编译原理三——语义分析

语义分析和中间代码生成

1、概述

1、和语法分析、词法分析的同时进行进行词法检查、语法检查一样，语义分析也伴随语义检查。

1. 动态语义检查需要生成相应的目标代码，它是在运行时进行的。
2. 静态语义检查是在编译时完成的，主要涉及类型检查（与参与运算的操作数类型相容）、控制流检查（保证控制语句有合法的转向点）、一致性检查（如图标识符在同作用域只说明一次，case语句标号不能同等）（语义是上下文有关的，故形式化困难，目前用属性文法和语法制导翻译）

2、语法制导翻译：为每个产生式配上一个翻译子程序，并在语法分析同时执行这些子程序。

• 自底向上语法制导翻译：（规约时调用翻译子程序，每个产生式语义子程序执行之后，某些结果必须作为产生式左部符号语义值暂时保存下来），原LR分析栈扩充一项为语义值。
• 可以轻易画出语法树，但是语义分析和计算过程不太会

2、属性文法

1、文法符号的属性：（可以根据语法树找，注意复习）

• 继承属性 ：从上向下传递，由父节点属性计算得到，由根节点到分支子结点，反映对上下文依赖的特性。（方便地表示程序上下文结构关系）
• 综合属性 ：自底向下传递，由子节点属性计算得到，传递方向与综合属性相反。

3、常见的中间语言

1、抽象语法树

• 叶节点表示诸如常量或变量这样的运算对象，其它内部节点表示运算符

• 语法规则中非本质部分去掉，得到抽象语法规则，举例如下。

  
  
  yfs.jpg

2、逆波兰表示法

• 表达式的逆波兰表示：书106

  
  
  nbl.jpg

• 程序语句的逆波兰表示：

  1. 赋值语句：x=a+b*c 逆波兰：xabc*+= （左部，表达式，=）
  2. GOTO语句：GOTO<语句标号> <语句标号>BL
  3. 条件语句：<顺序号>BR表示无条件转移到BR，BT和BF则是条件e真或假转移到顺序号。<布尔表达式e的逆波兰式><顺序号>BT
  4. 循环语句：转换为条件语句

  练习：

  pracnbl.jpg

3、 三地址代码：三地址代码是中间代码的一种抽象形式。通常有四元式、三元式和间接三元式三种表示方法。（三地址代码通常包含三个地址，两个存运算对象，一个存运算结果）

• 四元式：(op,arg1,arg2,result),op是运算符，arg和result是指针，可以空缺，单变量只用arg1。

常用：

四元式.jpg

• 三元式：(op,arg1,arg2)没有结果地址，三元式标号代表结果地址
• 间接三元式：只记录不同的三元式，运算顺序用间接码表表示

举例：

三元式.jpg

4、表达式及赋值语句的翻译

• 为了实现由表达式到四元式的翻译，需要给文法加上语义子程序，以便在规约的同时执行对应的语义子程序，语义子程序所涉及的语义变量、语义函数说明如下：
  1. 非终结符E.place表示存放E值的变量名在符号表中的入口地址或临时变量名的整数码。
  2. 语义函数newtemp()，调用后回送一个代表新临时变量的整数码，临时变量名按顺序可设为T1、T2......
  3. emit（op，arg1，arg2，result）产生四元式并填入四元式表中。
  4. 定义lookup（i.name）是审查i.name是否出现在符号表中，是返回i.name在符号表中的入口指针，否则返回NULL

一套语义翻译：

ytyyfx0.jpg

ytyyfx1.jpg

ytyyfy2.jpg

注意语义栈与规约同步，状态栈转换斜对角法

ytyyfy3.jpg

最后再进行手写演算

• 布尔表达式的翻译
  1. 布尔表达式一般由运算符与运算对象组成，运算符为布尔运算符，（非，与，或）。运算对象也可以为布尔变量，也可为常量或关系表达式。关系表达式的运算对象为算术表达式
  2. 确定一个表达式的真假出口：

  3. 例子：
     布尔表达式四元式.jpg

  4. 自己试试：
     自己尝试.jpg

  5. 尝试理解：
     819759651.jpg

控制语句的翻译