fdokumen.com bab-3-analisis-sintak-nidjosandjojo-bab-3-analisis-sintak-peran-pengurai

BAB 3. ANALISIS SINTAK
ƒ PERAN PENGURAI
ƒ CONTEXT-FREE GRAMMAR
ƒ PENULISAN GRAMMAR
ƒ PENGURAIAN TOP-DOWN
ƒ PENGURAIAN BOTTOM-UP
ƒ PENGURAIAN OPERATOR-PRECEDENCE
ƒ PENGURAIAN LR
ƒ PENGGUNAAN AMBIGUOUS GRAMMAR
ƒ PEMBENTUK PENGURAI
Teknik Kompilasi
3.1
Dr. Nidjo Sandjojo, M.Sc
Syntax & Semantics
ƒ Definisi Syntax
à Syntax suatu bahasa pemrograman adalah satu himpunan
peraturan yang menjelaskan bagaimana simbol-simbol
simbol simbol bahasa
dapat dirangkai bersama untuk membentuk pernyataan (statement)
yang berarti.
à Aturan formal yang mengatur bagaimana seseorang menulis
instruksi yang valid dalam pada suatu bahasa.
ƒ Definisi Semantics
à Himpunan aturan yang memberikan artian dari suatu instruksiinstruksi
instruksi yang ditulis pada suatu bahasa pemrograman.
Teknik Kompilasi
3.2
Dr. Nidjo Sandjojo, M.Sc
1
Pendahuluan
ƒ Setiap bahasa pemrograman mempunyai aturan-aturan yang
menjelaskan struktur sintak dari program-program yang dibuatnya.
ƒ Misalnya
i l
pada
d bahasa
b h
Pascal:
l
à Program terbentuk dari beberapa blok.
à Blok terbentuk dari beberapa statements.
à Statements terbentuk dari beberapa ekspresi.
à Ekspresi terbentuk dari beberapa token.
à Token terbentuk dari beberapa characters.
Teknik Kompilasi
3.3
Dr. Nidjo Sandjojo, M.Sc
Pendahuluan (cont’d)
ƒ Sintak dari bentuk bahasa pemrograman dapat dijelaskan oleh notasi
Context-Free Grammars atau Backus-Naur Form (BNF) yang memberikan
beberapa keuntungan baik kepada perancang maupun penulis
compilers.
ƒ Keuntungan-keuntungan tersebut adalah:
à Spesifikasi sintak jelas dan mudah dimengerti
à Efisiensi & dapat menemukan ambiguity
à Mendeteksi kesalahan untuk membuat program yang benar
à Menampilkan
ilk construct (bentuk)
(b
k) baru
b
dan
d kemampuan
k
tambahan.
Teknik Kompilasi
3.4
Dr. Nidjo Sandjojo, M.Sc
2
PERAN PENGURAI
token
source
program
Lexical
Analyzer
get
next token
Parser
parse
tree
Rest of
intermediate
Front End representation
Symbol
Table
Position of parser in compiler model
Teknik Kompilasi
3.5
Dr. Nidjo Sandjojo, M.Sc
PERAN PENGURAI (cont’d)
ƒ Penguraian (parsing) adalah proses penentuan apakah satu
rangkaian/untaian (string) tokens dapat dibentuk (generated) oleh
satu tata bahasa.
ƒ Dalam pembahasan masalah ini akan sangat membantu dengan
berfikir bahwa satu pohon urai sedang dibentuk walaupun
sebenarnya compiler tidak membentuk pohon urai semacam itu.
ƒ Namun demikian suatu pengurai (parser) harus dapat membentuk
pohon urai atau bila tidak maka penerjemahan tidak dijamin
berjalan benar.
benar
Teknik Kompilasi
3.6
Dr. Nidjo Sandjojo, M.Sc
3
PERAN PENGURAI (cont’d)
Adapun peran utama pengurai (parser) adalah:
ƒ Parser menerima token dari Lexical Analyzer
ƒ Menguji bahwa token tersebut dapat dibentuk oleh tata bahasanya
ƒ Parser melaporkan kesalahan sintak
ƒ Parser harus dapat kembali bekerja walau telah menemukan
kesalahan sampai proses akhir.
