属性文法与语法制导翻译：自下而上的语义分析

"先画语法树考虑自下而上的翻译过程-个人提供编译原理" 在编译原理中，先画语法树并采用自下而上的翻译过程是一种常见的语义分析方法。这种方法首先构建出输入源程序的抽象语法树（AST），然后自底向上地计算各个节点的属性值，从而实现语义的处理和翻译。语法树是一种直观的数据结构，它以树形方式表示了源代码的语法结构，其中每个内部节点代表一个语法构造，叶子节点通常对应于源代码中的词法单元。 语义分析是编译器的重要组成部分，它的主要任务是在完成了词法分析和语法分析之后，深入理解源程序的含义，并为生成目标代码做准备。语义分析不仅仅是对语法结构的简单识别，而是涉及到程序的实际行为和计算逻辑。 属性文法是实现语义分析的一种工具，由Donald Knuth在1968年提出。在属性文法中，每个文法符号都可以具有属性，这些属性可以看作是符号携带的信息。属性分为两类：综合属性和继承属性。综合属性通常从下往上计算，由子节点的属性值决定；而继承属性则是从上往下传递，由父节点或兄弟节点的属性值计算得到。 语义规则定义了如何根据产生式的结构计算属性值。它们可以是形式如 `b=f(c1,c2,...,ck)` 的规则，其中 `b` 是一个属性，`f` 是一个函数，`c1, c2, ..., ck` 是其他属性。终结符一般只有综合属性，其值由词法分析阶段提供；非终结符可以拥有综合属性和继承属性。开始符号的继承属性提供计算的初始值。 属性文法的特性要求每个产生式只能为其左部的综合属性或右部的继承属性提供计算规则，且规则中的属性只能来自当前产生式中的文法符号。语义规则可以用于执行多种任务，例如计算表达式的值、执行静态语义检查、管理符号表以及生成目标代码。 举例来说，一个简单的属性文法可以用来求解表达式的值，如下所示： - 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} 在这个例子中，`E.val` 和 `T.val` 是综合属性，它们的值通过相应的子节点计算得出。最终，表达式的值可以通过根节点 `L` 的 `E.val` 输出。 先画语法树并自下而上地计算属性值是语义分析的一种有效策略，它利用属性文法来明确地描述源代码的语义，为代码生成提供准确的上下文信息。这种技术在编译器设计和实现中被广泛采用，能够帮助确保生成的目标代码正确反映了源程序的意图。