7.20. Генерация выходного текста. Польская инверсная запись

При рассмотрении вопросов генерации выходного текста надо иметь в виду то, что реально выходной текст программы после трансляции - это, как правило, не выполняемый код, а некоторая промежуточная форма, поскольку программа в дальнейшем может быть загружена для выполнения в разные места памяти и т.д. С другой стороны, выполняемая программа (или программа в близком к такой форме виде) машинно-зависима, то есть использует конкретную систему команд и другие конкретные архитектурные особенности. Так что процесс генерации - трудоемкий процесс, требующий большой и весьма кропотливой работ. Это в значительной степени ремесло, а не наука, хотя есть и теоретические работы по этому вопросу. Интересно, что здесь заметный вклад внесли ученые женщины-программисты.

Поэтому рассмотрим лишь основную идею генерации и остановимся на использовании в вычислениях постфиксных представлений.

Генерация.

Здесь, лишь из соображений наглядной демонстрации идеи, в качестве выходной формы программы возьмем блок-схему.

Пусть транслируется условный оператор входного языка, имеющий вид:

IF (A - B) 10, 15, 20

Для данного входного языка определено, что

IF - служебное слово оператора условия.

A - B - арифметическое выражение.

10, 15, 20 - метки.

Работа оператора состоит в вычислении арифметического выражения

И сравнение полученного результата с нулем на больше, равно или меньше нуля.

В зависимости от трех возможных исходов сравнения осуществляется переход на соответствующую программную метку.

"Смыслу" оператора заранее поставлена в соответствие заготовка выходного кода - в данном случае - заготовка блок-схемы. При анализе содержания оператора извлекается арифметическое выражение, требующее дальнейшей обработки и конкретные метки переходов.

X:= A- B

1

X > 0 10

0

1 "семантика"

X = 0 15 оператора IF.

0

1

X < 0 20

0

обработка ошибки

Тут как раз хороший повод вернуться к вопросу трансляции арифметических выражений. Часто для них (и не только) выполняют преобразование в польскую инверсную запись (ПОЛИЗ), что упрощает последующее выполнение-вычислеие.

Вообще есть три способа записи операций:

1. Инфиксный: a*b (например, а + b).

2. Префиксный: *ab (например, (a,b)).

3.Постфиксный: ab* (например, а и b - просуммировать)

О третьем, постфиксном, способе и идет речь. Его еще называют

польской инверсной записью; в память о польском математике Яне Лукашевиче.

Преобразование выражений в ПОЛИЗ с легкой руки Э.Дейкстры (первой величины в области теоретического программирования) стали часто изображать в виде "железнодорожного разъезда".

выход вход магазина (стека)

0

n верхушка магазина

Алгоритм преобразования арифметических выражений в ПОЛИЗ.

1. Поступающие на вход операнды сразу проходят на выход.

2. Поступающие на вход операторы сравниваются по приоритету. Если приоритет оператора на входе магазина больше, чем в верхушке магазина, то оператор со входа поступает в магазин (first in/last out). Если приоритет оператора на входе меньше или равен приоритету оператора в верхушке магазина, то оператор из верхушки магазина идет на выход и сравнение повторяется. Эти процедуры выполняются до тех пор, пока не исчерпается строка.

Операции	Магазинный	Сравнительный
(		
:=		
+ -	1	1
* /	2	2
(степень) 	3	3
)	-	

y:=a*(b+c) e/(d-k)

y сразу проходит на выход…

) / )

yabc yabc + e yabc + e*dk yabc + e*dk-/:=

1 23 2 32

При выполнении используется стек.

Операнды поступают в стек. Поступив на вход стека, оператор вытягивает из стека столько операндов, сколько ему нужно. Результат заталкивается в вершину стека.

+ * - / :=

2 2

3 5 25 3 1 25

2 1 1 25 25 y

1 y y y y

y