属性文法与语法制导翻译简介

"属性文法-个人提供编译原理" 属性文法是编译原理中的一个重要概念，由Donald Knuth在1968年提出，主要用于实现语义分析和翻译。这种文法允许我们给文法符号赋予特定的属性，通过语义规则来计算和传递这些属性的值，从而实现对程序的含义进行解析。 在编译器设计中，语义分析是继词法分析和语法分析之后的关键步骤，它的任务是理解源程序的逻辑意义，并为生成目标代码做准备。属性文法和语法制导翻译是实现这一任务的常见手段。 属性分为两种类型：综合属性和继承属性。综合属性是从下往上计算的，通常由其子节点的属性值决定。而继承属性则是从上往下传递，依赖于父节点或兄弟节点的属性值。在语法树的视角下，一个节点的综合属性由其子节点的属性计算得出，而继承属性则根据父节点或兄弟节点的属性来确定。 文法中的每个产生式可以伴随着一组语义规则，这些规则定义了如何根据产生式的结构计算属性值。语义规则的形式通常是：`b=f(c1,c2,...,ck)`，其中`b`是某个文法符号的属性，`f`是计算函数，`c1, c2, ..., ck`是其他文法符号的属性。对于终结符，它们只有综合属性，其值由词法分析器提供。非终结符则可能拥有综合属性和继承属性。开始符号的所有继承属性在计算开始前需要有初始值。 在属性文法中，每个产生式只能为左部的综合属性或右部的继承属性提供计算规则，且规则中的属性只限于当前产生式内的文法符号。语义规则可以执行各种任务，如属性计算、静态语义检查、符号表操作以及代码生成。 例如，以下是一个简单的属性文法，用于计算表达式的值： ```markdown L -> En {printf(E.val)} E -> E1 + T {E.val = E1.val + T.val} E -> T {E.val = T.val} T -> T1 * F {T.val = T1.val * F.val} T -> F {T.val = F.val} ``` 这个例子中，`E.val`和`T.val`分别表示表达式和因子的值，通过语义规则实现了从叶子节点向根节点的值传递，最终在`L`节点处输出整个表达式的结果。 总结来说，属性文法是一种强大的工具，它允许编译器开发者通过定义属性和语义规则来精确地指定源代码的语义，从而有效地进行翻译和代码生成。在实际的编译器设计中，属性文法经常与LL或LR解析器结合使用，以完成复杂的语义分析任务。