誤。12.1.3 錯(cuò)誤復(fù)原 由于錯(cuò)誤的存在

7、，往往使編譯程序不能正常地繼續(xù)下去，早期的一些編譯程序，例如，ALGOL 60語(yǔ)言的編譯程序采用結(jié)束編譯的辦法。如今，幾乎所有常用程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的編譯程序都能在發(fā)現(xiàn)源程序中的錯(cuò)誤時(shí)繼續(xù)進(jìn)行編譯，以便一次編譯能查出盡可能多的錯(cuò)誤。 在編譯的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)源程序的錯(cuò)誤時(shí)采取一定的措施，使得能繼續(xù)編譯下去，這稱(chēng)為錯(cuò)誤復(fù)原。如果把所給不正確程序變換成正確的程序，則稱(chēng)之為錯(cuò)誤校正。顯然，如前所述的原因，錯(cuò)誤校正是極其困難的。12.1.3 錯(cuò)誤復(fù)原 在錯(cuò)誤復(fù)原時(shí)，應(yīng)重視以下兩個(gè)方面： 株連信息的遏止。 重復(fù)信息的遏止。 株連信息指的是因?yàn)樵闯绦蛑械哪硞€(gè)錯(cuò)誤而導(dǎo)致編譯程序向用戶(hù)發(fā)出的出錯(cuò)信息，該出錯(cuò)信息往往不是

8、真實(shí)的。12.1.3 錯(cuò)誤復(fù)原 例如，假定過(guò)程語(yǔ)句P(a，b)在輸入時(shí)成了p(a.b)，編譯時(shí)，編譯程序?qū)l(fā)出出錯(cuò)信息：是不合法符號(hào)。如果做出的處理是刪除，那么，當(dāng)掃描p之后，將發(fā)出出錯(cuò)信息：缺少運(yùn)算符，當(dāng)掃描到“)”時(shí)，將再發(fā)出出錯(cuò)信息：參數(shù)個(gè)數(shù)少。顯然后面兩個(gè)出錯(cuò)信息是不真實(shí)的。有時(shí)可能因?yàn)樵闯绦蛑械囊粋€(gè)錯(cuò)誤而引出一連串株連信息。應(yīng)該遏止這種株連信息。 為了遏止株連錯(cuò)誤，往往需要查看出錯(cuò)處的上下文和取得相關(guān)的信息。例如，對(duì)于上述例子，可以取得關(guān)于過(guò)程p參數(shù)個(gè)數(shù)的信息，標(biāo)識(shí)符a是否記錄類(lèi)型信息，并向前查看到“)”確定參數(shù)的個(gè)數(shù)。這樣，甚至可以做出正確的修改：把“ ”改成“，”。12.1.3

9、錯(cuò)誤復(fù)原 下面再考慮遏止株連錯(cuò)誤的另一個(gè)例子。假定對(duì)于下標(biāo)變量Ae1, e2, e3，發(fā)現(xiàn)標(biāo)識(shí)符A不是數(shù)組名，掃描到“”時(shí)發(fā)出出錯(cuò)信息：錯(cuò)。此后顯然將發(fā)出一連串株連錯(cuò)誤信息。究其原因，可能是因?yàn)闃?biāo)識(shí)符A未被說(shuō)明。為了遏止株連信息，可以這樣處理：用一個(gè)“萬(wàn)能”標(biāo)識(shí)符U去代替有錯(cuò)的標(biāo)識(shí)符A，或者說(shuō)讓A可以與任意類(lèi)型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)，這時(shí)在符號(hào)表的相應(yīng)條目中已加標(biāo)志，且填入了數(shù)組和維數(shù)的信息，只要其后形如e1, e2, e3出現(xiàn)，將不再發(fā)出出錯(cuò)信息。12.1.3 錯(cuò)誤復(fù)原 重復(fù)信息是因?yàn)樵闯绦蛑械囊粋€(gè)錯(cuò)誤反映在源程序中多處而產(chǎn)生的。一個(gè)典型的例子是標(biāo)識(shí)符未說(shuō)明。如果一個(gè)標(biāo)識(shí)符i未在某個(gè)過(guò)程說(shuō)明的過(guò)程

