Синтаксис pascal-программы

НАПИСАНИЕ ПРОГРАММ НА ЯЗЫКЕ CF-PASCAL

В этом разделе мы узнаем о том, как писать простые программы на языке CF-Pascal, проверять корректность синтаксиса и использовать принципы проектирования и разработки программ в процессе пошагового совершенствования написания, исполнения и тестирования простейших программ.

Введение в синтаксис языка CF-Pascal

Программы CFPascal составляются в соответствии с четко заданным синтаксисом. Точный набор правил определяет синтаксис программ и процедуры его проверки.

Новые идеи: Синтаксис программы, нотация BNF, синтаксическое правило, альтернативное синтаксическое правило, рекурсивное синтаксическое правило, доказательство синтаксической корректности.

Для того, чтобы научиться писать на английском, в первую очередь необходимо освоить синтаксис и грамматику языка, чтобы быть способным писать сложные предложения, объединять их в параграфы и т.д. Синтаксис английского языка, требует многих лет изучения, потому что он является естественным языком и постоянно обновляется и изменяется.

Аналогично, для того, чтобы писать на CF-Pascal, тоже необходимо овладеть синтаксисом, чтобы быть способным писать операторы и составлять с их использованием программы. Однако CF-Pascal является формальным языком с четко заданным набором синтаксических правил. Эти правила позволяют изучить синтаксис языка гораздо быстрее и полнее, чем это возможно в случае естественных языков. Изучив синтаксис языка, можно смело переходить к вопросу о том, как писать программы для решения предстоящих задач.

Паскаль-машина рассматривает Паскаль-программу как последовательность символов. Люди, в свою очередь, узнают знакомые слова и могут догадаться, что имеется в виду в следующей последовательности символов, не являющейся Паскаль-программой:

PROGRAM CopyChar(INPUT, OUTPUT);

VAR

Ch; CHAR;

BEGIN

READ(Ch);

WRITELN(Ch)

END.

Паскаль-программа, с таким же именем, которая была рассмотрена на предыдущей лекции, выглядит так:

PROGRAM CopyChar(INPUT, OUTPUT);

VAR

Ch: CHAR;

BEGIN

READ(Ch);

WRITELN(Ch)

END.

Разница между этими строками символов в один-единственный символ не позволит компилятору языка Паскаль откомпилировать первый пример.

Из-за необходимости составления Паскаль-программ с точностью до символа, эта глава ознакомит вас со строгими правилами синтаксиса языка CF-Pascal. Конечно, эксперименты и примеры полезны во время изучения, но точные и лаконичные правила позволят вам уверенно проверять корректность программ. Изучения языков программирования только по примерам и использования компилятора для проверки синтаксиса приведет не только к ограниченному использованию ЯП, но также создаст неверное понимание о написания программ вообще.

Синтаксис Pascal-программы

Программа CopyChar – всего лишь пример последовательности символов, удовлетворяющей правилам синтаксиса языка Pascal. Правила определяют элементы программ (это что-то вроде частей речи в русском языке) при помощи синтаксических категорий, а также показывают, как элементы программ попадают в эти категории.

Синтаксические элементы могут быть описаны по правилам грамматики в нотации BNF (Backus-Naur Form) названной по имени компьютерных ученых, которые вместе с другими учеными участвовали в разработке языка ALGOL-60 – концептуальным предшественником языка Паскаль. Синтаксические элементы записываются в виде слова или фразы внутри угловых скобок () и определяются при помощи правила, которое может относиться к другим синтаксическим элементам.

Правило 1 определяется часть синтаксического элемента «программа».

SR1.::=;.

Синтаксическое правило 1 утверждает, что синтаксический элементможет быть составлен из синтаксического элемента , следующей за ней точки с запятой, синтаксического элементаи последующей точки. Угловые скобки, заключающие в себе названия других синтаксических элементов, означают, что каждый из этих элементов также определяются синтаксическим правилом. Правило 1 определяет элемент , тогда какибудут определены при помощи других правил. Точка с запятой и точка – это синтаксические литералы или строки символов, которые должны присутствовать именно в том виде, в каком они показаны.

Символ ::= означает «является любым примером». Синтаксическое правило 1 читается так:

является любым примером , последующей точки с запятой, последующего ,последующей точки.

