Этапы работы анализатора
1. Заполнение таблицы функций
На этой стадии происходит анализ объявлений функций, происходящий на верхнем уровне дерева, и создание новых записей в таблице функций.
Алгоритмически необходимо обойти в ширину верхний уровень программы и из каждого встреченного объявления функции выделить ее имя, аргументы, и возвращаемое значение для формирования новой записи в таблице функций.
2. Создание таблиц переменных
После заполнения таблиц функций нужно проанализировать их реализации, а именно тела. Для корректной работы дальнейших стадий модуля необходимо обеспечить правильную работу с областями видимости программы.
Пример
Пример кода
def main(i: int) -> None:
x: int = 2
if 2 > 1:
y: float = 1.0
Схематический вид на уровне синтаксических деревьев
При входе в тело функции создается пустая таблица символов, которая привязывается к этому телу. Указатель на привязанную таблицу добавляется в список, содержащийся во вспомогательном классе. Так как функция имеет аргументы, то необходимо добавить их в эту таблицу (в примере переменная i типа int). Далее для каждого встреченного объявления переменной необходимо добавлять ее в таблицу переменных анализируемой области видимости (добавляем переменную x типа int в таблицу, привязанную к телу функции). Все условные переходы или циклы содержат в себе свою таблицу символов, поэтому к ним привязываются новые пустые таблицы и указатели на них добавляются в начало списка вспомогательного класса. При анализе веток условных переходов добавляем в их таблицы символов встреченные объявленные переменные (в примере переменная y типа float).
Для работы с областью видимости программы используется список, содержащий в себе таблицы переменных. При встрече в каком-либо выражении имени переменной производится проверка ее существования в данной области видимости. Так как для каждой новой области ее таблица символов добавляется в список спереди, то в поиске первыми будут просматриваться переменные, объявленные в данной области, а после – в родительских областях. В примере выше, если в выражении внутри условного оператора встретится имя переменной, то сначала будет произведен поиск по таблице, относящейся к условному оператору (таблица, содержащая только переменную y), а потом для таблицы тела функции (таблица, содержащая только переменные i, x).
3. Проверка типов
Проверка типов – важная часть семантического анализа. Модуль проверяет, соответствуют ли типы операндов в выражениях. Выражения можно разделить на два типа:
с заранее известным типом, к которому необходимо выполнить приведение;
с заранее неизвестным типом.
Для каждого типа выражения необходимы свои отдельные процедуры их обработки.
Например, для выражения x = y + 2.0 + 1 заранее известен тип, так как выполняется присваивание переменой «x» некоторого значения. А для выражения, содержащегося в параметрах вызова функции «print(x + y + 1)», тип, к которому его необходимо привести заранее неизвестен.
В первом случае, необходимо рекурсивно обходить выражение и для всех узлов, для которых тип не совпадает с заранее известным, нужно выполнить вставку конструкции приведения типа.
До проверки типов:
После проверки типов:
Во втором случае необходимо рекурсивно спуститься к листьям выражения и запоминать встреченные типы узлов. Если среди типов был встречен тип с плавающей точкой, то остальные операнды выражения приводятся к нему, иначе изменений не происходит.