10、分程序中說(shuō)明，那么，在過(guò)程分程序的語(yǔ)句部分中每次引用i時(shí)都將發(fā)出出錯(cuò)信息：標(biāo)識(shí)符i無(wú)定義。12.1.3 錯(cuò)誤復(fù)原 為了遏止重復(fù)信息，可事先設(shè)立一個(gè)出錯(cuò)信息表，其中給出一切可能的出錯(cuò)信息(性質(zhì))和編號(hào)，而編譯時(shí)刻，則建立一個(gè)出錯(cuò)信息集合，其元素呈(編號(hào)、關(guān)聯(lián)信息)形式。每當(dāng)發(fā)現(xiàn)一個(gè)錯(cuò)誤，便把相應(yīng)的(編號(hào)、關(guān)聯(lián)信息)添加入該出錯(cuò)信息集合中。最后，編譯結(jié)束時(shí)，把出錯(cuò)信息集合中的元素按某種次序輸出，便得到了無(wú)重復(fù)的一切出錯(cuò)信息。12.2 校正詞法錯(cuò)誤 12.2.1 詞法錯(cuò)誤的種類(lèi) 12.2.2 詞法錯(cuò)誤的校正12.2.1 詞法錯(cuò)誤的種類(lèi) 詞法分析程序的基本任務(wù)是讀入源程序字符序列，識(shí)別出具有獨(dú)立意義的

11、最小語(yǔ)法單位(單詞或符號(hào))，并把它們變換成等價(jià)的內(nèi)部中間表示屬性字序列。詞法分析時(shí)發(fā)現(xiàn)的詞法錯(cuò)誤大多是單詞拼寫(xiě)錯(cuò)誤，這或者是因?yàn)闀?shū)寫(xiě)錯(cuò)誤，或者是因?yàn)檩斎脲e(cuò)誤，假定不會(huì)有連續(xù)幾個(gè)字符的錯(cuò)誤，從而可以假定有如下幾類(lèi)詞法錯(cuò)誤： 拼錯(cuò)一個(gè)字符，如RECORD錯(cuò)寫(xiě)成RCCORD。 遺漏一個(gè)字符，如REPEAT錯(cuò)寫(xiě)成REPET。 多拼一個(gè)字符，如UNTIL錯(cuò)寫(xiě)成UNTILE。 相鄰兩個(gè)字符顛倒了次序，如LABEL錯(cuò)寫(xiě)成LABLE。12.2.1 詞法錯(cuò)誤的種類(lèi) 對(duì)于錯(cuò)誤復(fù)原問(wèn)題，自然地涉及下列問(wèn)題： 錯(cuò)誤的查出。 錯(cuò)誤的定位。 錯(cuò)誤的局部化。 重復(fù)錯(cuò)誤信息的遏止。 由于每一類(lèi)單詞可用一個(gè)正則表達(dá)式來(lái)描述，所

12、以在識(shí)別單詞時(shí)，通常采用最長(zhǎng)子串匹配策略。12.2.2 詞法錯(cuò)誤的校正 基于前面對(duì)詞法錯(cuò)誤的假設(shè)，不存在連續(xù)幾個(gè)字符都出錯(cuò)的現(xiàn)象，對(duì)詞法錯(cuò)誤的校正一般地有 刪除一個(gè)字符。 插入一個(gè)字符。 替換一個(gè)字符。 交換相鄰兩個(gè)字符。12.2.2 詞法錯(cuò)誤的校正 由于詞法分析時(shí)，還不能收集到足夠的信息，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤便立即校正是不太恰當(dāng)?shù)模皇窃谀承﹫?chǎng)合可以予以校正，下面列舉若干。 知道下一步應(yīng)處理的字符號(hào)(關(guān)鍵字)，而當(dāng)前所掃視的余留輸入字符序列的任何前綴都不能構(gòu)成字符號(hào)(關(guān)鍵字)，則可查字符號(hào)(關(guān)鍵字)表，從其中選擇與當(dāng)前所掃視的輸入字符串前綴最接近的字符號(hào)(關(guān)鍵字)去代替這個(gè)前綴。例如“IF b THEM