3.7
Teknik Kompilasi
Dr. Nidjo Sandjojo, M.Sc
Perbedaan Pohon Sintak & Pohon Urai
POHON SINTAK
Disebut Abstract Syntax Tree
atau Syntax Tree
POHON URAI
Disebut Concrete Syntax Tree
Setiap node
merepresentasikan operator
dan anak-anak node
merepresentasikan operand
Akar (root)-nya merupakan simbol
mulai (start symbol) dan daun-nya
merupakan produksi sebelah kanan
suatu grammar, atau lebih menekankan
grammar)
Contoh:
Pohon urai untuk 9-5+2 berdasarkan
grammar:
List Æ list + digit
List Æ list - digit
List Æ digit
Digit Æ 0|1|2|3|4|5|6|7|8|9
Contoh:
Pohon syntax untuk 9-5+2
Teknik Kompilasi
3.8
Dr. Nidjo Sandjojo, M.Sc
4
Perbedaan Pohon Sintak & Pohon Urai (cont’d)
ƒ Gambar Pohon Sintak
Teknik Kompilasi
ƒ Gambar Pohon Urai
3.9
Dr. Nidjo Sandjojo, M.Sc
Tipe Pengurai
1.Universal
à Dapat digunakan untuk menguraikan semua jenis tata bahasa.
Sangat tidak efisien digunakan untuk keperluan kompilasi.
kompilasi
2.Top-Down
à Membentuk pohon urai dari atas atau root (akar) ke bawah atau
daun (leaf).
3.Bottom-Up
pohon urai dari bawah ke atas.
à Memebentuk p
ƒ Tersebut nomor dua dan tiga adalah yang lazim dan lebih efisien
digunakan dalam pembuatan atau proses kompilasi.
Teknik Kompilasi
3.10
Dr. Nidjo Sandjojo, M.Sc
5
Syntax Error Handling
ƒ Bila satu Compiler hanya memproses program yang benar,
rancangan & implementasi-nya akan lebih sederhana.
ƒ Tetapii programer sering
i menulis
li program yang tidak
id k benar
b
dan
d
compiler yang baik harus dapat membantu programmer didalam
mengidentifikasi dan melokalisasi kesalahan.
Teknik Kompilasi
3.11
Dr. Nidjo Sandjojo, M.Sc
Kesalahan
Kesalahan dapat terjadi pada beberapa tingkat yang berupa:
1. Leksikal, misal salah mengejah identifier, keyword (kata kunci),
dan operator.
2. Sintak, misal ekpresi arithmetic dengan tanda kurung yang tidak
seimbang.
3. Semantik, misal suatu operator dipakai pada operand yang tidak
cocok.
4 Logika
4.
Logika, misal recursive call (pemanggilan berulang) yang tidak
terhingga (endless loop).
Teknik Kompilasi
3.12
Dr. Nidjo Sandjojo, M.Sc
6
Pendeteksian Kesalahan
ƒ Pendekteksian Kesalahan dan penanggulangannya dipusatkaan pada
phase ANALISIS. Alasannya :
à Kesalahan terjadi pada sifat sintaknya,
sintaknya atau kumpulan token yang
datang dari lexical analyzer tidak sesuai dengan tata bahasanya.
à Ketepatan dari metode parser modern yang dapat mendeteksi
kesalahan sintak dengan efisien.
Teknik Kompilasi
3.13
Dr. Nidjo Sandjojo, M.Sc
Tujuan Mengatasi Kesalahan
1.Melaporkan adanya kesalahan dengan jelas dan akurat.
2.Harus dapat cepat kembali mendeteksi kesalahan
selanjutnya
l j
jika
jik telah
l h mendeteksi
d k i kesalahan
k l h sebelumnya.
b l
3.Tidak harus memperlambat proses jika dilakukan terhadap
program yang benar.
Teknik Kompilasi
3.14
Dr. Nidjo Sandjojo, M.Sc
7
Cara Pelaporan
ƒ Bagaimana pengendali kesalahan (error handler) melaporkan adanya
kesalahan?
à Salah satu cara: mencetak baris dimana kesalahan mungkin
terjadi; pesan juga ditampilkan.
ƒ Setelah mendeteksi adanya kesalahan, pengurai (parser) kembali
berfungsi walaupun kadang-kadang kesalahan pertama akan
mempengaruhi proses selanjutnya, namum proses tidak berhenti.
