符號表和語義分析

一、語義分析的內容

1. 遇到名稱 (變數名，函式名) 定義時

檢查是否重定義。(redefined)

2. 遇到名稱使用時

檢查是否未定義。(undefined)

3. 型別檢查

表示式中的運算，賦值，函式呼叫中的引數，都要檢查型別是否匹配或相容。

二、符號表

為了實現語義分析，使用符號表。

當定義一個名稱時，需要查詢符號表，看該名稱是否重定義。若是，報錯 redefined；否則把該名稱插入到符號表中。

當使用一個名稱時，需要查詢符號表，看該名稱是否未定義。若是，報錯 undefined。

為簡單起見，用連結串列實現符號表。產品級編譯器中，通常使用hash表來實現符號表。

三、作用域 (scope)

為了減少名稱的衝突，程式語言中使用作用域的概念。作用域指名稱(變數名，函式名等)的有效引用範圍。

在不同作用域中，可定義相同的名稱。在內層作用域中，可定義與外層作用域相同的名稱。

四、C語言中的作用域

有三種：

1. 全域性作用域

1) 全域性變數

2) 函式

函式內不能定義函式，所有函式是全域性的。從定義處直到檔案結束的範圍內，函式有效、可以引用。

2. 函式作用域

包括函式引數和函式內定義的區域性變數。只在該函式範圍內有效。

3. 塊作用域。

在塊語句(花括號)內定義的變數。只在該塊語句範圍內有效。

示例。

1 #include <stdio.h>

  2                       // 進入全域性作用域：level = 0

  3 int a, b;

  4

  5 int add(int a, int b) { //從引數表開始，進入函式作用域：level = 1

  6     int c;

  7     c = a + b;

  8     return c;

  9 }                         // 退出函式作用域：level = 0

 10

 11 int main() {            // 從引數表開始，進入函式作用域：level = 1

 12     int a, c;

 13     a = 90;  b = 20;

 14     c = add(a, b) / b;

 15

 16     if ( a > b )

 17     {                  // 進入塊作用域：level = 2

 18         int c = a;

 19         while ( c > b )

 20             c = c - b;

 21         a = c;

 22     }                  // 退出塊作用域：level = 1

 23

 24     printf("a=%d  b=%d  c=%d\n", a, b, c);

 25 }                       // 退出函式作用域：level = 0

五、最內巢狀作用域規則

在外層作用域定義的名稱，在內層作用域裡可見，除非內層作用域裡定義了相同的名稱。

在使用一個名稱時，按照從內層到外層的順序，來查詢該名稱的定義之處。

滿足這種規則的作用域，稱靜態作用域，也稱詞法作用域。

六、符號表的實現

用連結串列實現。每次插入符號，插入到表頭。

設定一個全域性變數 level，記錄當前作用域的層次 (深度)。

用一例加以說明。

$ cat -n t4.cmm

     1  int a, b;

     2

     3  int add(int a, int b) {

     4      int c;

     5      c = a + b;

     6      return c;

     7  }

     8

     9  int main() {

    10      int a, y;

    11      a = 100;  b= 20;

    12      y = a / b;

    13      print y;

14  }

    1) 一開始，進入全域性作用域, level = 0;

    2) 分析到一個函式，從引數表開始，進入函式作用域，level++;

分析完第4行後，符號表：

3) 每退出一個函式，釋放該函式加入到符號表的符號，level--;

分析完第7行後，符號表：(一個函式結束後，)

4) 進入下一個函式

分析完第10行後，符號表：