13、”，對(duì)于“THEM”將用最接近的“THEN”去代替。12.2.2 詞法錯(cuò)誤的校正 如果某個(gè)標(biāo)識(shí)符拼寫(xiě)有錯(cuò)，因此查找符號(hào)表時(shí)不能查到相應(yīng)條目，這時(shí)可用符號(hào)表中與之最接近的標(biāo)識(shí)符去代替它，例如，如果有語(yǔ)句X: = sim(a)，但不能在符號(hào)表中查到標(biāo)識(shí)符sim，則可以用最接近的sin去代替sim。 其他拼寫(xiě)錯(cuò)誤的情況，例如，源程序中所引用之下標(biāo)變量的數(shù)組標(biāo)識(shí)符因拼寫(xiě)錯(cuò)誤而不能在符號(hào)表中查到，控制轉(zhuǎn)移語(yǔ)句的轉(zhuǎn)移目標(biāo)(標(biāo)號(hào))因拼寫(xiě)錯(cuò)誤而無(wú)定義，等等，都可以用與上面類(lèi)似的辦法來(lái)校正。 一般地，可以用試探法，試驗(yàn)刪除、插入、替換和交換四種情況，以最可能成功的那種修改作為對(duì)錯(cuò)誤的校正。12.3 校正語(yǔ)法錯(cuò)誤

14、 12.3.1 語(yǔ)法錯(cuò)誤的復(fù)原 12.3.2 語(yǔ)法錯(cuò)誤的校正12.3.1 語(yǔ)法錯(cuò)誤的復(fù)原 對(duì)于語(yǔ)法錯(cuò)誤的復(fù)原，與詞法錯(cuò)誤的情況一樣，自然地涉及下列問(wèn)題： 錯(cuò)誤的查出。 錯(cuò)誤的定位。 錯(cuò)誤的局部化。 重復(fù)錯(cuò)誤信息的遏止。 12.3.1 語(yǔ)法錯(cuò)誤的復(fù)原 由于程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的語(yǔ)法用上下文無(wú)關(guān)文法描述，源程序可由基于某種分析技術(shù)的識(shí)別程序精確地識(shí)別，源程序中的語(yǔ)法錯(cuò)誤總可自動(dòng)地查出。12.3.1 語(yǔ)法錯(cuò)誤的復(fù)原 不言而喻，不同的分析技術(shù)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤的手段和方式是不同的。例如，LL(1)與LR(1)分析技術(shù)都是當(dāng)前棧頂狀態(tài)與當(dāng)前輸入符號(hào)配對(duì)所對(duì)應(yīng)的分析表元素空白時(shí)為出錯(cuò)。然而，對(duì)于優(yōu)先技術(shù)，則是當(dāng)前棧頂符號(hào)和

15、當(dāng)前輸入符號(hào)匹配時(shí)，它們之間不存在優(yōu)先關(guān)系而發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤。顯然，有的分析技術(shù)可對(duì)所發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤準(zhǔn)確地定位，采取一定的措施，使語(yǔ)法分析能繼續(xù)進(jìn)行下去。12.3.1 語(yǔ)法錯(cuò)誤的復(fù)原 有的編譯程序，對(duì)語(yǔ)法錯(cuò)誤復(fù)原采取的措施是簡(jiǎn)單地放過(guò)相應(yīng)的語(yǔ)法結(jié)構(gòu)，例如，放過(guò)一個(gè)語(yǔ)句的后繼符號(hào)等。這種過(guò)于簡(jiǎn)單的做法往往失去發(fā)現(xiàn)更多語(yǔ)法錯(cuò)誤的機(jī)會(huì)。更合適的是設(shè)法進(jìn)行校正，盡管這種校正不能保證總是成功的，然而，關(guān)于校正的信息可供用戶(hù)(程序書(shū)寫(xiě)人員)參考。12.3.2 語(yǔ)法錯(cuò)誤的校正 1自頂向下分析中錯(cuò)誤的校正 假定在自頂向下分析過(guò)程中的某一時(shí)刻，源程序符號(hào)串可寫(xiě)為w1Aw2的形式，其中，w1是已掃描部分，A是當(dāng)前掃描符號(hào)，而

