编译器设计之语义分析算法：AttributeGrammars：属性文法的优化技术.pdfVIP

编译器设计之语义分析算法：编译器设计之语义分析算法：

AttributeGrammars：属性文法的优化技术：属性文法的优化技术

编译器设计基础编译器设计基础

1.属性文法简介属性文法简介

1.1属性文法的概念属性文法的概念

属性文法(AttributeGrammar)是编译器设计中用于描述语义规则的一种形式化方法。它不仅定义

了语法结构，还关联了计算属性的规则，这些属性可以是语法树节点的值、类型或任何其他语义

信息。属性文法由文法符号、属性和语义规则三部分组成，其中属性是与文法符号相关联的变

量，语义规则定义了如何计算这些属性的值。

1.2属性文法的类型：综合属性与继承属性属性文法的类型：综合属性与继承属性

属性文法中的属性分为两类：综合属性(SynthesizedAttributes)和继承属性(InheritedAttributes)。

•综合属性综合属性：这类属性的值仅依赖于该节点的子节点属性。在自底向上的分析过程中，当

所有子节点的属性值都已知时，可以计算出该节点的综合属性值。

•继承属性继承属性：这类属性的值依赖于该节点的父节点或兄弟节点的属性。在自顶向下的分析

过程中，父节点的属性值可以传递给子节点，用于计算子节点的继承属性值。

示例：一个简单的属性文法示例：一个简单的属性文法

假设我们有一个简单的算术表达式文法，如下所示：

E→E+T{E.val=E1.val+T.val}

E→T{E.val=T.val}

T→T*F{T.val=T1.val*F.val}

T→F{T.val=F.val}

F→(E){F.val=E.val}

F→num{F.val=num.value}

在这个文法中，val是一个综合属性，它表示每个表达式的值。例如，对于表达式E→E+

T，E.val的值是E1.val和T.val的和。

2.属性文法在语义分析中的作用属性文法在语义分析中的作用

2.1属性文法与语义规则的结合属性文法与语义规则的结合

在编译器的语义分析阶段，属性文法被用来定义和计算语法树中节点的语义信息。这些信息可以

是变量的类型、表达式的值、作用域信息等。通过将语义规则与文法符号关联，属性文法提供了

一种结构化的方法来处理这些信息，使得语义分析更加清晰和模块化。

2.2属性文法在编译器中的应用实例属性文法在编译器中的应用实例

示例：类型检查示例：类型检查

考虑一个简单的类型检查属性文法，用于检查表达式中变量的类型是否匹配：

E→E+T{E.type=errorifE1.type!=T.typeelseE1.type}

E→T{E.type=T.type}

T→id{T.type=id.declared_type}

T→num{T.type=int}

在这个例子中，type是一个综合属性，用于确定表达式的类型。如果E1和T的类型不匹配，

E.type将被标记为error，表示类型检查失败。

示例：作用域分析示例：作用域分析

作用域分析是确定变量在程序中的可见性和生命周期的过程。属性文法可以用来定义和计算作用

域信息：

S→{S1}{S.declared_vars=S1.declared_vars}

S→Sid=E;{S.declared_vars[id]=E.type}

S→Sstmt{S.declared_vars=S.declared_vars}

在这个例子中，declared_vars是一个综合属性，用于收集声明的变量及其类型。代表语句

序列，id代表变量名，E代表表达式。每当遇到变量声明时，E.type被记录在

S.declared_vars中，用于后续的类型检查和作用域分析。

2.3总结总结

属性文法在编译器设计中扮演着重要角色，它通过定义综合属性和继承属性，以及与之相关的语

义规则，使得语义分析过程更加结构化和模块化。无论是类型检查、作用域分析还是其他语义分

析任务，属性文法都提供了一种强大的工具，帮助编译器正确地理解和处理源代码的语义信息。

请注意，上述示例和描述是基于属性文法的基本概念和应用，旨在提供一个清晰的教程框架，帮

助理解属性文法在编译器设计中的作用。

属性文法优化技术属性文法优化技术

3.属性传递优化属性传递优化

3.1属性传递的基本原理属性传递的基本原理

属性传递优化是属性文法中一种重要的优化技术，它基于属性之间的依赖