Изменения

Вообще говоря, сначала можно получить [[Контекстно-свободные_грамматики,_вывод,_лево-_и_правосторонний_вывод,_дерево_разбора#Дерево_разбора|дерево разбора]], а потом уже, обходя его, выполнять эти действия.

Такой подход называется '''Синтаксически синтаксически управляемой трансляцией'''.

'''Атрибут''' ''(англ. attribute)'' {{---}} дополнительные данные, ассоциированные с грамматическими символами.Если $X$ представляет собой символ, а $a$ — один из его атрибутов, то значение $a$ в некотором узле дерева разбора, помеченном $X$, записывается как $X.a$. Если узлы дерева разбора реализованы в виде записей или объектов, то атрибуты $X$ могут быть реализованы как поля данных в записях, представляющих узлы $X$. Атрибуты могут быть любого вида: числами, типами, таблицами ссылок или строками.

Дерево разбора, в каждом узле которого атрибуты уже вычислены, называется '''аннотированным''' ''(англ. annotated)'', а процесс вычисления этих атрибутов {{- --}} '''аннотированием''' дерева разбора.

'''Транслирующий символ''' {{---}} нетерминал, который раскрывается в $\varepsilon$ и в момент раскрытия выполняет какое-то действие, которое связанное с ним связанодействие. Действия пишутся в фигурных скобках рядом с транслирующим символом.

T \to T \times * F \mid F \\

!style="background-color:#EEE"| продукцииПродукция

Выпишем синтаксически управляемое определение для грамматики арифметических выражений с операторами $+$ и $*$: (Здесь здесь $\{ADD {{...}} \}$ и $\{MUL {{...}} \}$ {{--- }} [[Атрибутные_транслирующие_грамматики#tr_char|транслирующие символы]]. Если в продукции несколько раз встречается одинаковый нетерминал, будем добавлять к нему индексы, считая от начала продукции.):

|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| $val\ E E_0 \to E E_1 + T\ \{ADD\ res = op_1 + op_2\}$

|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| $val\ T T_0 \to T \times T_1 * F \ \{MUL\ res = op_1 * \times op_2\}$

[[Файл:3mul5add4.png|600px500px|thumb|center|аннотированное Аннотированное дерево разбора для '''$3*5+4$''']]

Для наглядности рассмотрим грамматику объявления переменных: (в начале строки идет тип, затем через запятую имена переменных. Примеры строк, разбираемых в ней: '''int a''' или '''real x,y,z''' и подобные.): $D \to TL \\T \to int \mid real \\L \to L,id \mid id$  Выпишем продукции (с транслирующими символами) и ассоциируем с ними семантические правила(здесь $\{ENTRY {{...}} \}$ {{---}} [[Атрибутные_транслирующие_грамматики#tr_char|транслирующий символ]]. Если в продукции несколько раз встречается одинаковый нетерминал, будем добавлять к нему индексы, считая от начала продукции.):

|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| $L L_0 \to LL_1,id\ \{ENTRY addtype(key, value)\}$|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| $L_1.ininh =LL0.inh \\ ENTRY.key=id.entry text \\ ENTRY.value=LL_0.inh$

|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| $L.id \to id\ \{ENTRY addtype(key, value)\}$|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| $ENTRY.key=id.entry text \\ ENTRY.value=L.inh$

Семантическое правило $L.inh = T.type$, связанное с продукцией $D \to TL$, определяет наследуемый атрибут $L.inh$ как тип объявления. Затем приведенные правила распространяют этот тип вниз по дереву разбора с использованием атрибута $L.inh$. Транслирующий символ $ENTRY$, связанный с продукциями для $L$, вызывает процедуру $addtype$ для добавления типа каждого идентификатора к его записи в таблице символов (по ключу, определяемому атрибутом $entrytext$). [[Файл:Real_id1,_id2,_id3.png|600px|center|thumb|Аннотированное дерево разбора для '''$\mathbf{real}\ id1,\ id2,\ id3$'''|600px]]</wikitex> ==Пример работы с атрибутами в нисходящем разборе==<wikitex>Рассмотрим работы с атрибутами на примере LL(1)-грамматики арифметических выражений, которая уже была разобрана [[Построение FIRST и FOLLOW#Пример | ранее]] и расширим код [[Предиктивный_синтаксический_анализ | разборщика]] для нее: $E \to TE' \\E' \to +TE' \mid \varepsilon \\T \to FT' \\T' \to * FT' \mid \varepsilon \\F \to n \mid (E)$ В данной реализации рекурсивные функции от нетерминалов получают на вход (если необходимо) наследуемые атрибуты узла и возвращают вершины дерева разбора, в атрибутах которых записан результат вычислений соответствующего подвыражения. Однако этот код легко изменить, чтобы он только вычислял значение выражения и не строил дерево разбора. Как мы видим, $val$ {{---}} синтезируемый атрибут, $acc$ {{---}} наследуемый атрибут, $ADD${{---}} транслирующий символ. Синим подсвечены строки, отвечающие за работу с атрибутами. Здесь <tex>\mathtt{Node}</tex> {{---}} структура следующего вида: '''struct''' Node children : '''map<String, Node>''' name : '''string''' val : '''int''' <font color="green">// атрибут нетерминала</font> '''function''' addChild('''Node''') <font color="green">// функция, подвешивающая поддерево к данному узлу</font>   E() : '''Node''' Node res = Node("E") '''switch''' (curToken) '''case''' n, '(' : res.addChild(T()) <font color="green">// подвешиваем левого сына</font> <font color="blue">temp = res.children["T"].val</font> <font color="green">// атрибут левого сына</font> <font color="blue">Node rightSon = E'(temp) </font> <font color="green">// отдадим атрибут левого сына правому как наследуемый атрибут</font> <font color="blue">res.addChild(rightSon) </font> <font color="green">// подвешиваем правого сына сына</font> <font color="blue">res.val = res.children["E'"].val</font> '''break''' '''default''' : <font color="red">error</font>("unexpected char") '''return''' res   E'(acc) : '''Node''' Node res = Node("E'") '''switch''' (curToken) '''case''' '+' : consume('+') res.addChild(Node("+")) res.addChild(T()) <font color="blue">temp = res.children["T"].val ADD.res = ADD(acc, temp) <font color="green">// ADD проведет вычисления из наследуемого атрибута add и атрибута ребенка "T"</font> res.addChild(E'(ADD.res)) <font color="green">// результат вычислений будет передан правому ребенку как наследуемый атрибут</font> res.val = res.children["E'"].val</font> '''break''' '''case''' '$', ')' : <font color="blue">res.val = acc</font> '''break''' '''default''' : <font color="red">error</font>("unexpected char") '''return''' res  F() : '''Node''' Node res = Node("F") '''switch''' (curToken) '''case''' n : consume(n) res.addChild(Node(curToken)) <font color="blue">res.val = n.val</font> '''break''' '''case''' '(' : consume('(') res.addChild(Node("(")) res.addChild(E()) <font color="blue">rev.val = res.children["E"].val</font> consume(')') res.addChild(Node(")")) '''default''' : <font color="red">error</font>("unexpected char") '''return''' res Функции для $T$ и $T'$ строятся аналогично.

[[Файл:Real_id1,_id2,_id32add3add7.png|600px|center|thumb|аннотированное дерево Дерево разбора для '''real id1, id2, id3$2\ +\ 3\ +\ 7$'''|600px]]

Общедоступный генератора генератор разборщиков ANTLR<ref>[http://www.antlr.org/ ANTLR {{---}} Parser generator]</ref> поддерживает синтаксически управляемое определение.  Рассмотрим для той же грамматики арифметических выражений с операторами <tex>+,\ *</tex>, скобками и выводом результата выражения пример на ANTLR.  grammar Expression; '''@header''' { package ru.ifmo.ctddev.wiki; }  Естественным образом можно добавлять действия в продукции, где это нужно. Действия выполняются после предыдущего элемента грамматики и до следующего. Стартовый нетерминал печатает результат: s : expr { System.out.println($expr.val); };

Рассмотрим В продукции для примера грамматику арифметических выражений с оператором нетерминала <code>expr</code> определяется возвращаемое значение (<code>['''int''' val]</code>). Обращение к этому атрибуту имеет вид <code>$+$, $*$, и выводом результата выражениаяexpr.value</code>. В фигурных скобках записаны семантические правила.

Вне продукций грамматики бывает нужно вставить Разобранные нетерминалы возвращают результат, вычисленный в сгенерированный разборщикподдереве(для Java<code>returns [int val]</code>) packageкак свой синтезируемый атрибут, import, а также некоторые поля и методыпроцесс вычисления которого описан в фигурных скобках <code>{ $val = $exprP.val; }</code>. Это делается с помощью '''@header''' и '''@members''':

grammar Expr; '''@header''' { package tools; import java.util.*; } '''@parser::members''' { MapНаследуемые атрибуты передаются нетерминалу как параметр(<String, Integercode> memory = new HashMapexprP[$term.val]<String, Integer/code>(); int eval(int left, int op, int right) { ... } }

Естественным образом можно добавлять действия в продукции, где это нужно: expr '''stat:returns''' ['''eint''' NEWLINE {System.out.println($e.val);} ] | ID '=' '''e''' NEWLINE {memory.put(: term exprP[$IDterm.text, val] { $e.val); System.out.println(ID.getText() + "=" + $eexprP.val);} | NEWLINE ;

Действия выполняются после предыдущего элемента грамматики и до следующего exprP['''int''' i] '''returns''' ['''int''' val] : { $val = $i; } <font color="green"> // <tex>\varepsilon</tex>-правило</font> | '+' term expr = exprP[$i + $term. В данном примере действия добавлены на конце альтернативы, поэтому действие выполнится после того, как разборщик распознает все выражениеval] { $val = $expr. Когда разборщик встречает выражение, за которым идет символ новой строки, ему нужно напечатать результатval; } ; term '''returns''' ['''int''' val] : fact termP[$fact. Когда он встречает присваивание - ему нужно записать имя и значение переменной в памятьval] { $val = $termP.val; } ;

Правило для termP['''eint''' теперь выглядит следующим образомi] '''returns''' '''[int''' val] : { $val = $i; } | '*' fact expr = termP[$i * $fact.val] { $val = $expr.val; } ;

fact '''ereturns''' ['''returnsint''' [int val] : a=e op='('*expr ') b=e {$val = eval($a.val, $op.type, $b.val);} | a=e op=('+') b=e {$val = eval($a.val, $op.type, $bexpr.val);} | INT NUM {$val = $INTInteger.int;} | ID { String id = parseInt($IDNUM.text; $v = memory.containsKey(id) ? memory.get(id) : 0; } | '(' '''e''' ')' {$val = $e.val;} ;

В первой строке здесь определяется возвращаемое значение ('''[int val]''') Техническая деталь для нетерминала '''e'''. Это именно тот атрибутANTLR, на который ссылается '''$e.val''' в примерах выше.правила для лексического анализатора:Во второй строке, присваивания '''a=e''' и '''b=e''' иллюстрируют семантические правила, а действие '''{$val = eval($a.val, $op.type, $b.val) WS : [ \t \r \n]+ -> skip ;}''' {{ NUM : [0---}} транслирующий символ из определений, которые мы рассматривали в начале статьи.9]+ ;

* [https://theantlrguy.atlassian.net/wiki/display/ANTLR4/Parser+Rules#ParserRules ANTLR Documentation {{---}} RuleAttributeDefinitions| ANTLR Documentation - Rule Attribute Definitions]