1、第六章 語義分析語義分析概述符號表1 語義分析必要性分類語義錯誤功能1.1語義分析的必要性語法和語義的區(qū)別 語法：關于什么樣的字符串才是該語言在組成結構上合法的程序的法則。語義：關于結構上合法的程序的意義法則。1.2語義分析的分類語義種類指稱語義操作語義公理語義靜態(tài)語義：在編譯階段(從程序文本上)可以檢查的語義。動態(tài)語義：通過程序的執(zhí)行才能檢查的語義。1.3語義錯誤各種條件表達式的類型是不是boolean型?運算符的分量的類型是否相容?賦值語句的左右部的類型是否相容?形參和實參的類型是否相容?下標表達式的類型是否為所允許的類型?函數(shù)說明中的函數(shù)類型和返回值的類型是否一致?VE中的V是不是變量,

2、而且是數(shù)組類型？V.id中的V是不是變量,而且是記錄類型? id是不是該記錄類型中的域名?y+f()中的f是不是函數(shù)名?形參個數(shù)和實參個數(shù)是否一致?p()語句中的p是不是過程名?形參個數(shù)和實參個數(shù)是否一致?V中的V是不是指針或文件變量？變體記錄中表示情形的常量是否為合法類型?子界類型中的下界和上界類型是否相容?下界是否小于等于上界？語義錯誤 cont.每個使用性標識符是否都有聲明?在同層內有無標識符被聲明多次?標號是否有聲明?有無重復聲明和重復定位錯誤?有無非法轉入錯誤？1.4語義分析的功能語義分析的內容：類型分析；標識符相關信息提取；語義分析的功能：檢查語義錯誤構造標識符屬性表（符號表）語義

3、分析的實現(xiàn)：與語法分析相結合語義分析的功能圖示語義分析語法分析樹TokenList語義定義自然語言描述規(guī)定符號表判定語義錯誤2 符號表符號名屬性xint, variable, pvoid, function, (int i), .詞法分析語法分析語義分析中間代碼生成2.1地位符號名類型指針大小xfunM2.2符號的內部表示值的內部表示類型的內部表示標識符的內部表示2.2.1值的內部表示基本類型：整型，實型無序類型：指針，數(shù)組，結構體有序類型：布爾，字符，枚舉，數(shù)組下標布爾常量：ord(false)=0, ord(true)= 1字符常量：ord(C) = ASC(C)枚舉常量：設有枚舉類型(D

4、,A,B),則有ord(D)=0,ord(A)=1,ord(B)=22.2.2類型的內部表示類型的種類：標準、子界、枚舉、數(shù)組、記錄、集合、文件、指針類型等Type=(intTy,boolTy,charTy,realTy, subTy,enumTy, arrayTy,recordTy,setTy,fileTy,pointerTy)內部表示：(TypeIR)int/bool/char/real：enum: array:pointer: SizeTypeSizeTypeElementListLengthSizeTypeLowUpElementTypeSizeTypeTypeName2intTy6e

5、numTyintPtr310arryTy04intPtrsize(pointer)pointerTyintPtr實例int f(real x, char y)bool t=true;enum a a1,a2,a3;real bM;char c*;return t;寫出各類型的內部表示。類和結構體結構體類SizeKindFieldListnameKindTypeOff實例class StudentString name;int age;real mark;public Student(String n,int a, real m)=n;this.age=a;this.mark

6、= m;getsetSizeKindFieldListnameKindTypeOffnamefieldKindcharPtr0agefieldKindintPtr1markfieldKindrealPtr3StudentfieldKindPtr7get2.2.3標識符的內部表示常見標識符種類：常量名、類型名、變量名、函數(shù)名、過程名、域名。Kind=(consKind, typeKind, varKind,fieldKind, funcKind，procKind)內部表示（AttributeIR）：常量名：變量名：類型名：過函名：域名名：NameKindTypeValueNameKindType

7、AccesLevelOffValueNameKindTypeNameKindTypeClassLevelOffParaCodeSizeForNameTypeOffNextMconstKindintPtr10avarKindrealPtrdirect13Null/100mattypeKindPtrffuncKindintPtrformal15ffuncKindintPtractual1parListptrFt/fmarkvarKind3pNext層數(shù)和偏移層數(shù)(level)過程/函數(shù)的定義(不)可以嵌套；最外層程序的層數(shù)為1(0);偏移量(offset)原因：執(zhí)行過程/函數(shù)的調用時, 需要為其中

8、的變量分配空間;計算：偏移量指的是變量針對其所在過程/函數(shù)的空間的首地址的偏移量;實例#define Pi 3.14bool g(real x, int * y)int v10;real z;return 0;enum gender male,female;Main()令當前層數(shù)和偏移分別為L和0，構造標識符Pi,g,x,y,v,z,gender的屬性表。NameKindTypeValueClassAccessLevelOff/ParaCodeSizeForPiconsreal3.14gfuncboolactuaLparaListPnullsizeFalsexvarKrealdirectL+1