16、w2是輸入符號(hào)串的其余部分。如果掃描到A時(shí)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，分析程序又無(wú)法確定下一個(gè)合法的分析動(dòng)作，換言之，已構(gòu)造的語(yǔ)法樹(shù)部分可覆蓋w1，但不能繼續(xù)構(gòu)造語(yǔ)法樹(shù)去覆蓋A與其余部分w2。12.3.2 語(yǔ)法錯(cuò)誤的校正 一般可有如下三種修改措施。 刪去A，繼續(xù)進(jìn)行分析。 插入終結(jié)符號(hào)串X成為w1XAw2，從XAw2的首符號(hào)開(kāi)始繼續(xù)進(jìn)行分析。 修改w1，例如，刪去w1尾部的若干個(gè)符號(hào)、替換w1尾部的若干個(gè)符號(hào)或者在w1之后插入若干個(gè)符號(hào)。12.3.2 語(yǔ)法錯(cuò)誤的校正 修改措施顯然是不可取的，因?yàn)閣1已經(jīng)處理過(guò)，不可能再次直接取到，且對(duì)已處理的部分進(jìn)行修改，往往要改變語(yǔ)義信息，實(shí)現(xiàn)上較為困難，因此不宜采用。 例如

17、，假如有源程序語(yǔ)句： i：=i+)； 處理到符號(hào)“)”時(shí)顯然將發(fā)現(xiàn)存在錯(cuò)誤，一般地，當(dāng)按自頂向下分析技術(shù)構(gòu)造語(yǔ)法樹(shù)時(shí)，對(duì)照語(yǔ)法樹(shù)和預(yù)期展開(kāi)的符號(hào)串，采用上述修改措施和，將把所給語(yǔ)句修改成 i：=i+i；2自底向上分析中錯(cuò)誤的校正 自底向上分析技術(shù)包括優(yōu)先分析技術(shù)(簡(jiǎn)單優(yōu)先和算符優(yōu)先)與LR分析技術(shù)。這里以L(fǎng)R分析技術(shù)為例說(shuō)明自底向上分析中語(yǔ)法錯(cuò)誤的校正。 在LR分析技術(shù)中，LR分析表的ACTION部分指明了當(dāng)前分析棧頂?shù)臓顟B(tài)與當(dāng)前輸入符號(hào)配對(duì)時(shí)所應(yīng)執(zhí)行的動(dòng)作。如果是空白元素，表明一個(gè)錯(cuò)誤，即當(dāng)前輸入符號(hào)有錯(cuò)。為了對(duì)語(yǔ)法錯(cuò)誤校正，可以對(duì)應(yīng)于每個(gè)空白元素，引進(jìn)一個(gè)出錯(cuò)處理子程序，根據(jù)出錯(cuò)情況，在各

18、個(gè)出錯(cuò)處理子程序中做出相應(yīng)處理。 這里仍以語(yǔ)句： i：=i+)； 為例進(jìn)行討論。 假定掃描到上述語(yǔ)句中的符號(hào)“+”時(shí)進(jìn)入狀態(tài)Sk，則ACTIONSk,)當(dāng)然為出錯(cuò)(空白元素)。假定引進(jìn)的響應(yīng)出錯(cuò)處理子程序Ei，其功能有二：刪去當(dāng)前輸入符號(hào)和發(fā)出出錯(cuò)信息“不合法的輸入符號(hào)：”。那么，執(zhí)行動(dòng)作ACTIONSk,)將調(diào)用子程序Ei，因而，刪去當(dāng)前輸入符號(hào)，并發(fā)出出錯(cuò)信息：“不合法的輸入符號(hào)：)”。這時(shí)將掃描下一個(gè)符號(hào)繼續(xù)分析下去，即讀入符號(hào)，執(zhí)行動(dòng)作ACTIONSk, ;，為出錯(cuò)，類(lèi)似地引進(jìn)出錯(cuò)處理子程序Ej，其功能可能如下：將一假想的標(biāo)識(shí)符i及相應(yīng)狀態(tài)S1下推入分析棧，并發(fā)出出錯(cuò)信息：運(yùn)算符分量缺

