Praktikum Compilerbau Sitzung 4 Abstrakter Syntaxbaum

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1 Praktikum Compilerbau Sitzung 4 Abstrakter Syntaxbaum Prof. Dr.-Ing. Gregor Sneltg Andreas Zwkau IPD Sneltg, Lehrstuhl für Programmierparadigmen KIT Universität des Landes Baden-Württemberg und nationales Großforschungszentrum der Helmholtz-Gemeschaft

2 Letzte Woche Was waren eure Erfahrungen? 2 7. November 2012 Andreas Zwkau Abstrakter Syntaxbaum IPD Sneltg

3 Compilerphasen Lexer Tokens Parser AST Semantik attributierter AST Zwischencodeerzeugung Zwischencode Optimierung Zwischencode Codeerzeugung 3 7. November 2012 Andreas Zwkau Abstrakter Syntaxbaum IPD Sneltg

4 Aufgaben für diese Woche Entwurf des AST als abstrakte Algebra. Implementierung als reale Datenstrukturen. Anknüpfen der AST-Erzeugung an den Parser November 2012 Andreas Zwkau Abstrakter Syntaxbaum IPD Sneltg

5 Was gehört den AST? Semantisch unwichtige Dge können weggelassen werden class Bla { } Program Class(Bla) 5 7. November 2012 Andreas Zwkau Abstrakter Syntaxbaum IPD Sneltg

6 Was gehört den AST? Code ist kompositional AST stellt Hierarchie dar Program Class(foo) class Foo { public t bar() { return 2 + 2; } } Method(t,bar) Compound Return + Const(2) Const(2) 6 7. November 2012 Andreas Zwkau Abstrakter Syntaxbaum IPD Sneltg

7 Was gehört nicht den AST? Wörter die Konstrukte voneander trennen if ( foo ) { a1(); a2(); } a3(); Compound if... a3... Reference(foo) Compound... a a November 2012 Andreas Zwkau Abstrakter Syntaxbaum IPD Sneltg

8 Was gehört nicht den AST? Wörter die Mehrdeutigkeiten der Hierarchie verhdern Kee Klammern: a (b+c) * Reference(a) + Reference(b) Reference(c) 8 7. November 2012 Andreas Zwkau Abstrakter Syntaxbaum IPD Sneltg

9 Syntax als abstrakte Algebra Beispiel: abstrakte Syntax für Expressions und Statements Stmt = IfStmt IfElseStmt WhileStmt Assignment Block... IfStmt :: Expr Stmt IfElseStmt :: Expr Stmt Stmt WhileStmt :: Expr Stmt Block :: Decls StmtList StmtList :: Stmt + Expr = Addop MultOp Var... Assignment :: Var Expr Addop :: Expr Expr Var :: Symbol Multop :: Expr Expr siehe Vorlesung Sprachtechnologie und Compiler 9 7. November 2012 Andreas Zwkau Abstrakter Syntaxbaum IPD Sneltg

10 Implementierung abstrakte Syntax Objektorientiert: je 1 Klasse pro syntaktische Kategorie Alternativregeln X = X1 X2... werden zu Unterklassen: class X { /... / } class X1 extends X { /... / } class X2 extends X { /... / } Baumaufbauregeln X :: Y1 Y2 werden zu Konstruktorfunktionen: class X { public X(Y1 y1, Y2 y2) { /... / } } November 2012 Andreas Zwkau Abstrakter Syntaxbaum IPD Sneltg

11 Tipps Nicht jede Produktion der Grammatik muss e eigener AST-Knoten werden! Gemesame Basisklassen snvoll wo Alternativen der Grammatik vorhanden sd. Statements Expressions Types? ClassMember? November 2012 Andreas Zwkau Abstrakter Syntaxbaum IPD Sneltg

12 Weitere Fragen Braucht man Verweise auf das Quellprogramm? Warum (nicht)? Was sollte e Attribut werden, was e eigener Knoten im AST? Wie ist das bei Typen oder Bezeichnern? November 2012 Andreas Zwkau Abstrakter Syntaxbaum IPD Sneltg

13 Beispiel: Taschenrechner mit Attributierter Grammatik Produktion Semantische Regeln 1) L E L.val = E.val 2) E E 1 + T E.val = E 1.val + T.val 3) E T E.val = T.val 4) T T 1 * F T.val = T 1.val F.val 5) T F T.val = F.val 6) F (E) F.val = E.val 7) F digit F.val = digit.lexval November 2012 Andreas Zwkau Abstrakter Syntaxbaum IPD Sneltg

14 Attributierter Parsebaum für 3 * L.val = 19 E.val = 19 E.val = 15 + T.val = 4 T.val = 15 F.val = 4 T.val = 3 * F.val = 5 digit.lexval = 4 F.val = 3 digit.lexval = 5 digit.lexval = November 2012 Andreas Zwkau Abstrakter Syntaxbaum IPD Sneltg

15 Implementierung Attributierter Grammatiken ererbte Attribute werden zu Parameter synthetisierte Attribute werden zu Rückgabewerten November 2012 Andreas Zwkau Abstrakter Syntaxbaum IPD Sneltg

16 AST-Aufbau für LL(1)-Beispielgrammatik Produktion Semantische Regeln 1) E T E E. = E. E. = T. 2) E ε E. = E. 3) E 1 + T E E 2 2. = new Node(+, E., T.) 1 E 1. = E 2. 4) T F T T. = T. T. = F. 5) T ε T. = T. 6) T 1 * F T T 2 2. = new Node(*, T., F.) 1 T 1. = T 2. 7) F F. = new Leaf(,.entry) 8) F ( E ) F. = E November 2012 Andreas Zwkau Abstrakter Syntaxbaum IPD Sneltg

17 AST für a b c E T E F T ε F T F T * * ε Defition von a Defition von b Defition von c November 2012 Andreas Zwkau Abstrakter Syntaxbaum IPD Sneltg

18 AST für a b c E T E F T ε F T F T * * ε Defition von a Defition von b Defition von c November 2012 Andreas Zwkau Abstrakter Syntaxbaum IPD Sneltg

19 AST für a b c E T E F T ε F T F T * * ε Defition von a Defition von b Defition von c November 2012 Andreas Zwkau Abstrakter Syntaxbaum IPD Sneltg

20 Feedback! Fragen? Probleme? Wie läuft die Arbeitseteilung? Anmerkungen? Probleme? Fragen? November 2012 Andreas Zwkau Abstrakter Syntaxbaum IPD Sneltg