Traducción dirigida por la sintaxis...B.1 Atributos sintetizados B.2 Atributos heredados 37 B.1...

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Traducción dirigida por la sintaxis

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INDICE

1. Gramáticas con atributos2. Evaluación de los atributos

2.1 Evaluación mediante grafos2.2 Evaluación durante el parsing

2.2.1 Esquemas de traducción2.2.2 Traducción top-down2.2.3 Traducción bottom-up

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1. Gramáticas con atributos

Cada símbolo de una gramática puede tener asociados uno o más atributos.

Los atributos pueden ser de cualquier tipo de dato, y su significado depende del programador (valor de una constante, valor de una expresión, puntero, etc…)

N A ‘t’ B C

Representación: N.n A.a ‘t’.t B.b C.c

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Tipos de atributos

1. Sintetizados2. Heredados

SintetizadosN A B CN.s = f ( A.a , B.b , C.c , N.i )

N.i : atributos que N hereda de su padre o sus hermanos

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Tipos de atributos

Heredados

N A B C

B.i = f (A.a , B.b , C.c , N.n)

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Especificación de atributos: reglas semánticas

Reglas Reglas semánticas

A B C D A.a = B.b + C.cD.i = B.b – C.c

C E F C.c = E.e * F.f

Reglas + Reglas semánticas =

Definición dirigida por sintaxis

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Ejemplo 1: definición dirigida por sintaxis

REGLAS REGLAS SEMÁNTICAS

L E ‘\n’ print (E.val)E E1 + T E.val = E1.val + T.valE T E.val = T.valT T1 * F T.val = T1.val * F.valT F T.val = F.valF ( E ) F.val = E.valF cte F.val = cte.val

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Ejemplo 1: árbol sintáctico ilustrativo

L

\nE

E + T

T

F

c te

3

T F

F

c te

5

cte

4

*

+ *

(v a l= 3 ) (v a l= 5 )

(v a l= 4 )(v a l= 3 )

(v a l= 3 )

(v a l= 3 )

(v a l= 5 )

(v a l= 5 ) (v a l= 4 )

(v a l= 2 0 )

(v a l= 2 3 )

p r in t (2 3 )

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D T L L.i = T.typeT int T.type = 0T real T.type = 1L L1 , id L1.i = L.i

save(id.ptr , L.i)

L id save(id.ptr ,L.i)

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D

i n t

i n t b ca ,

( t y p e = 0 )T L

L , i d

L , i d

,

i d

( i = 0 )

( i = 0 )

( i = 0 )

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E E1 + T E.ptr = makenode (+ , E1.ptr , T.ptr)E E1 – T E.ptr = makenode (- , E1.ptr , T.ptr)E T E.ptr = T.ptrT ( E ) T.ptr = E.ptrT id T.ptr = makeleaf (id , id.ptr)T cte T.ptr = makeleaf (cte , cte.valor)

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E

ba 5-

( p t r )

+

E + T

E - Ti d

c t eT

i d

i dc te 5i d

( p t r )

( p t r )

( p t r )

( p t r )

( p t r )

+

-

a b

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ÍNDICE

1. Gramáticas con atributos2. Evaluación de los atributos

2.1 Evaluación mediante grafos2.2 Evaluación durante el parsing

2.2.1 Esquemas de traducción2.2.2 Traducción top-down2.2.3 Traducción bottom-up

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2. EVALUACIÓN DE LOS ATRIBUTOS

Una Definición dirigida por sintaxis especifica el valor de los atributos, pero no especifica la forma de evaluación.

Existen 2 tipos de métodos para la evaluación:

2.1 Evaluación mediante grafos: la evaluación es independiente del reconocimiento sintáctico (parsing).

2.2 Evaluación durante el parsing: la evaluación se produce durante el reconocimiento sintáctico.

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2.1 Evaluación mediante grafos

METODOLOGÍA

• Durante el proceso de parsing se genera el grafo de dependencias de los atributos.

• Posteriormente, se computan los valores de los atributos respetando el orden parcial impuesto por el grafo de dependencias.

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Ejemplo


E E1 + E2 E.val = E1.val + E2.valE E1 * E2 E.val = E1.val * E2.valE ( E1 ) E.val = E1.valE - E1 E.val = - E1.valE cte E.val = cte.val

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Árbol sintáctico y grafo de dependencias

E

E + E

E

-

cte

2

E E-

cte

3

cte

5

*

+ *

2

2

-2

3 5

3 5

15

13

Á rbol sin tácticoG rafo de dependencias

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Ventajas y desventajas

Ventaja importante

La evaluación mediante grafos es válida para cualquier definición dirigida por sintaxis (que no contenga ciclos)

Desventajas

Hay que construir un grafo que puede ser enorme (ESPACIO y TIEMPO) y la evaluación se realiza después de finalizar el análisis sintáctico (la evaluación durante el parsing es un poco más intuitiva)

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2.2 Evaluación durante el parsing

Se trata de evaluar los atributos durante el proceso de parsing.

Ventajas

No se precisa de grafo de dependencias, y la evaluación es un poco más intuitiva.

