Диаграмма состояний лексического процессора

Лексический анализатор представляет собой процессор или, иначе говоря, сканер (конечный автомат) для разбора и классификации лексем, связанный с некоторыми семантическими процедурами. На вход такого процессора последовательно подаются символы исходной программы, причем каждый входной символ вызывает изменение состояния сканера. Если анализируемый символ означает конец разбираемой лексемы, то с переходом связывается некоторая семантическая процедура, позволяющая либо определить код лексемы по таблице (в случае служебных слов, разделителей, операций), либо пополнить таблицы (для констант и идентификаторов), а затем в выходную строку выдать очередной код лексемы во внутреннем представлении.

Для эффективного разбора и оптимизации сканера, а также для его программной реализации в алфавите автомата выделяют несколько подмножеств символов, по которым сканер выполняет одинаковые переходы и действия. В нашем случае такими подмножествами являются:

- буквы {A, …, Z};

- цифры {0, …, 9};

- символы однолитерных операций { +, *, >, =,: };

- символы, служащие началом двулитерных операций {<};

- разделители { пробел, конец строки, «,», «;» };

- точка (она играет в нашем примере двойную роль: десятичная точка в числе и точка в конце программы).

В некоторых языках программирования точка не имеет роли самостоятельного разделителя.

С учетом вышесказанного диаграмма состояний сканера для рассматриваемого языка имеет вид, представленный на рисунке 1.1.

На данной диаграмме состояния сканера представлены вершинами, а переходы между состояниями - дугами (направленными линиями). Каждый переход связан с чтением очередного символа их текста входной программы. Поэтому дуга взвешена (помечена) символом или множеством символов, которые вызывают данный переход. Если в диаграмме состояний есть невзвешенная дуга, ведущая из какого-либо состояния, то считается, что она взвешена любыми символами кроме тех, которыми взвешены другие дуги, исходящие из данного состояния. Это позволяет не перегружать диаграмму лишними символами. Скругленный прямоугольник в разрыве дуги указывает на семантическую процедуру, выполняемую при данном переходе. Если переход не сопровождается семантической процедурой, то текущий символ добавляется к буферу, в котором формируется лексема. Работа каждой семантической процедуры завершается очищением буфера.

Сканер всегда содержит три стандартных состояния:

S – начальное состояние сканера. Лексический разбор всегда начинается из этого состояния;

Z – заключительное состояние сканера. Если в процессе разбора достигнуто данное состояние, это означает, что разбор успешно завершен;

F – состояние ошибки. Если встретился символ, не входящий во входной алфавит, то сканер переходит в состояние ошибки и прекращает разбор. Кроме того, если в каком-либо состоянии на входе появился символ, по которому не предусмотрен переход из этого состояния, сканер также переходит в состояние ошибки (на диаграмме эти переходы не изображаются, чтобы избежать лишнего загромождения рисунка).

За семантическими процедурами процессора закреплены следующие функции:

Семантическая процедура 1: Провести поиск сформированного слова в таблице идентификаторов. Если такое слово в таблице идентификаторов не найдено, то занести сформированное слово в таблицу идентификаторов. Сформировать и выдать в выходную последовательность лексему идентификатора во внутреннем представлении.

Семантическая процедура 2: Провести поиск сформированного слова в таблице служебных слов. Если такое слово в таблице служебных слов не найдено, то выполнить Семантическую процедуру 1, иначе сформировать и выдать в выходную последовательность лексему служебного слова во внутреннем представлении.

Семантическая процедура 3: Занести сформированное слово в таблицу констант. Сформировать и выдать в выходную последовательность лексему константы во внутреннем представлении.

Семантическая процедура 4: Провести поиск текущего символа в таблице разделителей. Сформировать и выдать в выходную последовательность лексему разделителя во внутреннем представлении.

Семантическая процедура 5: Удалить сформированную последовательность символов.

Семантическая процедура 6: Провести поиск текущего символа в таблице операций. Сформировать и выдать в выходную последовательность лексему операции во внутреннем представлении.

Семантическая процедура 7: Добавить текущий символ к сформированному слову. Провести поиск сформированного слова в таблице операций. Если такое слово в таблице операций не найдено, то перейти в состояние ошибки. Если поиск успешен, то сформировать и выдать в выходную последовательность лексему операции во внутреннем представлении.

Семантическая процедура 8: Провести поиск сформированного слова в таблице операций. Сформировать и выдать в выходную последовательность лексему операции во внутреннем представлении.

Семантическая процедура 9: Провести поиск сформированного слова в таблице разделителей. Сформировать и выдать в выходную последовательность лексему разделителя во внутреннем представлении.