第六章 語義分析和符號表

1、主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：. 語義分析概述語義分析概述( (必要性、功能、描述方法必要性、功能、描述方法) ). 符號表符號表. 類型表達(dá)式類型表達(dá)式. 聲明和程序體的語義分析聲明和程序體的語義分析語法和語義的區(qū)別語法和語義的區(qū)別: : 語法：語法：關(guān)于什么樣的字符串才是該語言關(guān)于什么樣的字符串才是該語言 在組成結(jié)構(gòu)上合法的程序的法則。在組成結(jié)構(gòu)上合法的程序的法則。 語義：語義：關(guān)于結(jié)構(gòu)上合法的程序的意義的關(guān)于結(jié)構(gòu)上合法的程序的意義的 法則。法則。 語義種類語義種類 靜態(tài)語義：靜態(tài)語義：在編譯階段在編譯階段( (從程序文本上從程序文本上) )可可 以檢查的語義。以檢查的語義。 動態(tài)語義：動態(tài)語義：通

2、過程序的執(zhí)行才能檢查的語通過程序的執(zhí)行才能檢查的語 義。義。 語義的描述語義的描述語義形式化方法：語義形式化方法： 1. 1. 操作語義操作語義 2. 2. 指稱語義指稱語義 3. 3. 公理語義公理語義 4. 4. 代數(shù)語義代數(shù)語義 語義分析的內(nèi)容：語義分析的內(nèi)容： 類型分析類型分析 標(biāo)識符相關(guān)信息標(biāo)識符相關(guān)信息 語義分析的功能：語義分析的功能： 檢查語義錯(cuò)誤檢查語義錯(cuò)誤 構(gòu)造標(biāo)識符屬性表（符號表）構(gòu)造標(biāo)識符屬性表（符號表） 語義分析的實(shí)現(xiàn)：語義分析的實(shí)現(xiàn)： 與語法分析相結(jié)合與語法分析相結(jié)合語義分析語義分析語法分析樹語法分析樹TokenListTokenList語義定義語義定義自然語言描述規(guī)

3、定自然語言描述規(guī)定符號表符號表判定判定 標(biāo)識符的內(nèi)部表示標(biāo)識符的內(nèi)部表示 類型的內(nèi)部表示類型的內(nèi)部表示 值的內(nèi)部表示值的內(nèi)部表示三種內(nèi)部表示三種內(nèi)部表示CodeCodeZ 標(biāo)識符種類：標(biāo)識符種類： 常量名、類型名、變量名、函數(shù)名、過程名、域名。常量名、類型名、變量名、函數(shù)名、過程名、域名。 TYPE idkind=( consKind, typeKind, varKind, fieldKind, procKind,funcKind )Z 內(nèi)部表示（內(nèi)部表示（AttributeIR）：）： 常量：常量： 類型：類型： 變量：變量： 域名域名*： 過函：過函：ValueValueKindKindT

4、ypePtrTypePtrForwardForwardKindKindTypePtrTypePtrOffOffLevelLevelAccessAccessKindKindTypePtrTypePtrHostTypeHostTypeOffOffKindKindTypePtrTypePtrSizeSize ForwardForwardClassClassParmParmLevelLevelKindKindTypePtrTypePtrOffOffb 例有聲明如下：例有聲明如下： CONST CONST paipai= 3.14 ;= 3.14 ; TYPE vector=ARRAY1.10 OF i

5、nteger; TYPE vector=ARRAY1.10 OF integer; VAR x, y : real ; VAR x, y : real ; r, s : vector ; r, s : vector ; 設(shè)當(dāng)前層數(shù)和可用設(shè)當(dāng)前層數(shù)和可用offsetoffset值分別為值分別為L L和和0 0，構(gòu)造標(biāo)識符構(gòu)造標(biāo)識符 paipai, vector, x, y, r , vector, x, y, r 和和s s 的屬性表示。的屬性表示。Z 類型的種類：類型的種類：標(biāo)準(zhǔn)、子界、枚舉、數(shù)組、記錄、標(biāo)準(zhǔn)、子界、枚舉、數(shù)組、記錄、 集合、文件、指針類型等等。集合、文件、指針類型等等。 Ty

6、peKind=(intTy,boolTy,charTy,realTy,enumTy, subTy,arrayTy,recordTy,setTy,fileTy,pointerTy)Z 內(nèi)部表示：內(nèi)部表示：( (TypeIRTypeIR) ) 標(biāo)準(zhǔn)類型：標(biāo)準(zhǔn)類型： sub: enum: array: UpLowHostTypeKindSizeLengElemsKindSizeElemTypeIndexTypeKindSizeKindSizerecord: FixBody: VariBody:set: file:pointer: VariBodyFixBodyKindSizeNextOffFixUn

7、itTypeidVariUnitsCaseUnitNextVariBodyFixBodyOffCaseTypeidBaseTypeKindSizeCompTypeKindSizeTypeNameKindSizeb例有如下的類型定義：例有如下的類型定義： at = ARRAY 1.10 OF at = ARRAY 1.10 OF ARRAY1.100 OF integer; ARRAY1.100 OF integer; rtrt = RECORD x : real ; a : at; = RECORD x : real ; a : at; CASE u: CASE u: booleanboole

8、an OF OF false:(kfalse:(k : integer); : integer); true:(ytrue:(y: real; b: : real; b: booleanboolean) ) END END 構(gòu)造類型的內(nèi)部表示。構(gòu)造類型的內(nèi)部表示。Z 非結(jié)構(gòu)類型值的內(nèi)部表示：非結(jié)構(gòu)類型值的內(nèi)部表示： 實(shí)型實(shí)型 指針指針 有序類型：整數(shù)形式有序類型：整數(shù)形式 有序類型的常量表示：有序類型的常量表示： Z 整型常量：整型常量：ord(Nord(N) = N) = NZ 布爾常量：布爾常量：ord(falseord(false)=0, )=0, ord(trueord(true) =

9、 1) = 1Z 字符常量：字符常量：ord(Cord(C) = ASC (C) = ASC (C)Z 枚舉常量：枚舉常量：設(shè)有枚舉類型設(shè)有枚舉類型( (D,A,B),D,A,B),則有則有 ord(Dord(D)=0,ord(A)=1,ord(B)=2)=0,ord(A)=1,ord(B)=2Z 子界常量：子界常量：設(shè)有子界類型設(shè)有子界類型C C1 1.C.C2 2, ,則值空間則值空間 為為 ord(Cord(C1 1).ord(C).ord(C2 2)Z 標(biāo)識符的作用：標(biāo)識符的作用： 聲明部分：定義了各種對象及對應(yīng)的屬性和聲明部分：定義了各種對象及對應(yīng)的屬性和 使用規(guī)則。使用規(guī)則。 程序

10、體：對所定義的對象進(jìn)行各種操作。程序體：對所定義的對象進(jìn)行各種操作。$ $idididnameidnameIdnameIdname AttributeIRAttributeIRZ 必要性必要性 TokenToken： 新表符號表（種類、類型等信息）：新表符號表（種類、類型等信息）：Z 有關(guān)符號表的操作：有關(guān)符號表的操作： 添加、作用域刪除、查詢添加、作用域刪除、查詢Z 處理符號表的模塊：處理符號表的模塊： 定義符號表數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義符號表數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 定義符號表上的操作定義符號表上的操作符號表的作用：符號表的作用：為語義檢查和代碼生成提供為語義檢查和代碼生成提供 標(biāo)識符的語義信息。標(biāo)識符的語義信息。標(biāo)

11、識符的處理思想：標(biāo)識符的處理思想： 遇到定義性標(biāo)識符時(shí)，在符號表中填寫遇到定義性標(biāo)識符時(shí)，在符號表中填寫 被定義標(biāo)識符的符號項(xiàng)；被定義標(biāo)識符的符號項(xiàng)； 當(dāng)遇到使用性標(biāo)識符時(shí)，用該標(biāo)識符查當(dāng)遇到使用性標(biāo)識符時(shí)，用該標(biāo)識符查 符號表求得其屬性。符號表求得其屬性。標(biāo)識符的作用域：標(biāo)識符的作用域：標(biāo)識符有效的最大程序段標(biāo)識符有效的最大程序段嵌套作用域規(guī)則：嵌套作用域規(guī)則：當(dāng)存在標(biāo)識符的嵌套聲明當(dāng)存在標(biāo)識符的嵌套聲明時(shí)，最近定義的屬性為標(biāo)識符的當(dāng)前屬性時(shí)，最近定義的屬性為標(biāo)識符的當(dāng)前屬性局部化單位：局部化單位：允許有聲明的程序段允許有聲明的程序段P:P:VarVar x ,y,z x ,y,zVarVa

12、r x,m,n x,m,nx:=1;x:=1;m:=x+1;m:=x+1;y:=x+1;y:=x+1;x:=0;x:=0;Q:Q:lProc p(lFunc f(l形式過形式過/函函 p( f(lRecord begin符號表的種類：符號表的種類：全局符號表、局部符號表全局符號表、局部符號表原則：原則： 進(jìn)入一個(gè)局部化區(qū)時(shí)，記錄本層符號表的進(jìn)入一個(gè)局部化區(qū)時(shí)，記錄本層符號表的位置位置 遇到定義性標(biāo)識符時(shí)，構(gòu)造其語義信息，遇到定義性標(biāo)識符時(shí)，構(gòu)造其語義信息，查本層符號表，若存在，則有重復(fù)聲明錯(cuò)查本層符號表，若存在，則有重復(fù)聲明錯(cuò)誤，否則將語義信息填入表中誤，否則將語義信息填入表中 遇到一個(gè)使用性

13、標(biāo)識符時(shí)，查表（從里層遇到一個(gè)使用性標(biāo)識符時(shí)，查表（從里層到外層），查不到則有未定義標(biāo)識符錯(cuò)到外層），查不到則有未定義標(biāo)識符錯(cuò)誤，否則構(gòu)造新的誤，否則構(gòu)造新的TOKENTOKEN 退出一個(gè)局部化區(qū)時(shí)，作廢本層符號表退出一個(gè)局部化區(qū)時(shí)，作廢本層符號表標(biāo)識符處理的原則標(biāo)識符處理的原則用局部符號表實(shí)現(xiàn)用局部符號表實(shí)現(xiàn)proc proc p:x,y,zp:x,y,zproc p1:x,y1,z1proc p1:x,y1,z1proc p2:yproc p2:yy,zy,zx,y1,z1,yx,y1,z1,yproc p3:z,aproc p3:z,ax,y,ax,y,ax,zx,z用全局符號表實(shí)現(xiàn)用全

14、局符號表實(shí)現(xiàn)proc p0:x,yproc p0:x,yproc p1:x,zproc p1:x,zy yproc p2:x1,y1proc p2:x1,y1y yx,zx,z program p()program p()type at=array1.100 of array1.10 of type at=array1.100 of array1.10 of inteterintetervarvar x:realx:real; ; a:ata:at; ; i:integeri:integer; ;proc p1(var a1:atproc p1(var a1:at； a2:at)a2:at)v

15、arvar x:integerx:integer; ; a:reala:real; ;proc p2(n:integer)proc p2(n:integer)varvar m:1.50; m:1.50; x:realx:real; ;m,n,xm,n,x( (使用性出現(xiàn)使用性出現(xiàn)) )endenda1,a2,x,a,ia1,a2,x,a,i（使用性出現(xiàn)）（使用性出現(xiàn)）endendx,a,ix,a,i（使用性出現(xiàn)）（使用性出現(xiàn)）endendZ 標(biāo)號出現(xiàn)的位置：標(biāo)號出現(xiàn)的位置： 標(biāo)號聲明：標(biāo)號聲明：label label 1 1, , 2 2, , , , n n; ; 標(biāo)號定位標(biāo)號定位（語句前）

16、：語句前）：i i：StatementStatement； 標(biāo)號使用（標(biāo)號使用（GotoGoto后）：后）：gotogoto i i; ;Z 標(biāo)號部分的語義錯(cuò)誤：標(biāo)號部分的語義錯(cuò)誤： 標(biāo)號重復(fù)聲明；標(biāo)號重復(fù)聲明； 標(biāo)號重復(fù)定位；標(biāo)號重復(fù)定位； 標(biāo)號有定位而無聲明；標(biāo)號有定位而無聲明； 標(biāo)號有使用而無定位；標(biāo)號有使用而無定位； GotoGoto語句有非法轉(zhuǎn)入。語句有非法轉(zhuǎn)入。 設(shè)置五種表：設(shè)置五種表：LDECLDEC，LDEFLDEF，LUSELUSE，SLSL，PLPL LDECLDEC表表：( (Flag, LabelFlag, Label，)； LDEFLDEF、LUSELUSE表：表：(

17、 (Label)Label)； SLSL表：表：(kind(kind，LDEFaddrLDEFaddr，LUSEaddrLUSEaddr) )； PLPL表：表：( (LDECaddrLDECaddr，LDEFaddrLDEFaddr) )；標(biāo)號的語義分析原理標(biāo)號的語義分析原理1 1）進(jìn)入一個(gè)進(jìn)入一個(gè)過過/ /函函時(shí)，將本層時(shí)，將本層LDECLDEC和和LDEFLDEF的地址填入的地址填入PLPL表。表。2 2）遇到一個(gè)標(biāo)號聲明遇到一個(gè)標(biāo)號聲明“l(fā)abel label 1 1, , 2 2, , ,n n”時(shí)，建立本層時(shí)，建立本層LDECLDEC表（檢表（檢查重復(fù)聲明錯(cuò)誤），其中的查重復(fù)聲明錯(cuò)

18、誤），其中的FlagFlag標(biāo)志均設(shè)置為標(biāo)志均設(shè)置為0 0。3 3）遇到定位性標(biāo)號遇到定位性標(biāo)號“:Statement:Statement”時(shí)：時(shí)：l檢查在檢查在LDECLDEC表中有無表中有無 ，若無則表示無標(biāo)號聲明錯(cuò)誤；，若無則表示無標(biāo)號聲明錯(cuò)誤；l若有，則檢查其若有，則檢查其FlagFlag位，若是位，若是1 1，則有重復(fù)定位錯(cuò)誤；，則有重復(fù)定位錯(cuò)誤；l若若Flag=0Flag=0，令其，令其FlagFlag位為位為1 1，并將，并將 填入填入LDEFLDEF表中；表中；l查看查看LUSELUSE表，若其中有表，若其中有則將其刪除掉。則將其刪除掉。4 4）進(jìn)入一個(gè)進(jìn)入一個(gè)結(jié)構(gòu)語句結(jié)構(gòu)語句時(shí)，將本語句的時(shí)，將本語句的LDEFLDEF和和LUSELUSE表位置填表位置填入入SLSL表。表。5 5）遇到一個(gè)遇到一個(gè)“gotogoto ” 時(shí)：時(shí)：l查看查看LDEFLDEF表，看其中是否有表，看其中是否有；l若無，將填入若無，將填入LUSELUSE表。表。6 6）退出一個(gè)