242

9 ИСПРАВЛЕНИЕ И ДИАГНОСТИКА ОШИБОК

9.1 ТИПЫ ОШИБОК

Если программа, представленная компилятору, написана с ошибками,

не на «исходном» языке, «недружелюбный» компилятор может просто про-

информировать пользователя об этом, не указав, где произошла ошибка.

Большинство пользователей не будут удовлетворены таким подходом, по-

скольку они ожидают от компилятора [2]:

1)точного указания, где находится (первая) ошибка программирова-

ния;

2)продолжения компиляции (или, по крайней мере, анализа) програм-

мы после обнаружения первой ошибки с целью обнаружения

остальных.

Основные причины возникновения ошибок программирования можно

классифицировать следующим образом:

–Программист не совсем понимает язык, на котором он пишет, и ис-

пользует неправильную конструкцию программы.

–Программист недостаточно осторожен в применении конструкций языка и забывает описать идентификатор или согласовать открыва-

ющую скобку с закрывающей и т.д.

–Программист неправильно пишет слово языка или какой-либо дру-

гой символ в программе.

Ошибки, обусловленные этими тремя факторами, по-разному обнару-

живаются компилятором. Ошибки первого типа вылавливаются синтаксиче-

ским анализатором, и генерируется сообщение с указанием того символа, на котором поток программы стал недействительным. Ошибки второго типа распадаются на две категории. Те, которые относятся к контекстным свой-

ствам языка (отсутствие идентификатора и др.), обнаруживаются процедурой

243

выборки из таблицы символов во время синтаксического анализа. Такие ошибки, как недостающие скобки, обнаруживаются самим анализатором во время выполнения фазы одного из проходов. Ошибки третьего типа обычно выявляются во время лексического анализа.

Существуют ошибки еще одного типа, когда программа пытается вы-

полнить деление на ноль или считывание за пределами файла. Они называ-

ются ошибками времени прогона, и обычно их нельзя обнаружить в процессе компиляции. Наша задача – проанализировать методы диагностики всех ви-

дов ошибок фазы компиляции и рассмотреть методы их коррекции.

9.2 ЛЕКСИЧЕСКИЕ ОШИБКИ

Задача лексического анализатора – сгруппировать последовательность литер в символы исходного языка. При этом он работает исключительно с локальной информацией. В его распоряжении имеется небольшой объем па-

мяти, и он не осуществляет предварительного просмотра. В тех случаях, ко-

гда лексический анализатор окажется не в состоянии сгруппировать какие-

либо последовательности литер в символы (лексемы), будут возникать ошиб-

ки. Лексические ошибки можно разделить на следующие группы [2]:

–Одна из литер оказывается недействительной, т.е. она не может быть включена ни в одну из лексем. В таком случае лексический анализатор либо игнорирует эту литеру, либо заменяет ее какой-

либо другой.

–При попытке собрать выделенное слово языка выясняется, что по-

следовательность букв не соответствует ни одному из этих слов. В

этом случае можно воспользоваться алгоритмом подбора слова,

чтобы идентифицировать слово, имеющее несколько другое написа-

ние. Например, realab представить как real ab.

–Собирая числа, лексический анализатор может испытывать затруд-

нения с последовательностью вида 42.34.41. Возможное решение

244

здесь – допустить, какая бы ошибка ни была, что предполагалось одно число, и предупредить программиста, что вместо этого числа принято конкретное число по умолчанию.

–Отсутствие в программе какой-либо литеры приводит к тому, что лексический анализатор не может отделить один символ от другого.

Например, если в A+B пропущен знак «+», то лексический анализа-

тор просто пропустит идентификатор AB, не оповещая об ошибке на этой стадии. Однако отсутствие знака «+» в 1+A вызовет ошибку,

хотя лексический анализатор не будет знать, к какой группе ошибок отнести 1A – к недопустимым идентификаторам или еще чему-либо.

–Обычно проблему для лексического анализатора создают недоста-

ющие кавычки строки символов, например, string food := ”BREED

Следовательно, в остальной части программы открывающие и за-

крывающие кавычки могут быть перепутаны. В результате обру-

шится лавина сообщений об ошибках. «Смышленый» анализатор

смог бы обнаружить неправдоподобную последовательность литер внутри кавычек (например, end) и исправить ошибку, поставив в нужном месте кавычки.

Многие компиляторы завершают свою работу тем проходом, где обна-

ружена ошибка. Однако современная тенденция построения компиляторов базируется на принципе обнаружения максимального числа ошибок. Таким образом, желательно, чтобы компилятор продвинулся в своей работе как можно дальше. Поэтому лексический анализатор должен передать следую-

щему проходу (фазе) последовательность действительных символов (а не обязательно действительную последовательность символов). Для правильных в лексическом смысле программ это не представляет трудностей. При лекси-

чески неправильных программах приходится или игнорировать последова-

245

тельность символов, или включать дополнительные. Может потребоваться изменение написания символов, разбиение строки на действительные симво-

лы. Игнорировать последовательность литер – самое простое средство, но оно практически всегда приводит к возникновению синтаксических ошибок.

Методы исправления лексическим анализатором недопустимых входов зави-

сят от обстоятельств, и на практике их выбор определяется компилируемым языком.

9.3 ОШИБКИ В УПОТРЕБЛЕНИИ СКОБОК

Ошибки, связанные с употреблением скобок, обнаруживаются относи-

тельно легко. Обычно компиляторы содержат фазу, предшествующую пол-

ному синтаксическому анализу, на которой производится согласование ско-

бок. Если применять скобки только одного типа, например «(» и «)», провер-

ку можно осуществлять с помощью целочисленного счетчика. Этот счетчик первоначально устанавливается на нуль, затем увеличивается на единицу для каждой открывающей скобки и уменьшается на единицу для каждой закры-

вающей скобки. Последовательность скобок считается допустимой в том случае, когда [2]:

1)счетчик ни при каких обстоятельствах не становится отрицатель-

ным;

2)при завершении работы счетчик будет на нуле.

Вбольшинстве языков программирования встречаются различные ти-

пы скобок, например

{ }

[ ]

begin end

if fi

case esac