CSI3525: Concepts des Languages de Programmation

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CSI3525Concepts des Languages de Programmation

• Notes 3
• Description Syntaxique des Languages

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Pourquoi Decrire les Languages de Programmation?
Et Comment?

• Les languages de programmation sont implementes
  et utilises par un grand nombre de personnes. Ils
  doivent donc etre compris par toutes ces
  personnes, avant meme quils nexistent ou quils
  soient utilises.
• La clarite et la precision de la description sont
  tres intimement lies au succes dun nouveau
  language.
• La description dun language se divise en deux
  parties description syntaxique et description
  semantique.
• La syntaxe correspond a la description de la
  forme des expressions, instructions et unites de
  programmes.
• La semantique correspond a leur signification.
• La syntaxe est plus facile a descrire que la
  semantique.

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La Description Syntaxique Definitions

• Les languages sont des chaines de caracteres
  provenant dun alphabet.
• Chaque chaine represente une phrase.
• Il existe de petites unites syntaxiques appelees
  des lexemes.
• Les tokens dun language representent des
  categories de lexemes. Certains tokens ne
  representent quun seul lexeme, mais dautres en
  representent plusieurs.
• Les languages peuvent etre decrits de deux facons
  distinctes reconnaissance ou generation.

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Reconaisseur de Languages

• Etant donne un language L qui utilise lalphabet
  ?, on peut construire un mechanisme de
  reconnaissance R capable de reconnaitre les
  chaines de caracteres de lalphabet ?.
• R doit indiquer si une chaine qui lui est donnee
  apartient ou non au language. En dautre termes,
  il va accepter ou rejeter cette chaine.
• De facon pratique, dans un compilateur, lanalyse
  syntaxique est faite par un systeme de
  reconnaissance.

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Generateur de Languages

• Un generateur de language genere des phrase dun
  language.
• De facon pratique, un generateur peut sembler peu
  utile en tant que descripteur de language, mais
  en fait, il est tres utile car il permet une
  description facile a lire et a comprendre.
• En fait, un generateur est beaucoup plus utile
  quun reconaisseur quant a la description du
  language.

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Methodes Formelles de Description Syntaxique
Generalites

• Les mecanismes formels de generation de language
  sappellent des grammaires.
• Les grammaires les plus utiles pour les
  languages de programmation sont les grammaires
  libres de contexte (context-free)
• La notation utilisee pour specifier de telles
  grammaires sappelle la forme Backus-Naur. (BNF).
• BNF est une forme tres naturelle de description
  syntaxique. Elle est en fait tres proche de la
  technique utilisee par Panini des centaines
  dannees avant Jesus-Christ.

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Methodes Formelles de Description Syntaxique
Fondations

• Un metalanguage est un language destine a decrire
  dautres languages. BNF est un metalaguage pour
  les languages de programmation.
• BNF definit les structures syntaxiques du
  language en utilisant des regles (ou
  productions).
• Le Left-Hand-Side (LHS) dune regle BNF ne
  contient quun symbole non-terminal, alors que le
  Right-Hand-Side peut contenir des symboles
  terminaux ou non.
• Un non-terminal peut avoir plusieures
  definitions.
• Une regle peut aussi etre recursive.

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Methodes Formelles de Description Syntaxique
Definitions

• Les phrases dun language sont generees par
  lapplication en sequence des regles de la
  grammaire.
• La generation dune phrase ou dun programme
  entiersappelle une derivation et elle commence
  au symbole de depart.
• Sil y a plusieurs non-terminaux dans une regle
  et que la derivation etend le non-terminal le
  plus a gauche avant les autres, on parle de
  leftmost derivation.
• Un avantage des grammaires est quelles decrivent
  naturellement la structure syntaxique
  hierarchique des phrases des languages quelles
  decrivent. Ces structures hierarchiques
  sappellent des parse trees.

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Methodes Formelles de Description Syntaxique
Considerations

• Une grammaire qui peut generer une phrase ayant
  deux ou plus de deux parse trees distincts est
  une grammaire ambigue.
• Lambiguite syntaxique est un probleme dans les
  languages de programmation car la semantique est
  basee sur la syntaxe et la signification dune
  phrase doit etre unique.
• Une grammaire peut-etre ecrite de maniere a
  implementer la precedence des operateurs, et leur
  associativite,.

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EBNF Une extension de la BNF

• Il existe certaines extensions de la form
  Backus-Naur qui netendent pas le pouvoir
  descriptif du meta-language, mais plutot, en
  etend sa lisibilite et sa facilite decriture.
• 3 extensions sont utilisees couramment
• Lutilization de --gt Option (oui/non)
• Lutilization de --gt Iteration
• Lutilization de --gt Option a choix multiple
• Lutilization de --gt repetition unique ou
  multiple

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Parse Trees

• Le processus appele parsing consiste a
  construire un parse tree pour la phrase ou le
  programme ecrits dans le language.
• Parsing peut-etre fait du haut en bas ou du bas
  en haut.
• Parsing peut-etre fait assez facilement si la
  grammaire du language est definie de maniere
  appropriee (voir livre pp.123-125). En
  particulier, il est important pour cette
  grammaire de ne pas avoir de recursion a gauche.

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Grammaires a Attributs Generalites

• Une grammaire a attributs est un mecanisme qui
  permet de decrire une plus grande partie de la
  structure dun language que nest possibleavec
  une grammaire libre de contexte.
• En particulier, une telle grammaire permet la
  definition de certaines regles du language tels
  que la compatibilite des types.
• En general, la catecory de regles du language qui
  ne peuvent pas etre definies en BNF sappelle la
  semantique statique de ce language.

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Grammaires a Attributs Definitions

• Une grammaire a attribut est une grammaire avec
  les additions suivantes
• Chaque symbole de la grammaire est associe a un
  ensemble dattributs divise en deux
  sous-ensembles les attributs synthetises, qui
  passent linformation semantique vers le haut de
  larbre et les attributs inherites, qui la
  passent vers le bas.
• Chaque regle de grammaire est associee a un
  ensemble de fonctions semantiques et, peut-etre,
  un ensemble de fonctions prediquees.
• Un attribut intrinsique est un attribut
  synthetise qui appartient a une feuille darbre
  et dont la valeur est determinee a lexterieur
  de larbre.