编译原理学习笔记-CH5Syntax-Directed Translation-语法制导翻译-优快云博客

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本章需要解决的问题：

如何存储语义信息，
以什么样的顺序计算语义信息，
如何在语法分析的过程中同步地实施语义计算。（比较理想）

主要知识点：

综合属性、继承属性、标记语法树（设计语法树）
S属性文法、L属性文法，及其对于计算顺序的意义
Translation scheme
- 综合属性的语义节点在translation scheme中的位置
- 继承属性在translation scheme中的位置
- L属性的translation scheme

引言

语法制导翻译（Syntax-Directed Translation, SDT）是编译原理中的一种技术，用于将源语言的语法结构与语义信息结合起来，以实现从源语言到目标语言或中间表示的转换。它通过在上下文无关文法（CFG）的基础上，为文法的每个产生式关联一组语义规则或动作，来指导翻译过程。

零.语义规则-semantic rules

0.1注释解析树

数字标号表示依赖图中的节点，箭头表示值传递。

一.语法制导定义-Syntax-Directed Definiti SDD

语法制导定义
语法制导定义是一种扩展的上下文无关文法，其中每个文法符号和产生式都带有属性和语义规则。

1.1.属性：

表示语义信息，可以分为以下两类：

1. 综合属性（Synthesized Attributes）：

通过子节点计算得到，向上传递信息。

2. 继承属性（Inherited Attributes）：

通过父节点或兄弟节点传递，向下或横向传播信息。

1.2. 几个关于Synthesized 和 inherited 属性的值得思考的问题：

1. 终结符没有继承属性，没必要

原因：终结符是语法分析树的叶子节点，它们的值（如词法单元的类型、字面值）是由词法分析器直接提供的。既然这些值已经明确，没有从父节点或兄弟节点传递额外信息的需求，就不需要继承属性。
例子：对于一个整数 int = 5，终结符 int 的值由词法分析器提供，如 int.val = 5，这是一个综合属性，而不是继承属性。

2. 终结符可以有综合属性

综合属性是从叶子节点或子节点向上传递的属性，终结符的值（如其字面量或标识符的名字）正是其综合属性的表现。
例子：终结符 int 的综合属性可以是 val：

T → int { T.val = int.lexval; }

这里 int.lexval 是由词法分析器提供的值，而 T.val 是综合属性，向上传递。

3. 非终结符的综合属性可以由自己的继承属性定义

含义：对于非终结符，一个综合属性可以使用同一节点的继承属性作为其定义的依据。这种设计是合理的，因为语义规则允许不同属性之间的关系是同一个节点内的。
例子：

S → A { S.val = A.inherit; }

假设 A.inherit 是通过父节点 S 传递下来的继承属性，而 S.val 是一个综合属性，这种属性关系不会形成问题。

4. 如果综合属性反过来定义继承属性，就可能形成循环依赖

问题：如果一个节点的综合属性和继承属性互相依赖，可能导致循环依赖问题，编译器在计算这些属性时无法收敛。
循环依赖的例子：

A.inherit = A.synthesized + 1; A.synthesized = A.inherit * 2;
- A.inherit 依赖于 A.synthesized。
- A.synthesized 又依赖于 A.inherit。这样会形成无解的循环。
在这种情况下：
避免办法：通常规定属性值的计算要有明确的依赖方向：继承属性从父节点传递下来，综合属性从子节点计算而来，不能形成自引用。

5. 总结

终结符：不需要继承属性，因为词法分析器直接提供值，但可以有综合属性（如词法单元的值）。
非终结符：
- 综合属性可以依赖于自己的继承属性。
- 不能让综合属性和继承属性之间形成循环依赖，否则会导致翻译过程中的矛盾。

语义规则：定义如何通过属性计算目标代码或中间表示。

二. SDD求值顺序-Evaluation Orders for SDD's

2.0.依赖图

2.1. S-attributed Definition

A syntax-directed definition that uses synthesized attributes exclusively.(只使用综合属性)

这个语言的所有semantic rules只使用synthesized attributes （综合属性）

S属性-核心特征

只使用综合属性：
- S属性从子节点传递到父节点，值由子节点的属性值计算得出。
- 没有继承属性，因此属性计算完全依赖于子节点的信息。
适合自底向上的属性计算：
- 属性值可以按照语法树的自底向上顺序计算（即从叶子节点到根节点）。
与LR分析器结合：
- LR分析器规约某个产生式时，可以即时计算综合属性，无需存储额外的上下文信息。
基于语法树的后序遍历：
- 属性值的计算可以通过语法树的后序遍历实现。
- 在后序遍历中，先处理子节点，再计算当前节点的属性。

2.2.L-attributed Definition

在编译原理中，L-attributed Definition（L属性定义）是一种特殊的语法制导定义。它允许使用继承属性（Inherited Attributes）和综合属性（Synthesized Attributes），但对继承属性的使用施加了严格限制，以确保属性可以按照从左到右的顺序计算。

L属性-核心概念

信息来源：
- 继承属性（Inherited Attributes）：只能从父节点或左侧兄弟节点获取信息。
- 综合属性（Synthesized Attributes）：从子节点向父节点传递，与 S属性相同。
- 规则总结为一句话：不依赖右侧兄弟节点的属性。
L 的含义：
- “L” 表示 “Left”（左），强调属性计算时只允许从父节点或左侧兄弟节点获取必要的信息。
- 这种限制避免了信息从右向左传播，确保属性计算顺序明确。
无循环依赖：
- 如果某个属性规则涉及到节点本身的属性，必须避免循环依赖（Dependency Graph 中无环）。