Desventaja principal

No es una metodología válida para todo tipo de definiciones dirigidas por sintaxis.

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2.2.1 Esquemas de traducción

Un esquema de traducción especifica la forma en que se van a evaluar los atributos durante un proceso de parsing.

Reglas sintácticas

+ } Definición dirigida por sintaxis

Reglas semánticas

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Esquemas de traducción

Reglas sintácticas

+ } Esquema de traducción

ACCIONES

N A { acción_1 } B C { acción_2 }

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Diseño del esquema de traducción

Dada una definición dirigida por sintaxis

¿ Cómo diseñamos el esquema de traducción ?

El diseño del esquema de traducción depende del tipo de recorrido que se realiza durante el proceso de parsing. Fundamentalmente tenemos 2 tipos de diseño:

2.2.2 Traducción top-down2.2.3 Traducción bottom-up

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2.2.3 Esquemas de traducción bottom-up

A. Diseño del esquema de traducción

B. Implementación del esquema de traducción

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A. Diseño de esquemas de traducción bottom-up

N A B C

Atributos sintetizados

N.s = f ( A.a , B.b , C.c , N.i )

Atributos heredados

B.i = f (A.a , B.b , C.c , N.n)

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Metodología

1. El cálculo de un atributo sintetizado se realiza al final del no-terminal correspondiente.

2. El cálculo de un atributo heredado se realiza antes del no-terminal correspondiente.

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Metodología (gráficamente)

S

A B C

D FE(i) (s)(i)

(i)(i)(i)

(i)

(s)

(s)(s)(s)

(s)

(i) (s)

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Ejemplo 1 (I): definición dirigida por sintaxis


E E1 + E2 E.val = E1.val + E2.valE E1 * E2 E.val = E1.val * E2.valE ( E1 ) E.val = E1.valE - E1 E.val = - E1.valE cte E.val = cte.val

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Ejemplo 1 (II): esquema de traducción bottom-up

REGLAS y ACCIONES

E E1 + E2 { E.val = E1.val + E2.val } A1E E1 * E2 { E.val = E1.val * E2.val } A2E ( E1 ) { E.val = E1.val } A3E - E1 { E.val = - E1.val } A4E cte { E.val = cte.val } A5

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Ejemplo 1 (III): árbol sintáctico con las acciones

E

E + E

E

-

cte

2

E E-

cte

3

cte

5

*

+ *

A1

A2A4

A5 A5 A5

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D T L L.i = T.typeT int T.type = 0T real T.type = 1L L1 , id L1.i = L.i

save(id.ptr , L.i)

L id save(id.ptr ,L.i)

Ejemplo 2 (I): definición dirigida por sintaxis

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Ejemplo 2 (II): esquema de traducción bottom-up

REGLAS y ACCIONES

D T { L.i = T.type } L A1T int { T.type = 0 } A2T real { T.type = 1 } A3L { L1.i = L.i } L1 , id { save(id.ptr , L.i) } A4,A5L id { save(id.ptr ,L.i) } A6

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Ejemplo 2 (III): árbol sintáctico con las acciones

D

in t

i n t b ca ,

T L

L , id

L , id

,

id

A 1

A 2 A 5A 4

A 4 A 5

A 6

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Restricciones

¿ Se puede diseñar un esquema de traducción bottom-up para cualquier definición dirigida por sintaxis ?


N A B C B.i = f (C.s)B D F B.s = g (D.s, F.s, B.i)

No podemos diseñar un esquema de traducción bottom-up para esta definición dirigida por sintaxis.

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Clasificación de las definiciones dirigidas por sintaxis

S-Attributed

Solamente contienen atributos de tipo sintetizado.

L-AttributedContienen atributos sintetizados y heredados, pero éstos últimos tienen la siguiente restricción:

A X1 X2 … Xj

Xk.i = f (X1.x1, X2.x2, … , Xk-1.xk-1, A.i)

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Validez del esquema de traducción bottom-up

La metodología mostrada anteriormente para diseñar el esquema de traducción para reconocedores bottom-up

solamente es válida

para definiciones dirigidas por sintaxis que sean L-Attributed (por supuesto, están incluidas las definiciones S-Attributed)

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B. Implementación de esquemas de traducción bottom-up

Trataremos por separado la implementación para:

B.1 Atributos sintetizados

B.2 Atributos heredados

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B.1 Implementación para atributos sintetizados

Los atributos sintetizados se evalúan durante las reducciones de las reglas en el proceso de parsing.

Para ello se utiliza una pila auxiliar (homóloga a la pila de parsing) en la que se realizan los cómputos.

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Ejemplo: esquema de traducción

Reglas + Acciones

E E1 + T { E.val = E1.val + T.val }E T { E.val = T.val }T T1 * F { T.val = T1.val * F.val }T F { T.val = F.val }F ( E ) { F.val = E.val }F num { F.val = num.val }

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Ejemplo: árbol sintáctico

E

E T

T F

T F

F

3∗ 4+2

+

num*

num

num

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Ejemplo: secuencia de cómputos

digit 2 F 2 T 2 T 2*

digit 3

T 2*

F 3

T 6 E 6 E 6

+digit 4

E 6

+F 4

E 6+T 4

E 10

(1) (2) (3) (4)

(5) (6) (7) (8)

(9) (10) (11)

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B.2 Implementación para atributos heredados

N { A1 } P { A2 } Q { A3 }

¿ Cómo sabemos el momento en el que hay que ejecutar las acciones {A1} y {A2} ?

