Системы генерации трансляторов

Владею русским со словарем, французским, хинди, испанским,
банту и другими с переводчиком.
Владимир Колечицкий

С точки зрения существующих алгорифмов синтаксического анализа, все языки и порождающие их грамматики делятся на два класса LL(n) и LR(n). Этот теоретический раскол в классе грамматик, распознаваемых анализаторами, построенными по принципу снизу вверх, и анализаторами, реализующими принцип сверху вниз, естественным образом наложил свой отпечаток и на практические реализации систем. В результате существуют системы с входными языками, специфицируемыми LR(n) и LL(n) грамматиками соответственно. Исторически первой системой, реализующей синтаксически управляемую трансляцию, была система уасс, входной язык которой принадлежит к классу LR(1) или, более точно, LALR(1). Система уасс, разработанная в 1972 году в рамках проекта Unix, успешно используется до сих пор, что, конечно, не может не свидетельствовать в пользу простоты и мощности идей, положенных в ее основу.

Однако, несмотря на простоту и ортогональность архитектуры этой системы, нельзя не отметить также и некоторую многословность, появляющуюся при попытке спецификации сложной грамматики на входном языке системы, а также узкую ориентированность на язык С, как язык реализации построенного по грамматике транслятора. Эти и некоторые другие ограничения и послужили основной движущей силой, давшей жизнь целому семейству систем, имеющих своим прототипом оригинальный уасс. Перечислим некоторые из них:

• BISON - реализация уасс, написанная в рамках проекта GNU;
• PCYACC (компании Abraxas Software (http://www.abxsoft.com/pcyacc.htm)). Это коммерческая реализация уасс, включающая в себя различные утилиты, упрощающие процесс разработки трансляторов. Среди них: документатор, отладчик, библиотекарь и т. д. В поставку включены спецификации грамматик многих современных языков программирования (С, C++, SQL и т. д.);
• Yacc++ (компании Compiler Resources, Inc. (http://world.std.com/~compres/)). Это расширение, целиком и полностью построенное на идеях объектно-ориентированного программирования. На выходе этой системы пользователь получает полноценную иерархию классов, реализующих трансляцию со специфицированного языка.

Естественное желание разработчиков пользоваться давно написанными средствами, прошедшими не один год тестовых испытаний в реальных проектах, отрицательно сказалось на количестве систем, транслирующих входные языки класса LL(n), т. е. реализующих двойственный подход к проблеме. Тем не менее, в рамках некоторых учебных проектов, а также в рамках проекта "Оберон" был создан ряд таких систем. Среди них следует отметить:

• SYNTAX - технологический комплекс, созданный в Санкт-Петербургском государственном университете под руководством профессора Б. К. Мартыненко.

Является интегрированной инструментальной системой, предназначенной для проектирования, разработки, реализации и тестирования средств синтаксически управляемой обработки данных;

• DEPOT4 (авторская разработка Юргена Лампе (Jurgen Lampe)). Это система, генерирующая трансляторы, работающие по принципу рекурсивного спуска. При этом допускается возможность регулированного отката при обнаружении неоднозначностей. Таким образом, при наличии требования на отсутствие левой рекурсии в правилах грамматики сама грамматика может быть и не LL(1). Естественно, что чем ближе грамматика к классу LL(1), тем более быстрый транслятор можно будет с нее получить;
• LLGEN (является частью большого учебно-коммерческого проекта, известного под названием Amsterdam Compiler Kit - АСК (http://www.cs.vu.nl/vakgroepen/cs/ack.html)). Она также генерирует трансляторы, работающие по принципу рекурсивного спуска.

Представленная картина оказалось бы неполной, если бы мы не рассмотрели здесь экспериментальные системы, реализующие нестандартные подходы к проблеме спецификации и реализации трансляций. Вот очень короткий список таких проектов:

• ALE - Attribute-Logic Engine (авторская разработка Боба Карпентера (Bob Carpenter) и Джеральда Пенна (Gerald Penn) (http://www.cs.toronto.edu/~gpenn/ale.html)). Система, базирующаяся на принципах искусственного интеллекта;
• EAG (ftp://hades.cs.kiin.nl/pub/eag/). Система, в основе которой лежат расширенные аффиксные грамматики;
• PRECC (авторская разработка Питера Брюера (Peter Breuer) и Джонатана Боуена (Jonathan Bowen) (http://www.afm.sbu.ac.uk/precc/)). Это система, позволяющая грамматике входного языка быть контекстно-зависимой.