属性文法与语法制导翻译：求解表达式的示例

"第六章 属性文法和语法制导翻译" 在编译原理中，语义规则是用来描述如何处理文法符号含义的关键工具。它们主要用于进行语义分析，这一步骤是在词法分析和语法分析之后，进一步解析源代码的意义，并为生成目标代码做准备。语义规则在编译器设计中扮演着重要角色，因为它们帮助我们理解和表达程序的逻辑。 属性文法是肯尼思·诺顿（Knuth）在1968年提出的一种概念，它允许我们将语义信息与文法结构关联起来。在属性文法中，每个文法符号都有一个或多个属性，这些属性反映了编译器关注的信息。例如，表达式的值（value）就是一个典型的属性。 属性分为两类：综合属性（synthetic attribute）和继承属性（inherited attribute）。综合属性是从下往上计算的，通常是子节点的属性值用于计算父节点的属性值。继承属性则是从上往下传递，通常依赖于父节点或兄弟节点的属性值。在语法树中，综合属性通常代表叶子节点（如终结符）到根节点的信息流动，而继承属性则代表根节点到叶子节点的信息流动。 文法中的每个产生式可以有相应的语义规则，这些规则定义了如何根据产生式的右部计算左部或右部符号的属性值。例如，`E→E1+T{E.val=E1.val+T.val}`这条规则说明了当解析到`E`接收到`E1+T`时，`E`的值应为`E1`和`T`值的和。 属性文法的语义规则遵循一定的约定，如终结符只能拥有综合属性，而非终结符可以拥有综合属性和继承属性。开始符号的所有继承属性通常在计算开始之前就被初始化。 语义规则的应用范围广泛，包括属性计算（如上面例子中表达式的求值）、静态语义检查（如类型检查、变量作用域检查等）、符号表操作（如记录标识符信息和类型信息）以及代码自动生成（根据分析结果生成机器码或中间代码）。 例如，例6.1展示了一个简单的属性文法，用于计算表达式的值。`L→En`规则打印表达式`E`的值，而`E→E1+T`和`E→T`规则定义了如何根据子表达式的值计算当前表达式的值。类似地，`T→T1*F`和`T→F`规则处理乘法运算和基础数字（由`digit`表示）的值。 属性文法和语义规则是编译器设计中不可或缺的部分，它们使得编译器能够理解程序的含义并生成正确的目标代码。通过精心设计的语义规则，我们可以实现复杂语言的解析和翻译，确保编译器正确地执行源代码的意图。