Компиляторы компиляторов
Выше мы уже упоминали о компиляторах компиляторов (КК) – системах, позволяющих создавать компиляторы. На самом деле КК – это некий инструментарий программиста, помогающий создавать компиляторы (или интерпретаторы). Создавая множество компиляторов или постоянно модифицируя грамматику разрабатываемого языка (к сожалению, далеко не всегда можно заранее ясно определить структуру и синтаксис), разработчик, естественно, желает некоторым образом автоматизировать некие рутинные процедуры. Не случайно все рассмотренные нами методы анализа по возможности представлялись в формальном виде. Все они могли быть автоматизированы. Имея регулярную грамматику лексической структуры можно, автоматически сгенерировать сканер в виде конечного автомата. Имея грамматику синтаксической структуры, можно написать универсальную процедуру синтаксически управляемого перевода (или создать универсальный МП-автомат).
Следовательно, по крайней мере эти две наименее творческие и наиболее сложные и рутинные составляющие компилятора можно сгенерировать автоматически.
Для этого потребуется некоторое описание двух наших грамматик – грамматики для сканера и грамматики для реализации синтаксического анализатора. Это описание вполне можно хранить в некотором файле. И тогда мы получим своего рода специальный входной язык – язык описания компилятора.
Разумеется, получить на выходе готовый компилятор мы не сможем. В лучшем случае на выходе будут некоторые фрагменты компилятора:
А дальше разработчику все равно необходимо будет самостоятельно добавлять семантические процедуры. С семантикой без него все равно ни один КК не справится. И еще пара замечаний.
Во-первых, при описании синтаксиса желательно правила грамматики записывать как можно в более естественной форме, при этом отделяя синтаксические категории от терминальных символов (скажем, заключая синтаксические категории в угловые скобки). С одной стороны, это сделает описание более удобочитаемым, а с другой – позволит КК легко разделять символы обоих словарей (терминального и нетерминального).
Во-вторых, нельзя забывать про наличие в схеме СУ-перевода (если КК реализует именно этот метод) еще двух составляющих – условия применимости правила грамматики и семантической процедуры. Все это тоже должно быть описано. Если описать семантическую процедуру достаточно просто, то с условием применения все гораздо сложнее. Ведь условие, в общем случае, может быть представлено произвольным логическим выражением. Дабы не заниматься его анализом с последующим вычислением, можно посоветовать сразу записывать это выражение в польской форме. Получится хоть не совсем красиво, зато удобно и очень просто.
И последнее. Познакомиться с описанием одного из наиболее почтенных КК можно в замечательной книге Кернигана и Пайка (см. библиографию). Описанный там КК YACC (Yet Another C Compiler – еще один компилятор С или Yet Another Compiler Compiler – еще один компилятор компиляторов) представляет весьма мощный инструмент, хотя использование его – занятие весьма утомительное. На самом же деле пользоваться надо своим собственным инструментарием. КК – это один из немногих продуктов, ценность которого определяется его "эксклюзивностью". Ведь не случайно создание по-настоящему эффективных компиляторов определяется квалификацией разработчиков, их опытом и, вообще говоря, уровнем их «школы». Потому до сих пор велика конкуренция на рынке компиляторов и трансляторов, эффективность которых у одних производителей заметно отличается от того, что делают другие. Кстати, зачастую бывает и так, что у одного и того же производителя компиляторы для разных языков получаются совсем разного качества.