属性文法与语法制导翻译简介

"属性文法是一种在编译原理中用于语义分析的技术，由Donald Knuth在1968年提出。它通过给文法符号分配属性和定义语义规则来处理程序的含义，并为目标代码生成做准备。在属性文法中，每个符号可以有综合属性和继承属性，分别用于自下而上和自上而下的信息传递。 属性分为两种类型：综合属性和继承属性。综合属性的值通常由其子节点的属性计算得出，而继承属性的值则由父节点或兄弟节点的属性决定。例如，在一个表达式求值的属性文法中，E和T符号的值可以通过其子节点的值进行计算。 语义规则是属性文法的核心，它为每个产生式定义了一组属性计算规则。规则的形式通常是：一个属性（可能是左部符号的综合属性或右部符号的继承属性）通过函数f依赖于其他属性（ci）。终结符通常只有综合属性，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，而开始符号的所有继承属性在计算前需要有初始值。 属性文法的一个重要特性是“封装性”，这意味着每个产生式的规则只能针对左部的综合属性或右部的继承属性，并且规则中的属性只限于当前产生式内的符号。语义规则可以涵盖各种任务，如属性计算、静态语义检查、符号表操作以及代码生成。 以一个简单的计算表达式的属性文法为例： - `L→En{printf(E.val)}`：当解析到表达式结束时，打印E的值。 - `E→E1+T{E.val=E1.val+T.val}`：加法运算中，E的值是E1和T的值之和。 - `E→T{E.val=T.val}`：E可以直接等于T，E的值就是T的值。 - `T→T1*F{T.val=T1.val*F.val}`：乘法运算中，T的值是T1和F的值相乘。 - `T→F{T.val=F.val}`：T可以直接等于F，T的值就是F的值。 这个例子展示了如何通过属性文法实现表达式的求值，其中E和T的值是通过其子节点的属性计算得到的，体现了属性文法自下而上的计算特点。 在实际的编译器设计中，属性文法是实现语义分析的关键工具，它帮助编译器理解源代码的含义，检查语义错误，并生成相应的目标代码。通过这种方式，编译器能够正确地解释并执行源程序，确保了程序的正确性。"