ƒ Pada umumnya pengurai kembali pada suatu phase dengan
melanjutkan
l j tk pemrosesan input
i
t dengan
d
harapan
h
input
i
t tersebut
t
b t dapat
d t
diurai dengan benar.
3.15
Teknik Kompilasi
Dr. Nidjo Sandjojo, M.Sc
Error--Recovery Strategies
Error
ƒ Panic Mode (Mode Panik)
Paling sederhana bila menemukan kesalahan, parser membuang
simbol
i b l input
i
sampaii salah
l h satu token
k penyelaras
l
(
(synchronizing
h i i ttoken)
k )
ditemukan, misalnya; dan end. Metode ini tidak menimbulkan
endless loop.
ƒ Phrase Level (Kombinasi Kata-kata)
Pada saat menemukan kesalahan, parser melakukan pembetulan loka
pada sisa input dengan menggati awalan (prefix) dari sisa input
dengan string yang dapat meneruskan proses. Pembetulan sederhana
misalnya menghapus titik koma yang berlebihan, menggati koma
dengan titik koma, tapi kadang menimbulkan loop tak terhingga
(endless loop)
Teknik Kompilasi
3.16
Dr. Nidjo Sandjojo, M.Sc
8
Error--Recovery Strategies (cont’d)
Error
ƒ Error Production (Produksi Kesalahan)
Bila menemukan kesalahan yang umum/biasa, kemudian
memperluas tentang bahasanya dengan memproduksi bentuk
bentuk-bentuk
bentuk
yang salah. Produksi yang diperluas tersebut digunakan untuk proses
penguraian untuk dapat mendiagnosa bentuk input yang salah.
ƒ Global Correction (Pembetulan Menyeluruh)
Kompilator yang ideal hanya akan membuat perubahan sedikit
mungkin dalam hal proses input yang tidak benar.
Ada beberapa global dengan cara tertentu sehingga perubahan pada
token dilakukan sekecil mungkin. Metoda ini sangat mahal dari segi
waktu/tepat.
3.17
Teknik Kompilasi
Dr. Nidjo Sandjojo, M.Sc
CONTEXT--FREE GRAMMAR
CONTEXT
ƒ Banyak bentuk bahasa pemrograman memiliki struktur rekursif
(recursive: berulang) yang dapat didefinisikan oleh context-free
grammar (CFG).
ƒ Misalnya kita memiliki statement bersyarat yang didefinisikan oleh satu
peraturan seperti:
à Bila S1 dan S2 adalah statement dan E adalah expression, maka;
If E then S1 else S2 adalah sebuah statement.
à Dalam bentuk produksi:
stmt Æ if expr then stmt else stmt
ƒ Bentuk statement bersyarat ini tidak dapat ditentukan dengan
menggunakan notasi regular expression. Regular expression dapat
menentukan struktur leksikal dari suatu token.
Teknik Kompilasi
3.18
Dr. Nidjo Sandjojo, M.Sc
9
CONTEXT--FREE GRAMMAR (cont’d)
CONTEXT
ƒ Dengan menentukan variabel stmt untuk menyatakan kelas dari
statement dan expr menyatakan kelas dari expression, kita dapat
mengekpresikan statement diatas dengan menggunakan produksi tata
bahasa.
à Dalam bentuk produksi:
stmt Æ if expr then stmt else stmt
ƒ CFG terdiri dari Terminal, Non-Terminal, Start symbol, dan
Produksi.
.
3.19
Teknik Kompilasi
Dr. Nidjo Sandjojo, M.Sc
CONTEXT--FREE GRAMMAR (cont’d)
CONTEXT
KOMPONEN
ƒ Satu set token
ƒ Satu set non-terminal
ƒ Satu set produksi
ƒ Satu non-terminal sebagai tanda start
ƒ Contoh Grammar :
stmt Æ
Start
symbol
Teknik Kompilasi
produksi
if (expr) stmt else stmt
token
Variables Æ urutan token = non-terminal
3.20
Dr. Nidjo Sandjojo, M.Sc
10
CONTEXT--FREE GRAMMAR (cont’d)
CONTEXT
CONTOH
ƒ List
Æ List + Digit
ƒ List
Æ List - Digit
ƒ List
Æ Digit
ƒ Digit Æ 0|1|2|3|4|5|6|7|8|9
Dapat ditulis menjadi:
ƒ List
Æ |List+Digit|List-Digit|Digit
Catatan:
à Simbol2 terminal: + - |
à Simbol2 non-terminal: list digit 0 …9
Teknik Kompilasi
3.21
Dr. Nidjo Sandjojo, M.Sc
CONTEXT--FREE GRAMMAR (cont’d)
CONTEXT
KEGUNAAN CONTEXT-FREE GRAMMAR ADALAH:
ƒ Menentukan syntax suatu bahasa.
