Análisis Sintáctico

El análisis sintáctico es la segunda fase de un compilador, encargada de recibir la cadena de tokens generada por el análisis léxico y organizarla según una estructura jerárquica, denominada árbol sintáctico o árbol de derivación. Esta estructura sigue las reglas de la gramática formal que define el lenguaje de programación.

El objetivo principal del análisis sintáctico es verificar que el código fuente tenga una estructura válida de acuerdo con las reglas gramaticales del lenguaje, asegurándose de que las sentencias y expresiones están correctamente construidas.

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Árbol Sintáctico

El árbol sintáctico es una representación jerárquica de la estructura del programa. Cada nodo en el árbol representa un componente gramatical, como una operación o expresión, y las hojas son los tokens del código fuente. El árbol permite visualizar cómo las diferentes partes del programa están relacionadas entre sí.

Ejemplo:

Para la expresión aritmética a + b * c, el árbol sintáctico sería:

      +
     / \
    a   *
       / \
      b   c

Este árbol refleja la precedencia de las operaciones, donde la multiplicación tiene mayor prioridad que la suma.

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Gramáticas Libres de Contexto (CFG)

El análisis sintáctico se basa en gramáticas libres de contexto (CFG, por sus siglas en inglés), un conjunto de reglas que describe cómo las expresiones y sentencias del lenguaje deben estructurarse. Una CFG está compuesta por:

• Terminales: Los tokens del lenguaje, como +, if, else, etc.
• No terminales: Categorías abstractas que agrupan varias formas de producción, como <expresión>, <declaración>, etc.
• Reglas de producción: Definen cómo se pueden formar las secuencias de terminales y no terminales.
• Símbolo inicial: El punto de inicio para la construcción del árbol sintáctico.

Ejemplo de una regla de producción:

<expresión> ::= <expresión> + <término> | <término>
<término> ::= <término> * <factor> | <factor>
<factor> ::= ( <expresión> ) | id | num

Estas reglas permiten definir la estructura de las expresiones aritméticas.

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Tipos de Analizadores Sintácticos

Existen dos tipos principales de analizadores sintácticos, basados en la forma en que procesan el código fuente:

1. Análisis Ascendente (Bottom-Up): Construyen el árbol sintáctico desde las hojas (tokens) hacia la raíz. Un ejemplo común es el parser LR.
2. Análisis Descendente (Top-Down): Comienzan en la raíz y descienden hacia las hojas, tratando de derivar los tokens a partir de las reglas gramaticales. Un ejemplo de este enfoque es el parser recursivo-descendente.

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Errores Sintácticos

Un error sintáctico ocurre cuando la secuencia de tokens no sigue las reglas de la gramática. El analizador sintáctico debe detectar estos errores y, en algunos casos, recuperarse de ellos para seguir procesando el código.

Ejemplo de error sintáctico:

if (x < y) {
    z = x +;
}

En este caso, el símbolo + no está seguido por un operando, lo que genera un error.

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Fases del Análisis Sintáctico

1. Lectura de Tokens: El analizador recibe los tokens generados por el análisis léxico y los organiza en una estructura jerárquica.
2. Construcción del Árbol: Se genera un árbol que representa la estructura gramatical del programa.
3. Manejo de Errores: Se detectan errores en la secuencia de tokens y se intenta corregir o informar los problemas.
4. Preparación para el Análisis Semántico: Se pasa el árbol sintáctico al siguiente paso, el análisis semántico, donde se validan los tipos de datos y las operaciones.

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