Rappel Modèle analyse-synthèse de la compilation

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1 Rappel Modèle analyse-synthèse de la compilation
code source position = initial + rate * 60 table de symboles position id1 rate initial id2 id3 Analyseur lexicale (scanner) unités lexicales (token) id1 = id2 + id3 * 60 Analyseur syntaxique (parser) = + * id1 id2 id3 60 arbre syntaxique IFT313 © Froduald Kabanza

2 Rappel Modèle analyse-synthèse de la compilation
Chacun des éléments du lexique est décrit par une expression régulière position = initial + rate * 60 Analyseur lexicale (scanner) id1 = id2 + id3 * 60 code source unités lexicales (token) L’analyseur lexical est un automate à états fini déterministe Nous avons donc besoin de : Convertir une expression régulière en un AFN Convertir un AFN en AFD Optimiser l’AFD IFT313 © Froduald Kabanza

3 Rappel Expressions régulières Automates à états finis
Conversion d’une expression régulière en un automate à états fini non déterministe IFT313 © Froduald Kabanza

4 Rappel Expressions régulières Automates à états finis
Conversion d’une expression régulière en un automate à états fini non déterministe IFT313 © Froduald Kabanza

5 Expression régulières
ε (ou ‘’) : L’expression régulière ε représente le langage {ε} (ou {‘’}) symbole (caractère) : Pour chaque symbole (caractère) a dans l’alphabet, l’expression régulière a représente le langage {a}, c-à-d., le langage contenant juste le mot a. Étant donnés les expressions régulières r et s représentant, respectivement, les langages L(r) et L(s) : r|s (alternation) est une expression régulière représentant L(r) U L(s). rs (concaténation) est une expression régulière représentant L(r)L(s). r* (zéro ou plusieurs répétitions) représente (L(r))*. (r) est une expression régulière représentant L(r). IFT313 © Froduald Kabanza

6 Exemples expressions régulières
((a|b)a)* spécifie le langage de mots de longueur paire terminés par un ‘a’ { ‘’, aa, ba, aaaa, baaa, aaba, baba, aaaaaa, …} (0|1)*0 spécifies l’ensemble de nombres binaires qui sont des multiples de 2. ((a|b)a)* n’est pas le langage de mots terminé par un ‘a’. Ce dernier est (a|b)*a IFT313 © Froduald Kabanza

7 Rappel Expressions régulières Automates à états finis
Conversion d’une expression régulière en un automate à états fini non déterministe IFT313 © Froduald Kabanza

8 Automates à états finis
Un automate à états finis, ou automate fini (AF) tout court, est un modèle très simple de programme ayant : une entrée de chaîne de symboles (caractères), un ensemble fini d’états, des transitions entre les états en fonction des symboles lus, et un état initial un ensemble d’états accepteurs (appelés aussi états finaux). Entrée if (rate >= 0) …… Tête de lecture i f IF 1 3 4 ... 2 w h AF IFT313 © Froduald Kabanza

9 Définition formelle Un automate fini M est un tuple M = (S,A,R,s0, F) : A est un ensemble de symboles (l’alphabet) S est un ensemble fini d’états R est soit: Une relation de transition R : S × A* ® 2S pour les automate fini non déterministe (AFN) Une fonction de transition R : S × A ® S pour les automates finis déterministes (AFD) s0 est l’état initial (appartenant dans S) F est un ensemble finaux d’états (appartenant dans S) IFT313 © Froduald Kabanza

10 . Exemple . a..z 1 3 4 2 5 “ ” 0..9 “ ” 1 2 3 4 5 [0-9] NUM REAL SPACE
“ ” other 1 2 3 4 5 IFT313 © Froduald Kabanza

11 Simuler un AFD Algorithme I : DFASimualtor (Simulateur d’AFD ou PiloteAFD) Entrée : Chaîne de symboles input terminée par EOF (fin de fichier). AFD D, avec la matrice de transitions trans, état initial s0 (initialState), et états accepteurs F Sortie : True if D accepts x; False otherwise. Approche : Suivre la fonction de transition trans. Utiliser input.nextChar() pour lire la prochaine caractère dans input. IFT313 © Froduald Kabanza

12 Code de l’algorithme currentState = D.initialState;
currentInputPosition = 0; currentChar = input.nextChar(); currentInputPosition++; while ((currentChar!=EOF) && (currentState !=0 ) ) { currentState = D.trans[currentState][currentChar]; } if in(currentState, D.F) && (currentChar == EOF)) return TRUE; else return FALSE; IFT313 © Froduald Kabanza

13 Exemple de trace Entrée : 9 7 . 5 EOF 1 1 2 2 2 3 3 4 3 current Input
[0-9] . REAL NUM 5 “ ” SPACE current Input Position current State 1 1 2 2 2 ‘ ‘ [0-9] ‘.’ 1 5 2 4 3 3 3 4 3 Retourne TRUE (accepte l’entrée) parce qu’il termine dans un état accepteur et toute l’entrée est lue. IFT313 © Froduald Kabanza

14 Reconnaître des tokens
L’algorithme précédent accepte ou rejette un chaîne de caractères. La tâche d’un analyseur lexical n’est pas juste d’accepter ou rejeter des chaînes de caractères. Il doit trouver la plus longue sous-chaîne de l’entrée correspondant à une expression régulière (longest match). On peut étendre l’algorithme précédent pour garder une trace de la plus longue sous-chaîne acceptée, en introduisant des variables additionnelles. IFT313 © Froduald Kabanza

15 Rappel Expressions régulières Automates à états finis
Conversion d’une expression régulière en un automate à états fini non déterministe IFT313 © Froduald Kabanza

16 Algorithme RegExpToNFA
Entrée : Une expression régulière r sur un alphabet A Sortie : Un AFN acceptant L(r). Méthode : Pour chaque expression régulière r de base (c-à-d., ε ou un élément de A), il existe un AFN très simple pour L(r). Pour chaque expression régulière plus complexe, u, (par exemple: rs, r|s, r*, r+, [abc], [a-z],…), on obtient l’AFN pour L(u) en combinant les AFNs pour L(r), L(s), L(a), L(b), … On peut ensuite optimiser l’AFN obtenu. IFT313 © Froduald Kabanza

17 Cas de base i i f Pour ε, construire l’AFN :
tel que i est un nouvel état initial et accepteur. Pour chaque symbole a de l’alphabet, construire l’AFN : Là aussi i et f sont de nouveaux états. i i f a IFT313 © Froduald Kabanza

18 Cas récursifs Pour l’expression régulière rs, construire l’AFN N(rs) : C-à-d.: L’état initial de N(rs) est l’état initial de N(r) et les états finaux de N(rs) sont les états finaux de N(s). Ensuite, il faut ajouter des transitions ε partant des états finaux de N(r) vers l’état initial de N(s). r s ε IFT313 © Froduald Kabanza

19 Cas récursifs Pour l’expression régulière r|s, construire l’AFN N(r|s) : C-à-d.: on crée un nouvel état i, avec des transitions ε aux états initiaux de N(r) et N(s). Les états finaux de N(rs) sont ceux de N(r) et N(s). r s ε i IFT313 © Froduald Kabanza

20 Cas récursifs Pour l’expression régulière r*, construire l’AFN N(r*) : C-à-d: On crée un nouvel état initial i avec une transition ε à l’ancien état initial de N(r), ainsi que des transitions des états finaux de N(r) à l’ancien état initial de N(r). i ε r IFT313 © Froduald Kabanza