ƒ Menjelaskan dengan tepat syntax suatu bahasa.
ƒ Menjelaskan struktur hierarkhi bentuk-bentuk bahasa.
ƒ Membantu mengarahkan penerjemahan.
Teknik Kompilasi
3.22
Dr. Nidjo Sandjojo, M.Sc
11
CONTEXT--FREE GRAMMAR (cont’d)
CONTEXT
TERDIRI DARI :
1. Terminal
Simbol dasar dari suatu rangkaian yang terbentuk token Æ terminal, kata
kunci if then dan else Æ terminal
2. Non-Terminal Æ stmt dan expr
Adalah variabel sintatik yang menyatakan kumpulan dari rangkaian,
mendefinisikan kumpulan dari rangkaian yang membantu bahasa yang
ddibentuk
be tu oleh
o e tata bahasa.
ba asa. Memberikan
e be a struktur
st u tu hirarki
a yang
ya g bermanfaat
be a aat
dalam proses analisis sintak translasi
3.23
Teknik Kompilasi
Dr. Nidjo Sandjojo, M.Sc
CONTEXT--FREE GRAMMAR (cont’d)
CONTEXT
3. Awal Simbol
Satu non-terminal berfungsi sebagai awal simbol, kumpulan rangkaian
yang dinyatakannya merupakan bahasa yang didefinisikan tata bahasa
tersebut.
4. Produksi
Menentukan perilaku dimana terminal dan non-terminal dapat
digabungkan untuk membentuk rangkaian.
Setiap produksi terdiri dari non-terminal diikuti oleh tanda panah (kadangkadang simbol ::=), diikuti oleh rangkaian dari suatu non-terminal dan
terminal.
i l
à Bila S1 dan S2 adalah statement dan E adalah expression, maka; If E
then S1 else S2 adalah sebuah statement.
à Dalam bentuk produksi: stmt Æ if expr then stmt else stmt
Teknik Kompilasi
3.24
Dr. Nidjo Sandjojo, M.Sc
12
Ketentuan--Ketentuan Notasi
Ketentuan
1. Simbol-simbol Terminal
à Huruf kecil awal alfabet, misal a, b, c
à Simbol operator
operator, misal +,
+ -,
- dsb
à Simbol tanda baca, misal tanda kurung, koma dsb
à Digit 0, 1, 2, ….9
à Rangkaian tercetak tebal, misal id atau if
2. Simbol-simbol Non-Terminal
à Huruf besar alfabet, misal A, B, C
à Huruf S jika muncul biasanya dianggap sebagai simbol awal
à Nama dengan huruf kecil seperti expr atau stmt
3. Terminal/Non-Terminal
à Huruf besar akhir alfabet spt X,Y,Z merepresentasikan simbol tata bahasa
(mungkin terminal atau non-terminal)
Teknik Kompilasi
3.25
Dr. Nidjo Sandjojo, M.Sc
Ketentuan--Ketentuan Notasi (cont’d)
Ketentuan
4. Terminal
à Huruf kecil akhir alfabet seperti x, y, z merupan rangkaian (strings) dari suatu
terminal.
5. Huruf kecil yunani seperti α β dan γ merupakan rangkaian (strings) dari
simbol tata bahasa. Produksi, A Æα menyatakan ada satu non-terminal A
disebelah kiri tanda panah & rangkaian simbol tata bahasa α disebelah kanan.
6. Jika A Æ α1, A Æ α2 … A Æ αk (atau A-produksi) dapat ditulis sebagai
AÆα1|α2 …|αk where α1, α2 … αk, sebagai alternatif untuk A.