19、少，然后執(zhí)行動(dòng)作ACTIONS1, i 這里， ACTIONSk,i=S1 因此，最終，上述語(yǔ)句校正為 i：=i+i； 其他出錯(cuò)處理子程序可類(lèi)似地設(shè)計(jì)。 不言而喻，關(guān)于每個(gè)錯(cuò)誤的修改信息應(yīng)由出錯(cuò)處理子程序提供給用戶(hù)(程序書(shū)寫(xiě)人員)以便參考，完成真正的校正。 其他各類(lèi)分析技術(shù)，可以參照上述實(shí)現(xiàn)思想進(jìn)行源程序語(yǔ)法錯(cuò)誤的校正。12.4 校正語(yǔ)義錯(cuò)誤 12.4.1 語(yǔ)義錯(cuò)誤的種類(lèi) 12.4.2 語(yǔ)義錯(cuò)誤檢查措施12.4.1 語(yǔ)義錯(cuò)誤的種類(lèi) 如前所述，語(yǔ)義錯(cuò)誤有兩類(lèi)，一類(lèi)是在編譯時(shí)可以發(fā)現(xiàn)的靜態(tài)語(yǔ)義錯(cuò)誤，另一類(lèi)是在運(yùn)行時(shí)才能發(fā)現(xiàn)的動(dòng)態(tài)語(yǔ)義錯(cuò)誤。 1靜態(tài)語(yǔ)義錯(cuò)誤 靜態(tài)語(yǔ)義錯(cuò)誤可能由數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)引起，有運(yùn)算符不

20、合法和運(yùn)算分量類(lèi)型不相容等，例如，對(duì)數(shù)組變量進(jìn)行加法運(yùn)算，又如兩個(gè)實(shí)型變量X和Y進(jìn)行MOD運(yùn)算，該MOD運(yùn)算對(duì)于運(yùn)算分量X和Y是不合法的；如果X為實(shí)型變量，Y為字符型變量，它們要進(jìn)行加法運(yùn)算，那么，對(duì)于Pascal語(yǔ)言，該加法運(yùn)算符的兩個(gè)運(yùn)算分量類(lèi)型是不相容的。這樣一些由數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)引起的靜態(tài)語(yǔ)義錯(cuò)誤可由語(yǔ)義分析查出。12.4.1 語(yǔ)義錯(cuò)誤的種類(lèi) 語(yǔ)義分析程序還進(jìn)行控制流方面的某些靜態(tài)語(yǔ)義檢查，例如，由循環(huán)外控制轉(zhuǎn)移到循環(huán)內(nèi)，由轉(zhuǎn)向語(yǔ)句把控制轉(zhuǎn)移到一個(gè)構(gòu)造語(yǔ)句(條件語(yǔ)句與情況語(yǔ)句等)內(nèi)，或者轉(zhuǎn)移到分程序內(nèi)，等等，發(fā)現(xiàn)控制流的某些靜態(tài)語(yǔ)義錯(cuò)誤。 顯然，靜態(tài)語(yǔ)義錯(cuò)誤是容易準(zhǔn)確地定位和確定錯(cuò)誤性質(zhì)的。

21、2動(dòng)態(tài)語(yǔ)義錯(cuò)誤 動(dòng)態(tài)語(yǔ)義錯(cuò)誤是在運(yùn)行目標(biāo)代碼時(shí)才能發(fā)現(xiàn)的源程序錯(cuò)誤。最常見(jiàn)的動(dòng)態(tài)語(yǔ)義錯(cuò)誤有以下幾類(lèi)： (1) 除以零； (2) 下標(biāo)變量的下標(biāo)表達(dá)式的值越界； (3) 存取位置初值或值為NIL的指針變量； (4) 運(yùn)行結(jié)果與預(yù)期的不一致。2動(dòng)態(tài)語(yǔ)義錯(cuò)誤 前三種情況往往導(dǎo)致運(yùn)行非正常終止而得不到任何結(jié)果，然而第四種情況雖然運(yùn)行正常終止，但依然得不到預(yù)期的結(jié)果。 這些錯(cuò)誤的產(chǎn)生源自與算法有關(guān)的邏輯錯(cuò)誤以及程序設(shè)計(jì)錯(cuò)誤。當(dāng)軟件開(kāi)發(fā)的設(shè)計(jì)階段，甚至需求分析階段導(dǎo)致與算法有關(guān)的邏輯錯(cuò)誤時(shí)，這時(shí)的錯(cuò)誤往往表現(xiàn)為運(yùn)行結(jié)果與預(yù)期的不一致，錯(cuò)誤的校正必須在設(shè)計(jì)階段或需求分析階段重新考慮數(shù)學(xué)模型和算法，從根本上解