Solamente tenemos la certeza de que esta regla se aplica cuando <PQ> están en la pila y se procede a la operación de reducción.

Ese momento nos permite ejecutar correctamente {A3}. Sin embargo, para {A1} y {A2} es demasiado tarde.

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Posible solución

N { A1 } P { A2 } Q { A3 }

Sustituir las acciones {A1} y {A2} por símbolos no-terminales “ficticios”

N F1 P F2 Q { A3 }F1 ε { A1 } F2 ε { A2 }

El lenguaje generado por la gramática es el mismo, pero hemos modificado la gramática. Por tanto hay que modificar el cálculo de los atributos.

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Atributos con la gramática modificada

Sea una regla general como la siguiente:

N { P.i=f(N.i) } P { Q.i=g(N.i,P.i,P.s) } Q { N.s=h(N.i,P.i,P.s,Q.i,Q.s) }

La modificación gramatical conlleva una pequeña modificación en el cálculo de los atributos:

N F1 P F2 Q { N.s=h(N.i,F1.s,P.s,F2.s,Q.s) }

F1 ε { F1.s=f(N.i) } ¿ localización de N.i ?

F2 ε { F2.s=g(N.i,F1.s,P.s) } ¿ localización de N.i, F1.s, P.s ?

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Acceso a los valores de los atributos heredados

La localización de los atributos heredados debe realizarse en la pila de atributos.

Ejemplo: esquema de traducción

D T { L.i=T.type } LT int { T.type=0 }T real { T.type=1 }L { L1.i=L.i } L1 , id { save(id.ptr, L.i) }L id { save(id.ptr, L.i }

Añadiendo los no-terminales ficticios queda de la forma:

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Ejemplo: terminales ficticios

D T F1 LF1 ε { F1.s=L.i=T.type } T int { T.type=0 }T real { T.type=1 }L F2 L1 , id { save(id.ptr, L.i) }F2 ε { F2.s=L1.i=L.i } L id { save(id.ptr, L.i }

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Ejemplo: localización en la pila

D T F1 LF1 ε { F1.s=L.i=T.type=PILA-1 } T int { T.type=0 }T real { T.type=1 }L F2 L1 , id { save(id.ptr, L.i=PILA-1=F2.s) }F2 ε { F2.s=L1.i=L.i=PILA-1 } L id { save(id.ptr, L.i=PILA-1 }

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Necesidad de los no-terminales ficticios

No siempre son necesarios. Debemos diferenciar 2 casos:

a) Atributos heredados transmitidos por copia

b) Atributos heredados no transmitidos por copia

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Solamente se necesitan los no-terminales ficticios cuando no podemos predecir donde de encuentran en la pila los atributos heredados.

Ejemplo 1

S a A C C.i=A.sS b A B C C.i=A.sC c C.s=g(C.i)

En este caso no podemos predecir si C.i se encuentra en PILA-1 o bien en PILA-2 cuando se produce la reducción C c. Por tanto debemos añadir no-terminales ficticios:

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Ejemplo 1 (con no-terminales ficticios)

S a A F1 C

F1 ε { F1.s=C.i=A.s=PILA-1 }

S b A B F2 C

F2 ε { F2.s=C.i=A.s=PILA-2 }

C c { C.s=g(C.i)=g(PILA-1) }

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Ejemplo 2

S a A C // C.i=A.sS b A C // C.i=A.sC c C.s=g(C.i)=g(PILA-1)

En este caso si podemos predecir que C.i se encuentra en PILA-1 cuando se produce la reducción C c

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Ejercicio

Dado el siguiente esquema de traducción con un atributo heredadoy transmitido por copia, ¿ se necesitan no-terminales ficticios para su implementación ?

D T { L.i=T.type } LT int { T.type=0 }T real { T.type=1 }L { L1.i=L.i } L1 , id { save(id.ptr, L.i) }L id { save(id.ptr, L.i }

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D T { L.i=T.type+1 } L { D.s=L.s }T int { T.type=0 }L { L1.i=L.i+1 } L1 , id { L.s=L1.s}L id { L.s=L.i }

En estos casos es necesario utilizar los no-terminales ficticios. De lo contrario, no podemos disponer de valores heredados y modificados durante su transmisión.

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D T F1 L { D.s=L.s }F1 ε { L.i=T.type+1=(PILA-1)+1 }

T int { T.type=0 }

L F2 L1 , id { L.s=L1.s }F2 ε { L1.i=L.i+1=(PILA-1)+1 }

L id { L.s=L.i=PILA-1 }

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Símbolos ficticios y posibles conflictos

Tenemos 2 situaciones

• Si la gramática es LL(1), añadir no-terminales ficticios no genera ningún conflicto.

• Si la gramática es LR(1) (pero no es LL(1)), añadir no-terminales ficticios podría generar algún conflicto

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