7. Jika tidak disebutkan, sisi kiri dari produksi yang pertama adalah simbol awal.
Teknik Kompilasi
3.26
Dr. Nidjo Sandjojo, M.Sc
13
Ketentuan--Ketentuan Notasi (cont’d)
Ketentuan
Grammar Notation
ƒ The following notation used in the text is fairly standard in the literature:
à Terminals include lower-case letters earlyy in the alphabet
p
like a, b, c,
operator symbols like +, -, punctuation symbols like comma and
parentheses; digits 0, 1, …, 9; boldface strings like id or const.
à Non-terminals include upper-case early in the alphabet like A, B, C; the
letter S (usually the start symbol); lower-case italized names like expr or
stmt.
à Upper-case letters late in the alphabet like X, Y or Z stand for grammar
symbols; i.e. either terminals or non-terminals.
à Lower
Lower-case
case letters late in the alphabet like u,
u v,
v …zz stand for strings of
terminal symbols.
à Lower-case Greek letters like α, β, γ stand for strings of grammar
symbols.
ƒ Hence a typical context-free grammar can be written as A Æ α.
Teknik Kompilasi
3.27
Dr. Nidjo Sandjojo, M.Sc
DERIVASI
ƒ E Æ -E Æ -(E) Æ -(id)
ƒ Urutan penggantian E berturut-turut sampai dengan –(id) disebut
DERIVASI untuk
k –(id)
(id) dari
d i E.
ƒ Simbol Æ artinya derive dalam 1 langkah atau derive dalam nol atau
lebih, or *Æ +Æ derive dalam 1 langkah atau lebih.
ƒ Pohon urai & derivasi
ƒ See fig …derivasi
Teknik Kompilasi
3.28
Dr. Nidjo Sandjojo, M.Sc
14
DERIVASI (cont’d)
ƒ Gambar Derivasi
3.29
Teknik Kompilasi
Dr. Nidjo Sandjojo, M.Sc
AMBIGUITY
ƒ Grammar yang dapat memiliki lebih dari satu pohon urai yang dihasilkan
dari satu rangkaian token yang diketahui.
ƒ Contoh : Grammar: List Æ|list+digit|list-digit|digit.
ƒ Misalnya kita tidak dapat membedakan antara list dan digit, sehingga
keduanya dianggap sebagai string; maka grammar-nya:
stringÆ|string+string|string-string|string.
ƒ Sehingga pohon urainya dapat :
string
string
string
9
string
string
g
string
string
string
+
5
string
-
9
2
+
5
string
-
2
Kedua pohon urai tersebut untuk: 9 + 5 - 2
Teknik Kompilasi
3.30
Dr. Nidjo Sandjojo, M.Sc
15
PENULISAN SUATU TATA BHS
ƒ Tata bahasa mempunyai kemampuan untuk menjelaskan sehingga besar,
tetapi tidak semua, syntax dari bahasa pemrograman
ƒ Sebagian
b i kecil
k il dari
d i analisis
li i syntax dikerjakan
dik j k oleh
l h penganalisis
li i leksikal
l k ik l
sebagaimanan ia menghasilkan rangkaian token dari karakter inputnya.
ƒ Setiap metode pengurian hanya dapat menangani satu bentuk tertentu, tata
bahasa awal mungkin harus ditulis kembali untuk dapat memungkinkanya
menguraikan dengan metode yang dipilih.
3.31
Teknik Kompilasi
Dr. Nidjo Sandjojo, M.Sc
PENULISAN SUATU TATA BHS (cont’d)
Regular Expressions vs Context-Free Grammar
ƒ Setiap bentuk yang dapat di jelaskan oleh satu regular expression,
d t juga
dapat
j
dijelaskan
dij l k oleh
l h satu
t tata
t t bahasa.
b h
ƒ Misal: regular expression (a|b)*abb dan tata bahasa:
A0 Æ aA0|bA0|aA1
A1 Æ bA2
A2 Æ bA3
A3 Æ ∈
menjelaskan bahasa yang sama, set string “a” dan “b” yang diakhiri
dengan abb.
Teknik Kompilasi
3.32
Dr. Nidjo Sandjojo, M.Sc
16
PENULISAN SUATU TATA BHS (cont’d)
ƒ Karena setiap set regular adalah satu bahasa bebas konteks, maka timbul
pertanyaan :
à Mengapa menggunakan ekspresi regular untuk mendefinisikan lexical syntax
dari suatu bahasa?
