Граф переходов лексического анализатора

 

Распознаватель лексем языка для данной грамматики задан конечным детерминированным автоматом, схема которого представлена на рисунках 3, 4 и 5.

 

Рисунок 3 - Схема распознавателя 1

Рисунок 4 - Схема распознавателя 2

 

Рисунок 5 - Схема распознавателя 3

 

Легенда:

V - любой определенный алфавитно-цифровой символ (буквы латинского алфавита, знак «_», десятичные цифры);

V(*) - любой символ кроме перечисленных в скобках;- буквы латинского алфавита и знак «_»;(*) - любая буква кроме перечисленных в скобках;

Р - пробел, табуляция, перенос строки;

D - недопустимые символы (все кроме перечисленных);- сохранение (ID - в таблице идентификаторов; L -в таблице лексем);

e - ошибка;- имя лексемы;

Состояния соответствуют:

Н - начальное состояние;

К - конечное состояние;

P1, P2, P3, P4 - состояния, соответствующие ключевому слову “prog”;

En1, En2 - состояния, соответствующие ключевому слову “end”;

I1, I2 - состояния, соответствующие ключевому слову “if”;

E1, E2, E3, E4 - состояния, соответствующие слову “else”;

T1, T2, T3, T4 - состояния, соответствующие слову “then”;

W1, W2, W3, W4, W5 - состояния, соответствующие ключевому слову “while”;

D1, D2 - состояния, соответствующие ключевому слову “do”;

S1, S2, S3 - состояния, соответствующие символьное константе:

A1, A2 - состояния, соответствующие оператору присваивания “:=”;

С1, С2 - комментарий;

Программа, реализованная на основе данного автомата, выполняет лексический анализ текста программы на заданном языке.

Результат выполнения программы

 

Результат разбора входных выражений на лексемы представлен на рисунке 6.

 

Рисунок 6 - Результат работы лексического анализатора (таблица лексем)

 

Спроектированный лексический анализатор выполняет лексический анализ входного текста в соответствии с заданной грамматикой и порождает таблицу лексем с указанием их типов. Программа выводит также сообщения о наличие во входном тексте ошибок. Этот алгоритм послужит в дальнейшем базой для построения дерева вывода в 3 части курсовой работы.

 

4. ПОСТРОЕНИЕ СИТАКСИЧЕСКОГО АНАЛИЗАТОРА

Дерево вывода

 

Лексический анализатор выделяет в тексте лексемы языка. Полученная после лексического анализа цепочка во второй части программы рассматриваться в соответствии с алгоритмом разбора. После построения цепочки вывода на ее основе строится дерево разбора.

Программа выполняет лексический анализ входного языка, порождает таблицу лексем и выполняет синтаксический разбор текста по заданной грамматике с построением дерева разбора. Текст на входном языке задается в виде символьного (текстового) файла. Программа должна выдавать сообщения о наличие во входном тексте ошибок.

Длину идентификаторов и строковых констант считать ограниченной 32 символами.

Синтаксический анализатор

 

Перед синтаксическим анализатором стоят две основные задачи: проверить правильность конструкций программы, которая представляется в виде уже выделенных слов входного языка, и преобразовать ее в вид, удобный для дальнейшей семантической (смысловой) обработки и генерации кода. Одним из таких способов представления является дерево синтаксического разбора.

Программирование работы недетерминированного МП-автомата - это сложная задача. Разработанный алгоритм, позволяет для произвольной КС-грамматики определить, принадлежит ли ей заданная входная цепочка (алгоритм Кока-Янгера-Касами).

Доказано, что время работы этого алгоритма пропорционально n ³, где n - длина входной цепочки. Для однозначной КС-грамматики при использовании другого алгоритма (алгоритм Эрли) это время пропорционально n ². Подобная зависимость делает эти алгоритмы требовательными к вычислительным ресурсам. На практике и не требуется анализ цепочки произвольного КС-языка - большинство конструкций языков программирования может быть отнесено в один из классов КС-языков, для которых разработаны алгоритмы разбора, линейно зависящие от длины входной цепочки.

КС-языки делятся на классы в соответствии со структурой правил их грамматик. В каждом из классов налагаются дополнительные ограничения на допустимые правила грамматики.