22、決。2動(dòng)態(tài)語(yǔ)義錯(cuò)誤 程序設(shè)計(jì)的錯(cuò)誤會(huì)導(dǎo)致程序不反應(yīng)算法，從而使運(yùn)行結(jié)果與預(yù)期的不一致。程序設(shè)計(jì)的錯(cuò)誤還常導(dǎo)致程序運(yùn)行的夭折。與指針變量有關(guān)的語(yǔ)義錯(cuò)誤由于可能對(duì)地址存儲(chǔ)區(qū)域賦值，甚至可能造成巨大破壞。下面舉例說(shuō)明與指針變量有關(guān)的錯(cuò)誤的產(chǎn)生。 設(shè)有下列Pascal程序片段：P：=q；while P. nextNIL dobeginP：= P. next; P. inf：= end;在While循環(huán)中的兩個(gè)賦值語(yǔ)句可能帶來(lái)致命的錯(cuò)誤。原因在于，如果P的值為NIL，或者并未為P所指向的對(duì)象分配存儲(chǔ)空間，這兩個(gè)語(yǔ)句的賦值都是錯(cuò)誤的。應(yīng)該在這個(gè)程序片段之前對(duì)q置初值NIL，或者通過(guò)語(yǔ)句new(q)為q所指

23、向的對(duì)象分配存儲(chǔ)空間，并且把WHILE循環(huán)的重復(fù)條件 P. nextNIL改寫(xiě)成 (P NIL)AND(P. nextNIL)首先P必須不是空指針才可能對(duì)其值不是NIL的域變量next所指向的對(duì)象賦值。 12.4.2 語(yǔ)義錯(cuò)誤檢查措施 由于語(yǔ)義錯(cuò)誤往往涉及算法，而語(yǔ)義通常又是非形式定義的，因此，對(duì)照語(yǔ)法錯(cuò)誤，語(yǔ)義錯(cuò)誤往往難以采用系統(tǒng)而有效的方法來(lái)發(fā)現(xiàn)和校正。 好在語(yǔ)義分析時(shí)采用語(yǔ)法制導(dǎo)的翻譯，通過(guò)語(yǔ)法制導(dǎo)定義或翻譯方案實(shí)現(xiàn)類(lèi)型一致性檢查和某些控制流靜態(tài)語(yǔ)義檢查等，可以發(fā)現(xiàn)源程序中運(yùn)算符不合法、運(yùn)算分量類(lèi)型不相容以及控制流方面的靜態(tài)語(yǔ)義錯(cuò)誤。12.4.2 語(yǔ)義錯(cuò)誤檢查措施 對(duì)于未給變量置初值而導(dǎo)致的動(dòng)態(tài)語(yǔ)義錯(cuò)誤，可以通過(guò)在語(yǔ)義分析時(shí)查看變量是否被賦初值而避免，因?yàn)榭梢岳么a優(yōu)化時(shí)所討論的“ud”鏈思想，容易查出賦值之前就引用的錯(cuò)誤。 為了發(fā)現(xiàn)其他的動(dòng)態(tài)語(yǔ)義錯(cuò)誤，通常采用以下兩種方式。 靜態(tài)模擬檢查。由人閱讀所寫(xiě)的源程序進(jìn)行靜態(tài)模擬，即給定若干組檢查用輸入數(shù)據(jù)，模擬計(jì)算機(jī)執(zhí)行各個(gè)語(yǔ)句，沿著所模擬的執(zhí)行路徑，進(jìn)行變量追蹤，也就是記錄下各個(gè)變量值的變化，最終檢查結(jié)果