12 Генерация внутреннего представления программ

На этапе семантического анализа также может решаться задача перевода программы на промежуточный язык. Промежуточная форма записи программы упрощает переход от машинно-независимых этапов трансляции к машинно-зависимым. Она обеспечивает удобство как генерации команд объектной программы, так и интерпретации исходной программы.

Результатом работы синтаксического анализатора должно быть некоторое внутреннее представление исходной цепочки лексем, которое отражает ее синтаксическую структуру. Программа в таком виде в дальнейшем может либо транслироваться в объектный код, либо интерпретироваться.

Основные свойства языка внутреннего представления программ:

1. он позволяет фиксировать синтаксическую структуру исходной программы;

2. текст на нем можно автоматически генерировать во время синтаксического анализа;

3. его конструкции должны относительно просто транслироваться в объектный код либо достаточно эффективно интерпретироваться.

Некоторые общепринятые способы внутреннего представления программ:

1. постфиксная запись

2. префиксная запись

3. многоадресный код с явно именуемыми результатами

4. многоадресный код с неявно именуемыми результатами

5. связные списочные структуры, представляющие синтаксическое дерево.

В основе каждого из этих способов лежит некоторый метод представления синтаксического дерева.

Замечание: чаще всего синтаксическим деревом называют дерево вывода исходной цепочки, в котором удалены вершины, соответствующие цепным правилам вида A → B, где A, B  N.

12.1 Польская запись

Польский математик Ян Лукашевич обнаружил, что при использовании функциональной записи выражения, в которой операция предшествует своим операндам (а не записывается между ними), скобки становятся излишними.

Пример. Инфиксной форме записи A+B соответствует префиксная форма записи (ПОЛИЗ) +AB.

Префиксная форма (или польская запись) формально может быть определена следующим образом:

1. Всякая переменная или константа есть выражение.

2. Если ₁ – знак унарной (одноместной) операции, а  - выражение, то ₁ является выражением

3. Если ₂ – знак бинарной (двухместной) операции, а ₁ и ₂ - выражения, то ₁₁ ₂ является выражением

4. Если _n – знак n-местной операции, а ₁, ₂, …, _n являются выражениями, то _n₁ ₂…_n - выражение

5. Других выражений не существует

В отличие от обычной алгебраической записи выражений префиксная форма однозначно определяет порядок выполнения операций. Например, выражение A+B+C+D можно интерпретировать по-разному, а префиксная запись выражения всегда однозначно определяет порядок выполнения операций.

Полноскобочная форма выражения	Префиксная форма выражения
((((A+B)+C)+D) ((A+B)+(C+D)) ((A+(B+C))+D) (A+((B+C)+D)) (A+(B+(C+D)))	+++ABCD ++AB+CD ++A+BCD +A++BCD +A+B+CD

Постфиксная форма (польская инверсная запись - ПОЛИЗ) определяется следующими правилами:

1. Всякая переменная или константа есть выражение.

2. Если ₁ – знак унарной (одноместной) операции, а  - выражение, то ₁ является выражением

6. Если ₂ – знак бинарной (двухместной) операции, а ₁ и ₂ - выражения, то ₁ ₂ ₁является выражением

7. Если _n – знак n-местной операции, а ₁, ₂, …, _n являются выражениями, то ₁ ₂…_n _n - выражение

8. Других выражений не существует

Поскольку изображение операции «унарный минус» совпадает с изображением операции «бинарный минус», то унарный минус можно представлять двумя способами: либо записывать его как бинарный оператор, т.е. –В представлять в виде 0-В, либо для унарного минуса ввести новый символ операции, например, символ «!».

Пример. Выражение (A+B)*C можно представить в польской инверсной записи как АВ+С*