第六章语义分析

语义分析概述 符号表第六章语义分析

必要性 分类语义错误功能 1 语义分析

1.1语义分析的必要性 • 语法和语义的区别语法：关于什么样的字符串才是该语言在组成结构上合法的程序的法则。语义：关于结构上合法的程序的意义法则。

1.2语义分析的分类 • 语义种类 • 指称语义 • 操作语义 • 公理语义 • 静态语义：在编译阶段(从程序文本上)可以检查的语义。 • 动态语义：通过程序的执行才能检查的语义。

1.3语义错误 • 各种条件表达式的类型是不是boolean型? • 运算符的分量的类型是否相容? • 赋值语句的左右部的类型是否相容? • 形参和实参的类型是否相容? • 下标表达式的类型是否为所允许的类型? • 函数说明中的函数类型和返回值的类型是否一致? • V[E]中的V是不是变量,而且是数组类型？ • V.id中的V是不是变量,而且是记录类型? id是不是该记录类型中的域名? • y+f(…)中的f是不是函数名?形参个数和实参个数是否一致? • p(…)语句中的p是不是过程名?形参个数和实参个数是否一致? • V↑中的V是不是指针或文件变量？ • 变体记录中表示情形的常量是否为合法类型? • 子界类型中的下界和上界类型是否相容?下界是否小于等于上界？

语义错误 cont. • 每个使用性标识符是否都有声明?在同层内有无标识符被声明多次? • 标号是否有声明?有无重复声明和重复定位错误?有无非法转入错误？

1.4语义分析的功能 • 语义分析的内容： • 类型分析； • 标识符相关信息提取； • 语义分析的功能： • 检查语义错误 • 构造标识符属性表（符号表） • 语义分析的实现： • 与语法分析相结合

语义分析的功能图示 语法分析树语义分析符号表 TokenList 语义定义判定语义错误自然语言描述规定

2 符号表

2.1地位

2.2符号的内部表示 • 值的内部表示 • 类型的内部表示 • 标识符的内部表示

2.2.1值的内部表示 基本类型：整型，实型无序类型：指针，数组，结构体有序类型：布尔，字符，枚举，数组下标 • 布尔常量：ord(false)=0, ord(true)= 1 • 字符常量：ord(C) = ASCⅡ(C) • 枚举常量：设有枚举类型(D,A,B),则有ord(D)=0,ord(A)=1,ord(B)=2

2.2.2类型的内部表示 • 类型的种类：标准、子界、枚举、数组、记录、集合、文件、指针类型等 Type=(intTy,boolTy,charTy,realTy, subTy,enumTy, arrayTy,recordTy,setTy,fileTy,pointerTy) • 内部表示：(TypeIR) int/bool/ char/real： enum: array: pointer:

实例 int f(real x, char y){ bool t=true; enum a {a1,a2,a3}; real b[M]; char c*; return t; } 写出各类型的内部表示。

类和结构体 • 结构体 • 类

实例 class Student{ String name; int age; real mark; public Student(String n,int a, real m){ this.name=n; this.age=a; this.mark = m;} get… set… }

2.2.3标识符的内部表示 • 常见标识符种类：常量名、类型名、变量名、函数名、过程名、域名。 Kind=(consKind, typeKind, varKind,fieldKind, funcKind，procKind) • 内部表示（AttributeIR）：常量名：变量名：类型名：过函名：域名名：

层数和偏移 • 层数(level) • 过程/函数的定义(不)可以嵌套； • 最外层程序的层数为1(0); • 偏移量(offset) • 原因：执行过程/函数的调用时, 需要为其中的变量分配空间; • 计算：偏移量指的是变量针对其所在过程/函数的空间的首地址的偏移量;

实例 #define Pi 3.14 bool g(real x, int * y){ int v[10];real z;return 0;} enum gender {male,female}; Main(){…} 令当前层数和偏移分别为L和0，构造标识符Pi,g,x,y,v,z,gender的属性表。

2.3符号表 • 标识符在不同位置的不同作用： • 声明部分：定义了各种对象及对应的属性和使用规则。 • 程序体：对所定义的对象进行各种操作。 • 必要性 • Token序列： • 符号表（种类、类型等信息）：

2.3.1建立和访问 有关符号表的操作：添加、作用域删除、查询处理符号表的模块：定义符号表数据结构定义符号表上的操作

2.3.2符号表的处理 • 符号表的作用：为语义检查和代码生成提供标识符的语义信息。 • 标识符的处理思想： • 遇到定义性标识符时，在符号表中填写被定义标识符的符号项； • 遇到使用性标识符时，用该标识符查符号表求得其属性。

标识符的特点 • 标识符的作用域：标识符有效的最大程序段 • 嵌套作用域规则：当存在标识符的嵌套声明时，最近定义的属性为标识符的当前属性 • 局部化单位：允许有声明的程序段 P: Var x ,y,z x:=0; Q: Var x,m,n x:=1; m:=x+1; y:=x+1;

局部化区入口 • Proc p(… • Func f(… • Record begin…

标识符处理的原则 • 符号表的种类：全局符号表、局部符号表 • 处理原则： • 进入一个局部化区时，记录本层符号表的位置 • 遇到定义性标识符时，构造其语义信息，查本层符号表，若存在，则有重复声明错误，否则将语义信息填入表中 • 遇到一个使用性标识符时，查表（从里层到外层），查不到则有未定义标识符错误，否则构造新的TOKEN • 退出一个局部化区时，作废本层符号表

语义分析例子 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); }

符号表的分类 • 单表结构 vs. 多表结构 • 单表：标识符都放在同一张符号表中 • 多表：常量、变量、类型、函数、等分别存放 • 局部表 vs. 全局表 • 局部式：每个局部化单位建立一个独立符号表 • 全局式：整个程序的符号表作为一个表

全局符号表的局部化 删除法 vs. 驻留法

局部化实例 int main() { int a; float b,d; { int c; float a; { int d; float c; { float d; //... a=b+c+d; } } { char d; } } return 0; }

局部符号表管理——Scope栈 • 用于存放当前有效的局部化区的局部符号表首地址； • 进入新局部化区时新符号表首地址入栈； • 退出局部化区时栈顶地址出栈。

标号的语义分析 • 标号出现的位置：标号声明：label 1, 2, …, n; 标号定位（语句前）：i：Statement；标号使用（Goto后）：goto i; • 标号部分的语义错误： • 标号重复声明； • 标号重复定位； • 标号有定位而无声明； • 标号有使用而无定位； • Goto语句有非法转入.

第六章 语义分析