Символы ::= и угловые скобкиявляются метасимволами,поскольку они не являются частью определяемого языка. Ни ::=, нине могут присутствовать в Пасколь программы, за исключением, возможно, комментариев. В случае программы CopyChar последовательность символов

PROGRAM CopyChar(INPUT,OUTPUT)

соответствует синтаксической части , а последовательность:

VAR

Ch: CHAR;

BEGIN

READ(Ch);

WRITELN(Ch);

END

соответствует синтаксической части .

Для того, чтобы вся программа соответствовала синтаксической части , надо вставить точку с запятой после заголовка и точку после части , как это указано в синтаксическом правиле 1. Мы будем говорить об элементах программ, говоря о том какая последовательность символов какому синтаксическому элементу соответствует, и затем будет ссылаться к данной последовательности символов по имени элемента.

Синтаксическое правило 2 определяет синтаксический элемент .

SR2.::= PROGRAM(INPUT, OUTPUT)

Заголовок начинается с символьной последовательности PROGRAM, последующегои символьной строки (INPUT, OUTPUT). В программе CopyChar,является последовательность сама символов CopyChar.

Стандартные слова вроде PROGRAM и должны бать разделены друг от друга как минимум одним пробелом, в том случае, когда между ними не находится знак препинания вроде точки с запятой. В синтаксических правилах пробелы никогда явно не показываются. Пробелы используются в них только для того, чтобы повысить их читаемость. В тех случаях, когда может быть вставлен один пробел, может быть использовано любое их количество пробелов. Символ конца строки может заменить собой любой пробел.

является любая последовательность символов, которая начинается с буквы, за которой может следовать любое (0 или больше) количество букв и/или цифр, без пробелов и других символов.

Синтаксическое правило 3 задает определение идентификатора, используя два новых понятия. Во первых – это вертикальная черта | которая означает «или». Во вторых, данное правило использует в определении синтаксического элемента тот же самый синтаксический элемент. Вертикальная черта – это другой метасимвол, в данных синтаксических правилах.

SR3.::=

Данное правило читается так:

является , либо (другой) , за которым следует , либо (другой) , за которым следует .

Каждый возможный вариант в таком правиле называется альтернативой правила. В том случае, когда нам будет необходимо сослаться на одну из альтернатив, мы будем пользоваться нотацией Dewey. Например, правило SR3 имеет первую альтернативу 3.1 (), и две другие альтернативы 3.2 и 3.3. Короче говоря, синтаксическое правило SR3 гласит, что любая буква или цифра, добавленная в конецсоздает новый . Правило 3.1 определяеткак единственную букву, а правила 3.2 и 3.3 определяютдлиной более одного символа в терминахменьшей длины.

SR4.:= A | B | C | D | E | F | G | H | I | J | K | L | M | N | O | P | Q | R | S | T | U | V | W | X | Y | Z | a | b | c | d | e | f | g | | i | j | k | l | m | n | o | p | q | r | s | t | u | v | w | x | y | z

SR5.:= 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9

Альтернатива 4.7, например, позволяетбыть равной (например) равной G.

Теперь, используя эти определения мы можем построитьCopyChar по одному символу за раз:

	По синтаксическому правилу
C	С являетсяпо правилу 4.3, и, следовательно,по правилу 3.1
Co	С являетсякак описано выше, o являетсяпо правилу 4.41, поэтому Coявляется идентификатором по правилу 3.2
Cop	Подобным образом, как в случае с Co, Copявляется идентификатором по правилам 4.42 и 3.2
…
CopyChar	подобно CopyCha и правилам 1.44 и 3.2

Подобным образом последовательности символов Copy1, XxXxX, One4Two являются .

Поскольку пробелы встречаются в синтаксических правилах только для улучшения читаемости, они не могут встречаться внутри

Почему ниже перечисленные символьные строки не являются идентификаторами?

Последовательность символов	Не являетсяпотому что
2nd	не начинается с буквы
C 75	содержит пробел
Ch1+Ch2	символ + не является ни буквой, ни цифрой

Синтаксические деревья

Правила синтаксиса языка CF-Pascal определяют пошаговое построение любой программы в виде последовательности символов. В случае, когда такое построение программы невозможно, символьная последовательность не может быть текстом Паскаль-программы. Построение программы может быть изображено в виде синтаксического дерева. На рисунке 1 частично построенаCopyChar.

Статьи к прочтению:

Machine input output reasoning for bank po Solve in One Line | In Hindi

Похожие статьи: