WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 5 | 6 || 8 | 9 |   ...   | 12 |

В поле sym для терминального символа помещается сам символ, для нетерминального – ссылка на соответствующую структуру данных. Она оформлена как процедура, задающая интерпретацию графа; если встречается узел, представляющий нетерминальный символ, то интерпретация графа, на который ссылается данный узел, предшествует завершению интерпретации текущего графа. Следовательно, процедура интерпретации вызывается рекурсивно. Если текущий символ (sym) входного файла совпадает с символом в текущем узле структуры данных, то процедура переходит к узлу, на который указывает поле suc, иначе – к узлу, на который указывает поле alt. Полученная структура данных приведена на рис.12.1.

A * ( * * + NULL NULL * * * * * * x empty ) NULL NULL NULL NULL NULL * Рис. 12.1. Представление синтаксического графа в виде структуры данных.

void parse(hpointer goal, int &match) { pointer s;

s = goal->entry;

do { if(s->isTerminal) { if(s->tsym == sym) { match = 1;

sym = fgetc(input);

} else match = (s->tsym == empty) 1 : 0;

} else parse(s->nsym, match);

if(match) s = s->suc;

else s = s->alt;

} while(s != NULL);

} Программа грамматического разбора, приведенная выше, "стремится" к новой подцели G, как только она появляется, не проверяя даже, содержится ли текущий символ входного файла во множестве начальных символов соответствующего графа first(G). Это предполагает, что в синтаксическом графе не должно существовать выбора между несколькими альтернативными нетерминальными элементами. В частности, если какой-либо нетерминальный символ может порождать пустую последовательность, то ни одна из правых частей соответствующих ему порождающих правил не должна начинаться с нетерминального символа.

При такой организации грамматического разбора программа обычно считывает представленную в определенном формате грамматику языка, заполняя при этом соответствующие структуры данных, и только после этого читает текст на разбираемом языке и выполняет его синтаксический анализ.

На основе этой программы грамматического разбора можно построить более сложные таблично-управляемые программы грамматического разбора, которые могут работать с более широкими классами грамматик. Небольшая модификация позволяет также осуществлять и возвраты, но это будет сопровождаться значительной потерей эффективности.

13. ВОСХОДЯЩИЙ СИНТАКСИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ В этом разделе будет рассмотрен основной метод восходящего синтаксического анализа, известный как синтаксический анализ типа "перенос/свертка" (shift-reduce) и называемый далее сокращенно ПСанализом.

ПС-анализ пытается строить дерево разбора для входной строки, начиная с листьев (снизу) и работая по направлению к корню дерева (вверх).

Этот процесс можно рассматривать как свертку строки w к стартовому символу грамматики. На каждом шаге свертки (reduction step) некоторая подстрока, соответствующая правой части продукции, заменяется символом из левой части этой продукции, и если на каждом шаге подстроки выбираются корректно, то мы получаем обращенное правое порождение.

Пример:

Рассмотрим грамматику S aABe A Abc | b B d Предложение abbcde сводится к S с помощью следующих шагов:

abbcde aAbcde aA.de аАВе S Мы сканируем строку abbcde в поисках подстроки, соответствующей правой части какой-либо продукции. Такими подстроками являются b и d.

Выберем крайнее слева b и заменим его нетерминалом А, который представляет собой левую часть продукции А b; таким образом, получим строку aAbcde. Теперь правым частям продукций соответствуют подстроки Abc, b и d. Хотя b и является крайней слева подстрокой, соответствующей правой части одной из продукций, выберем для замены подстроку Abc и заменим ее нетерминалом А в соответствии с продукцией А Abc. В результате получим строку aAde. Заменяя d на В, левую часть продукции В d, получаем аАВе, которая в соответствии с первой продукцией заменяется стартовым символом S. Итак, последовательность из четырех сверток позволяет привести строку abbcde к стартовому символу S. Эти сокращения представляют собой обращенное (т.е. записанное в обратном порядке) правое приведение S aABeaAdeaAbcdeabbcde.

rm rm rm rm Основы Неформально говоря, основа, или дескриптор (handle) строки – это подстрока, которая совпадает с правой частью продукции и свертка которой в левую часть продукции представляет собой один шаг обращенного правого порождения. Во многих случаях крайняя слева подстрока соответствующая правой части некоторой продукции А не является основой, поскольку свертка в соответствии с продукцией А приводит к строке, которая не может быть свернута к стартовому символу. Если в предыдущем примере мы заменим во второй строке aAbcde символ b нетерминалом А, то получим строку aAAcde, которая не может быть свернута в S. По этой причине нам следует дать более точное определение основы.

Говоря формально, основа правосентенциальной формы является продукцией А и позицией строки в, такими, что может быть заменена нетерминалом А для получения предыдущей правосентенциальной формы в правом порождении. Таким образом, если S Aww, то А в rm rm позиции после а представляет собой основу строки w. Строка w справа от основы содержит только терминальные символы. Заметим, что грамматика может быть неоднозначной, с несколькими правыми порождениями w.

Если грамматика однозначна, то каждая правосентенциальная форма грамматики имеет ровно одну основу.

В приведенном выше примере abbcde представляет собой правосентенциальную форму, основой которой является А в позиции 2.

Аналогично aAbcde представляет собой правосентенциальную форму, дескриптор которой – АAbc в позиции 2. Иногда мы будем говорить "подстрока представляет собой основу w", если позиция и продукция А определяются однозначно.

На рис.13.1 изображена основа А в дереве разбора правосентенциальной формы w. Основа представляет крайнее слева завершенное поддерево, состоящее из узла и всех его потомков. На рис.13.узел А — нижний крайний слева внутренний узел, все потомки которого находятся в дереве. Свертку к А в w можно представить как "обрезку основы", т.е. удаление из дерева разбора всех потомков А.

Рис.13.1. Основа А в дереве разбора w Пример 13.a Рассмотрим следующую грамматику (1) Е E + E (2) Е Е * Е (3) E (E) (13.1) (4) E id и правое порождение E E + E rm E + E* E rm E + E* idrm E + id2 *idrm id1 + id2 *idrm Для удобства мы пометили подстрочными индексами id и подчеркнули основу каждой правосентенциальной формы. Например, id1 представляет собой основу право-сентенциальной формы id1+id2*id3, поскольку id является правой частью продукции Е id, и замена id1 на E приведет к предыдущей правосентенциальной форме E+id2*id3. Обратите внимание на то, что строка справа от основы состоит только из терминальных символов.

Поскольку грамматика (13.1) неоднозначна, имеется еще одно правое порождение той же строки:

E E* E rm E* idrm E + E* idrm E + id2 *idrm id1 + id2 *idrm Рассмотрим правосентенциальную форму E+E*id3. В этом порождении E+E – основа E+E*id3, в то время как в ранее представленном порождении ее основой является id3.

Первое порождение дает оператору * больший приоритет, чем оператору +, в то время как во втором порождении выше приоритет оператора +.

Обрезка основ Обращенное правое порождение может быть получено посредством "обрезки основ". Мы начинаем процесс со строки терминалов w, которую хотим проанализировать. Если w – предложение рассматриваемой грамматики, то w = n, где n – п-я правосентенциальная форма некоторого, еще неизвестного правого порождения S 0 1 2...n-1 n = w rm rm rm rm rm rm Для воссоздания этого порождения в обратном порядке мы находим основу n в n и заменяем ее левой частью продукции Аn n, для получения (n-1)-й сентенциальной формы n-1. Заметим, что пока мы не знаем, каким образом искать основы, но вскоре познакомимся с соответствующими методами.

Затем мы повторяем описанный процесс, т.е. находим в n-1 основу n-и свертываем ее для получения правосентенциальной формы n-2. Если после очередного шага правосентенциальная форма содержит только стартовый символ S, мы прекращаем процесс и сообщаем об успешном завершении анализа. Обращенная последовательность продукций, использованных в свертках, представляет собой правое порождение входной строки.

Пример 13.b Рассмотрим грамматику (13.1) из примера 13.a и входную строку id1+id2*id3. Последовательность сверток, приводящая входную строку к стартовому символу E, показана в таблице 13.1. Следует отметить, что последовательность правосентенциальных форм в этом примере представляет собой обращение первой последовательности правых порождений из примера 13.a.

Таблица 13.1. Свертки, выполняемые ПС-анализатором правосентенциальная основа сворачивающая форма продукция id1+id2*id3 idЕ id E+id2*id3 idЕ id E+E*id3 idЕ id E+E*E E*E Е E*E E+E E+E Е E+E Е Стековая реализация ПС-анализа Существует две проблемы при синтаксическом анализе методом обрезки основ. Первая заключается в обнаружении подстроки для свертки в правосентенциальной форме, а вторая – в определении, какая именно продукция должна быть выбрана, если имеется несколько продукций с соответствующей подстрокой в правой части. Перед тем как ответить на эти вопросы, сначала рассмотрим структуры данных, используемые в ПСанализаторе.

Достаточно удобный путь реализации ПС-анализатора состоит в использовании стека для хранения символов грамматики и входного буфера для хранения анализируемой строки. В качестве маркера дна стека мы используем $, и этот же символ является маркером правого конца входной строки. Изначально стек пуст, а входной буфер содержит строку w:

Cтек Вход $ w$ Синтаксический анализатор работает путем переноса нуля или нескольких символов в стек до тех пор, пока на вершине стека не окажется основа. Затем он свертывает к левой части соответствующей продукции.