ƒ Alasan-alasanya sebagai berikut:
1. Peraturan-peraturan leksikal dari satu bahasa pada umumnya cukup sederhana,
dan untuk menjelaskannya tidak memerlukan notasi sebagus/sekuat grammar.
2. Expresi regular pada umumnya menyediakan notasi yang singkat dan lebih
mudah dimengerti oleh token dari pada tata bahasa.
3 Lexical analyzer yang lebih efisien dapat dibentuk secara otomatis dari ekspresi
3.
regular dari pada grammar.
4. Pemisahan struktur sintak dari suatu bhs ke dalam bagian-bagian leksikal dan
nonleksikal menyediakan kemudahan dalam hal modulasi front end menjadi dua
komponen yang mudah diatur.
Teknik Kompilasi
3.33
Dr. Nidjo Sandjojo, M.Sc
PENULISAN SUATU TATA BHS (cont’d)
ƒ There are no firm guidelines as to what to put into the lexical rules, as
opposed to the syntactic rules.
ƒ Regular expressions are most useful for describing the structure of
lexical constructs such as identifiers, constants, keywords, and so
forth.
ƒ Grammars, on the other hand, are most useful in describing nested
structures such as balanced parentheses, matching begin-end's,
corresponding ifif-then-else's,
then else s, and so on.
ƒ As we have noted, these nested structures cannot be described by
regular expressions.
Teknik Kompilasi
3.34
Dr. Nidjo Sandjojo, M.Sc
17
PENULISAN SUATU TATA BHS (cont’d)
ƒ Secara mekanik kita dapat merubah satu NFA menjadi grammar yang
menghasilakan bahasa yang sama yang dikenali oleh NFA tersebut.
ƒ Tata bahasa tersebut diatas dibentuk dari NFA sebagai berikut:
a
b
a
start
0
b
2
1
3
b
Teknik Kompilasi
3.35
Dr. Nidjo Sandjojo, M.Sc
PENULISAN SUATU TATA BHS (cont’d)
Menggunakan susunan sebagai berikut :
ƒ Untuk setiap state i dari NFA, membentuk satu simbol nonterminal Ai.
ƒ Bila state i mempunyai satu transisi ke state j simbol a, mengenalkan
produk Ai Æ aAj
ƒ Bila state i ke state j dgn input ε, mengenalkan produksi Ai ÆAj
ƒ Bila i adalah state penerima, mengenalkan Ai Æ ε
ƒ Bila i adalah state awal, membuat Ai sbg simbol start dari grammar.
Teknik Kompilasi
3.36
Dr. Nidjo Sandjojo, M.Sc
18
PENGURAIAN TOPTOP-DOWN
ƒ Penguaraian (turun berulang)
ƒ Penguraian top-down Æ usaha untuk:
à Mencari
M
i derivasi
d i i paling
li kiri
ki i (left-most)
(l ft
t) suatu
t rangkaian
k i input
i
t
à Membentuk pohon urai
ƒ Contoh
à Tata Bhs: S Æ cAd, A Æ ab|a
à Input:
w Æ cad
S
S
c
A
d
c
A
a
Teknik Kompilasi
S
d
b
c
A
d
a
3.37
Dr. Nidjo Sandjojo, M.Sc
PENGURAIAN PRAKIRA
stmt Æ if expr then stmt else stmt
| while expr do stmt
| begin
b i stmt_list
t t li t end
d
ƒ Kata kunci if, while dan begin akan menentukan produksi
Teknik Kompilasi
3.38
Dr. Nidjo Sandjojo, M.Sc
19
PENGURAIAN BOTTOMBOTTOM-UP
ƒ Penguraian shift-reduce
ƒ Penguraian dasar-atas Æ memperoleh derivasi rightmost
ƒ Contoh :
à Tata bahasa: S Æ aABe
A Æ Abc|b
BÆd
ƒ Kalimat : abbcdc dapat direduksi ke S, sbb :
abbcde
AÆb
Jadi abbcde dapat direduksi menjadi S.
S
aAbcde
A Æ Abc Derivasi Right-Most:
aA
de
BÆd
S ÆaABc ÆaAde Æ aAbcde Æ abbcde
aA
B e S Æ aABe
S
Teknik Kompilasi
3.39
Dr. Nidjo Sandjojo, M.Sc
20