Занесение в среду и поиск объектов

Рассмотрим схему реализации простой блочной структуры, аналогичной процедурам в Паскале или блокам в Си. Каждый блок может иметь свой набор описаний. Программа состоит из основного именованного блока, в котором имеются описания и операторы. Описания состоят из описаний типов и объявлений переменных. В качестве типа может использоваться целочисленный тип и тип

массива. Два типа T1 и T2 считаются эквивалентными, если имеется описание T1=T2 (или T2=T1). Операторами служат операторы присваивания вида Переменная1=Переменная2 и блоки. Переменная - это либо просто идентификатор, либо выборка из массива. Оператор присваивания считается правильным, если типы переменных левой и правой части эквивалентны. Примером правильной программы может служить

program Example
begin
  type  T1=array 100 of array 200 of integer;
        T2=T1;
  var   V1:T1;
        V2:T2;
  begin
    V1=V2;
    V2[1]=V1[2];
    begin
      type  T3=array 300 of T1;
      var   V3:T3;
      V3[50]=V1;
    end
  end
end.

Рассматриваемое подмножество языка может быть порождено следующей грамматикой (запись в расширенной БНФ):

Prog ::= 'program' Ident Block '.'
Block ::= 'begin' [( Declaration )] [ (Statement) ] 'end'
Declaration ::= 'type' ( Type_Decl )
Type_Decl ::= Ident '=' Type_Defin
Type_Defin ::= 'ARRAY' Index 'OF' Type_Defin
Type_Defin ::= Type_Use
Type_Use ::= Ident
Declaration ::= 'var' ( Var_Decl )
Var_Decl ::= Ident_List ':' Type_Use ';'
Ident_List ::= ( Ident / ',' )
Statement ::= Block ';'
Statement ::= Variable '=' Variable ';'
Variable ::= Ident Access
Access ::= '[' Expression ']' Access
Access ::=

<
Для реализации некоторых атрибутов ( в частности среды, списка идентификаторов и т.д.) в качестве типов данных мы будем использовать различные множества. Множество может быть упорядоченным или неупорядоченным, ключевым или простым. Элементом ключевого множества

может быть запись, одним из полей которой является ключ:

SETOF T - простое неупорядоченное множество объектов типа T;

KEY K SETOF T - ключевое неупорядоченное множество объектов типа T с ключом типа K;

LISTOF T - простое упорядоченное множество объектов типа T;

KEY K LISTOF T - ключевое упорядоченное множество объектов типа T с ключом типа K;

Над объектами типа множества определены следующие операции:

Init(S) - создать и проинициализировать переменную S;

Include(V,S) - включить объект V в множество S; если множество упорядоченное, то включение осуществляется в качестве последнего элемента;

Find(K,S) - выдать указатель на объект с ключом K во множестве S и NIL, если объект с таким ключом не найден.

Имеется специальный оператор цикла, пробегающий элементы множества:

for (V in S) Оператор;

Переменная V пробегает все значения множества. Если множество упорядочено, то элементы пробегаются в этом порядке, если нет - в произвольном порядке.

Среда представляет собой ключевое множество с ключом - именем объекта. Идентификаторы имеют тип TName. Обозначение

в позиции типа - это указатель на вершину типа Нетерминал. Обозначение

в выражении - это взятие значения указателя на ближайшую

вершину вверх по дереву разбора, помеченную соответствующим нетерминалом.

Для реализации среды каждый нетерминал Block имеет атрибут Env. Для обеспечения возможности просматривать компоненты среды в соответствии с вложенностью блоков каждый нетерминал Block имеет атрибут Pred - указатель на охватывающий блок. Кроме того, среда блока корня дерева (нетерминал Prog) содержит все предопределенные описания (рис. 6.2). Это заполнение реализуется процедурой PreDefine.

Атрибут Pred блока корневой компоненты

имеет значение NULL.

Рис. 6.2:

Атрибутная реализация выглядит следующим образом.

// Описание атрибутов
ALPHABET

Prog:: KEY TName SETOF TElement Env.
// Корневая компонента, содержащая предопределенные описания.

Block:: KEY TName SETOF TElement Env;
          Pred.

Ident_List:: SETOF TName Ident_Set.
// Ident_Set - список идентификаторов

Type_Defin, Type_Use, Access, Expression:: TType ElementType.
// ElementType - указатель на описание типа

Declaration, Var_Decl, Type_Decl::.

Ident:: TName Val.

Index:: int Val.

// Описание синтаксисических и семантических правил
RULE
Prog ::= 'program' Ident Block '.'
SEMANTICS
0:{Init(Env);
   PreDefine(Env);
   Pred=NULL
  }.