Синтаксический анализатор повторяет этот цикл, пока не будет обнаружена ошибка или он не придет в конфигурацию, когда в стеке находится только стартовый символ, а входной буфер пуст:

Стек Вход $S $ Попав в эту конфигурацию, синтаксический анализатор прекращает работу и сообщает об успешном разборе входной строки.

Пример 13.c Пройдем пошагово все действия, выполняемые синтаксическим анализатором при разборе входной строки id1+id2*id3 грамматики (13.1), используя первое порождение из примера 13.a. Последовательность действий показана в таблице 13.2. Заметим, что поскольку грамматика (13.1) имеет два правых порождения для данной входной строки, существует еще одна последовательность переносов и сверток, которые может выполнить анализатор.

Таблица 13.2. Конфигурации ПС-анализатора для входной строки id1+id2*id Стек Вход Действие (1) $ id1+id2*id3$ Перенос (2) $id1 +id2*id3$ Свертка по Е id (3) $E +id2*id3$ Перенос (4) $E + id2*id3$ Перенос (5) $E + id2 *id3$ Свертка по Е id (6) $E + E *id3$ Перенос (7) $E + E * id3$ Перенос (8) $E + E * id3 $ Свертка по Е id (9) $E + E * E $ Свертка по Е E * E (10) $E + E $ Свертка по Е E + E (11) $E $ Допуск Основными операциями синтаксического анализатора являются перенос и свертка, но на самом деле ПС-анализатор может выполнять четыре действия: (1) перенос, (2) свертка, (3) допуск, (4) ошибка.

1. При переносе очередной входной символ переносится на вершину стека.

2. При свертке синтаксический анализатор распознает правый конец основы на вершине стека, после чего он должен найти левый конец основы и принять решение о том, каким нетерминалом заменить основу.

3. При допуске синтаксический анализатор сообщает об успешном разборе входной строки.

4. При ошибке синтаксический анализатор обнаруживает ошибку во входном потоке и вызывает программу восстановления после ошибок.

Рассмотрим очень важный факт, который поясняет использование стека в ПС-анализаторе: основа всегда находится на вершине стека и никогда – внутри него. Это становится очевидным при рассмотрении возможных видов двух последовательных шагов в любом правом порождении. Эта два шага могут быть следующими:

* * * (1)S AzByzyz rm rm rm * * * (2)S Bx AzB x yz x yz rm rm rm В случае (1) А заменяется на Ву, а затем крайний справа нетерминал В в правой части – на. В случае (2) А также заменяется первым, но в этот раз правая часть представляет собой строку, состоящую только из терминалов.

Следующий крайний справа нетерминал В находится слева от.

Рассмотрим случай (1) в обратном порядке, начиная с момента, когда ПС-анализатор достиг конфигурации Стек Вход $ yz$ Теперь синтаксический анализатор свертывает основу в В и переходит в конфигурацию Стек Вход $B yz$ Поскольку B является крайним справа нетерминалом в Byz, правый конец основы строки Byz не может находиться внутри стека. Таким образом, синтаксический анализатор может перенести строку y в стек для получения конфигурации Стек Вход $By z$ в которой Ву является основой и свертывается в А.

В случае (2) в конфигураций Стек Вход $ xyz$ основа находится на вершине стека. После свертки в В синтаксический анализатор может перенести строку ху для получения следующей основы у на вершине стека:

Стек Вход $Bxy z$ Теперь синтаксический анализатор свертывает у в А.

В обоих случаях после свертки синтаксический анализатор для получения очередной основы переносит нуль или несколько символов в стек.

Синтаксический анализатор никогда не заглядывает внутрь стека в поисках правого края основы. Все это делает стек особенно удобным для использования в реализации ПС-анализатора. Впрочем, мы все еще не выяснили, каким образом осуществлять выбор очередного действия для корректной работы синтаксического анализатора.

Активные префиксы Префиксы правосентенциальных форм, которые встречаются в стеке ПС-анализатора, называются активными (viable prefixes). Эквивалентное определение активного префикса заключается в том, что это – префикс правосентенциальной формы, который не выходит за правый конец крайней справа основы этой сентенциальной формы. Согласно этому определению, к концу активного префикса всегда можно добавить терминальные символы для получения правосентенциальной формы. Следовательно, просканированная часть входного потока не содержит ошибок только в том случае, когда она может быть свернута в активный префикс.

Pages:     | 1 |   ...   | 5 | 6 || 8 | 9 |   ...   | 12 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.