Одним из таких классов является класс грамматик предшествования. Они используются для синтаксического разбора цепочек с помощью алгоритма “сдвиг-свертка”. Выделяют следующие типы грамматик предшествования:

-  простого предшествования;

-  расширенного предшествования;

-  слабого предшествования;

-  смешанной стратегии предшествования;

-  операторного предшествования.

Алгоритм построения синтаксического анализатора включает следующие этапы:

)   составление правил грамматики языка;

)   выявление множества крайних правых и кайних левых терминальных и нетерминальных символов;

)   построение матрицы предшествования.

Рассмотрим эти этапы более подробно.

 

4.3 Таблицы предшествования

 

Множество правил грамматики имеет вид:

<буква>→” A ” |….| ” Z ” |….| ” a ” |….| ” z ” |”_”

<арифм.опер.>→”+” | ”-” | ”*” |”/”

<цифра>→”0”|”1”|”2”|”3”|”4”|”5”|”6”|”7”|”8”|”9”

< ID >→<буква>

|< ID ><буква>

|< ID ><цифра>

<симв.конст.> →’<буква>’

|’<цифра>’

<операнд>→< ID >

|< симв.конст.>

<арифм.выр.>→ <операнд><арифм.оп.><операнд>

|<арифм.выр><арифм.оп.><операнд>

|<операнд><арифм.оп.>< арифм.выр >

<оператор>→<оп.цикла>

 |< оп.присв>

 |<услов.оп>

<оп.присв.>→< ID >”:=”<операнд>”;”

|< ID >”:=”<арифм.выр.>”;”

<блок опер.> →<оператор> ”;” <оператор>

 |<блок>”;”<оператор>

<тело>→”{“<блок опер>”;}”

<оп.цикла>→ “ do ”<тело>“ while ” ”(” <арифм.выр.>”)” ”;”

|“ do ””{“ <оператор> ”}” “ while ””(” <арифм.выр.>”)””;”

<услов.оп>→ if “(”<арифм.выр>“)”” then ”<тело>” else ”<тело>

| if “(” <арифм.выр>“)”” then ”<тело>

| if “(”<арифм.выр>“)” then ”<оператор>” else ”<оператор>

| if “(” <арифм.выр>“)”” then ”<оператор>

| if “(”<арифм.выр>“)”” then ”<оператор>” else ”<тело>

 | if “(”<арифм.выр>“)”” then ”<тело>” else ”<оператор>

<прогр.>→ “ prog ”<тело> “ end ”   

|“ prog ”<оператор> “ end ”

 

Грамматика является грамматикой операторного предшествования, так как она не содержит l-правил и правые части правил не содержат смежных нетерминальных символов. Построим множества крайних левых и крайних правых символов L (U), R (U) относительно всех нетерминальных символов грамматики.

 

Таблица 3.1 - Множества крайних правых и крайних левых символов

Символ (U)	Начало построения
	L(U)	R(U)
<элемент>	<число>,ID, <элемент>	<число>,ID
<лев.выр>	<элемент>,<лев.выр>	<элемент>,<число>
<выр>	<лев.выр>	”;”
<сис.уравн>	<сис.уравн>,<выр>	<выр>

 

На основе полученных множеств построим множества крайних левых и крайних правых терминальных символов L_t (U), R_t (U) относительно всех нетерминальных символов грамматики.

 

Таблица 3.2 - Множества крайних правых и крайних левых терминальных символов

Символ (U)	Начало построения
	L(U)	R(U)
<элемент>	<число>,ID	<число>,ID
<лев.выр>	<число>,ID	<число>,ID
<выр>	<число>,ID	”;”
<сис.уравн>	<число>,ID	”;”

 

На основе этих множеств и правил грамматики G построим матрицу предшествования грамматики:

 

Таблица 3.3 - Матрица предшествования исходной грамматики

	константа	переменная.	;	=	-	+	*	/
Константа	-	-	<	<	<	<	<	-
Переменная	-	-	-	<	<	<	<	<
;	<	<	-	-	-	-	-	-
=	<	-	-	-	-	-	-	-
-	<	<	-	-	-	-	-	-
+	<	<	-	-	-	-	-	-
*	<	<	-	-	-	-	-	-
/	<	<	-	-	-	-	-	-