RULE
Block ::= 'begin' [( Declaration )] [ (Statement) ] 'end'
SEMANTICS
0: if (!=NULL){
     Init(Env);
     Pred=

   }.

RULE
Declaration ::= 'type' ( Type_Decl ).

RULE

Type_Decl ::= Ident '=' Type_Defin
SEMANTICS
TElement V;
if (Find(Val,Env)!=NULL)
    Error("Identifier declared twice");
// Идентификатор уже объявлен в блоке
// В любом случае заносится новое описание
V.Name=Val;
V.Object=TypeObject;
V.Type=ElementType;
Include(V,Env).

RULE
Type_Defin ::= 'ARRAY' Index 'OF' Type_Defin
SEMANTICS
ElementType=ArrayType(ElementType,Val).

RULE
Type_Defin ::= Type_Use
SEMANTICS
ElementType=ElementType.

RULE
Type_Use ::= Ident
SEMANTICS
TElement * PV;
PV=FindObject(Val,,TypeObject,);
If (PV!=NULL)
ElementType=PV->Type.
// В этом правиле анализируется использующая позиция
// идентификатора типа.

RULE
Declaration ::= 'var' ( Var_Decl ).

RULE
Var_Decl ::= Ident_List ':' Type_Use ';'
SEMANTICS
TElement V;
TName N;
for (N in Ident_Set){
// Цикл по (неупорядоченному) списку идентификаторов
  if (Find(N,Env)!=NULL)
     Error("Identifier declared twice");
// Идентификатор уже объявлен в блоке
// В любом случае заносится новое описание

  V.Name=N;
  V.Object=VarObject;
  V.Type=ElementType;
  Include(V,Env)
}.
// N - рабочая переменная для элементов списка. Для каждого
// идентификатора из множества идентификаторов Ident_Set

// сформировать объект-переменную в текущей компоненте среды
// с соответствующими характеристиками.

RULE
Ident_List ::= ( Ident /',' )
SEMANTICS
0:Init(Ident_Set);
1A:Include(Val,Ident_Set).

RULE
Statement ::= Block ';'.

RULE
Statement ::= Variable '=' Variable ';'
SEMANTICS
if (ElementType!=NULL) && (ElementType!=NULL)
         && (ElementType!=ElementType)
   Error("Incompatible Expression Types").

RULE
Variable ::= Ident Access
SEMANTICS
TElement * PV;
PV=FindObject(Val,,VarObject,);
if (PV==NULL){
   Error("Identifier used is not declared");
   ElementType=NULL ;
}
else
   ElementType=PV->Type.

RULE
Access ::= '[' Expression ']' Access
SEMANTICS
ElementType=ArrayElementType(ElementType, ElementType).

RULE
Access ::=
SEMANTICS

ElementType=ElementType.

<

Поиск в среде осуществляется следующей функцией:

TElement * FindObject(TName Ident,  BlockPointer,
                      TObject Object,  Prog)
{ TElement * ElementPointer;
// Получить указатель на ближайший охватывающий блок
do{
  ElementPointer=Find(Ident, BlockPointer->Env);
  BlockPointer=BlockPointer->Pred;
  }
while (ElementPointer==NULL)&&(BlockPointer!=NULL);
// Искать до момента, когда либо найдем нужный идентификатор,
// либо дойдем до корневой компоненты
if (ElementPointer==NULL)&&(BlockPointer==NULL)
// Дошли до корневой компоненты и еще не нашли идентификатора
// Найти объект среди предопределенных
   ElementPointer=Find(Ident, Prog->Env);
if (ElementPointer!=NULL)
// Нашли объект с данным идентификатором
// либо в очередном блоке, либо среди предопределенных
if (ElementPointer->Object!=Object){
// Проверить, имеет ли найденный объект
// нужную категорию
   Error("Object of specified category is not found");
   ElementPointer=NULL;
}
else
// Объект не найден
   Error("Object is not found");
return ElementPointer;
}

Переменная BlockPointer - указатель на ближайший охватывающий блок. Переходя от блока к блоку, ищем объект в его среде.Если не нашли, то

переходим к охватывающему блоку. Если дошли до корневой компоненты, пытаемся найти объект среди предопределенных объектов. Если объект нашли, надо убедиться, что он имеет нужную категорию.

Функция ArrayElementType(TType EntryType, TType ExprType) осуществляет проверку допустимости применения операции взятия индекса к переменной и возвращает тип элемента массива.

Функция ArrayType(TType EntryType, int Val) возвращает описание типа - массива с типом элемента EntryType и диапазоном индекса Val.

Содержание раздела