9、04yvarKp1indirecL+141vvarKa1directL+1520zvarKrealdirectL+1314gendvarKe1L0PtrSizeKindTypUpEleTypeintPtr2boolP1charP1realPt4p11poinintPta120arra9intPte11enuNameValuemale1female22.3符號表標識符在不同位置的不同作用：聲明部分：定義了各種對象及對應的屬性和使用規(guī)則。程序體：對所定義的對象進行各種操作。必要性Token序列：符號表（種類、類型等信息）：$IDidnameidnameAttribute12.3.1建立和訪問有關符

10、號表的操作： 添加、作用域刪除、查詢處理符號表的模塊： 定義符號表數(shù)據(jù)結構 定義符號表上的操作2.3.2符號表的處理符號表的作用：為語義檢查和代碼生成提供標識符的語義信息。標識符的處理思想：遇到定義性標識符時，在符號表中填寫被定義標識符的符號項；遇到使用性標識符時，用該標識符查符號表求得其屬性。標識符的特點標識符的作用域：標識符有效的最大程序段嵌套作用域規(guī)則：當存在標識符的嵌套聲明時，最近定義的屬性為標識符的當前屬性局部化單位：允許有聲明的程序段P:Var x ,y,zVar x,m,nx:=1;m:=x+1;y:=x+1;x:=0;Q:局部化區(qū)入口Proc p(Func f(Record b

11、egin標識符處理的原則符號表的種類：全局符號表、局部符號表處理原則：進入一個局部化區(qū)時，記錄本層符號表的位置 遇到定義性標識符時，構造其語義信息，查本層符號表，若存在，則有重復聲明錯誤，否則將語義信息填入表中 遇到一個使用性標識符時，查表（從里層到外層），查不到則有未定義標識符錯誤，否則構造新的TOKEN退出一個局部化區(qū)時，作廢本層符號表語義分析例子int x,y;void swap(int *a,int *b)int tmp;temp=*a; *a=*b;*b=tmp;void main()x=10; y=20;swap(&x,&y);NameKindTypeAccessLevelOffP

12、araListCodeForwardxvarKindintPtrdir00yvarKindintPtrdir01swapfuncKindNullactural0swapParaListswapCfalseavarKinda-ptrindir10bvarKindb-ptrindir11tmpvarKindintPtrdir12#mainfuncKindNullactual0NullmainCFalse#ptrsizekindeleTypea-ptr1pointerTyintPtrb-ptr1pointerTyintPtr符號表的分類單表結構 vs. 多表結構單表：標識符都放在同一張符號表中多表：

13、常量、變量、類型、函數(shù)、等分別存放局部表 vs. 全局表局部式：每個局部化單位建立一個獨立符號表全局式：整個程序的符號表作為一個表刪除法 vs. 駐留法思想特點刪除法離開局部化區(qū)時刪除思路簡單，實現(xiàn)容易，信息不留存駐留法離開局部化區(qū)時標記信息留存，實現(xiàn)相對復雜（輔助數(shù)據(jù)結構）Scope棧用于存放當前有效的局部化區(qū)的局部符號表首地址；進入新局部化區(qū)時新符號表首地址入棧；退出局部化區(qū)時棧頂?shù)刂烦鰲?。局部化實例int main() int a; float b,d; int c; float a; int d; float c; float d; /. a=b+c+d; char d; return

14、 0;namekindtypeaccessleveloffextraformainfuncKintPtractural0nullfalseavarKiintPtrdir101bvarKirealPtdir111dvarKirealPtdir131cvarKiintPtrdir152avarKirealPtdir162dvarKiintPtrdir183cvarKirealPtdir193dvarKirealPtdir1114#dvarKicharPdir183標號的語義分析標號出現(xiàn)的位置：標號聲明：label 1, 2, , n;標號定位（語句前）：i：Statement；標號使用（Goto后

15、）：goto i;標號部分的語義錯誤：標號重復聲明；標號重復定位；標號有定位而無聲明；標號有使用而無定位；Goto語句有非法轉入.標號部分語義分析原理設置五種表：LDEC，LDEF，LUSE，SL，PL LDEC表：(Flag, Label，)； LDEF、LUSE表：(Label)； SL表：(kind，LDEFaddr，LUSEaddr)； PL表：(LDECaddr，LDEFaddr)；標號的語義分析原理1）進入一個過/函時，將本層LDEC和LDEF的地址填入PL表；2）遇到一個標號聲明“l(fā)abel 1, 2,n”時，建立本層LDEC表（檢查重復聲明錯誤），其中的Flag標志均設置為0;3）遇到定位性標號“:Statement”時：檢查在LDEC表中有無 ，若無則表示無標號聲明錯誤；若有，則檢查其Flag位，若是1，則有重復定位錯誤；若Flag=0，令其Flag位為1，并將 填入LDEF表中。查看L