编译程序构造与实践教程第八章

第8章程序错误的检查和校正8.1概述8.1.1程序错误检查的必要性程序中存在错误在所难免。一个好的编译程序，应能具有较强的查错和改错能力。查错，就是编译程序能在编译时刻，及时而准确地发现源程序中的错误，并能以简明的方式，向程序书写者报告这些错误的性质和出现的确切位置。目标是一次编译就能查出尽可能多，甚至全部的错误。8.1.2.错误的种类词法错误语法错误语义错误违犯环境限制的错误1.词法错误：编译程序在词法分析阶段发现的源程序错误。例如，关键字（保留字）拼写错、标点符号错与非法字符等。2.语法错误：编译程序在语法分析阶段发现的源程序错误,亦即，书写不符合某语法成分的语法规则。例如，作为语句括号的{与}不匹配、(与)不匹配，if语句中的条件表达式未用小括号对括住，以及else没有匹配的if等等。另外，变量未说明或被重定义等也可看作语法

(全局语法)错误。

3.语义错误源程序中的语义错误有两类：

1)

静态语义错误，这在编译时刻发现。例如,语义分析时发现：对某些运算分量进行不允许的运算，或者一个运算的两个运算分量类型不相容，等。

2)

动态语义错误，这在目标代码运行期间才能发现。这时，虽然编译程序把源程序翻译成了等价的目标代码，未发现任何错误，但运行不能正常结束或者经验证运行结果是不正确的，即，存在逻辑或算法上的错误，包括程序未能正确地反映算法，甚至可能算法本身就是错误的。

4.违犯环境限制的错误环境限制：编译程序对它所能接受的源程序运行时施加的某些限制。例如，C程序中一个整型量占的字节数、标识符最大长度、if-else嵌套嵌套最大层数、数组的最大维数。不遵循这些限制，将造成错误。对于一个好的编译程序来说，应能具有较强的查错和改错(校正)的能力。查错，就是编译程序能在编译时刻及时发现源程序中的错误，并能以简明的方式向程序书写人员报告错误的性质和错误所在的确切位置。改错，是指编译程序在其翻译过程中发现源程序的错误时，能对源程序作出适当的修正，也即校正。如果一个编译程序能在一次编译时刻，查出源程序中几乎所有的错误，指出错误的性质，给出错误所在的确切位置，并能提供尝试自动改正的信息，那么对于源程序错误的迅速改正将有非常大的帮助。

8.1.3相关的基本概念错误复原:在编译过程中，发现源程序中的错误时，采取一定的措施，使得能继续编译下去。在错误复原时，应重视下列两个方面：

·株连信息的遏止

·重复信息的遏止当源程序中发现某个错误时，往往由此错误导致编译程序向源程序书写人员发出更多的错误信息，而所发出的更多的出错信息往往是不真实的。这种信息称为株连信息。例如，假定源程序中包含一个函数调用f(R.m)，其中，m是结构变量R的成员变量，但在键入时错键入成了f(R,m)。编译时，处理到符号”)”时，将发出如下三个报错信息：“m无定义”、”参数的类型不匹配”与“参数多一个”。如果同一个错误出现在源程序中多处时，就将形成重复信息。如果一个标识符未在函数定义内说明，在该函数定义内的语句部分中，每次引用时都将发出报错信息：标识符无定义。

8.2词法错误的复原与校正

8.2.1词法错误的种类

词法错误：拼错、遗漏、多拼、颠倒

（可假定不会发生连续几个字符错）

与错误复原相关的问题：

·错误的查出

·错误的定位

·错误的局部化

·重复错误信息的遏止

8.2.2

词法错误的校正

假定不存在连续几个字符都错。

校正方法：增加、删除、替换、交换（一个字符）

一般说，不论是用替换、插入、删除，还是交换的方法去校正，都是试探的，可以以最可能成功的那种修改作为对错误的校正。不言而喻，必须输出校正信息，供程序书写人员校正时参考。8.3语法错误的复原与校正8.3.1语法错误的复原对于语法错误的复原，与词法错误的情况一样，自然地涉及下列问题：

·错误的查出·错误的定位·错误的局部化·重复错误信息的遏止8.3.2语法错误的校正1．自顶向下分析中错误的校正2.自底向上分析中错误的校正校正方法：结合语法分析技术进行错误的校正。具体说，在相应分析表的出错元素处，给出错误处理子程序的序号。

当按自顶向下的LL(1)分析技术或按自底向上的LR(1)分析技术进行语法分析时，都是基于相应的分析表进行的。当某个分析步时当前分析表元素是空白，表示出错，因此让分析表中的空白元素对应于一个出错处理子程序，调用时进行相应的处理，可以尝试进行语法错误的校正。8.4语义错误8.4.1语义错误的种类1.静态语义错误

运算符不合法和运算分量类型不相容是典型的数据类型引起的静态语义错误。试图从循环外把控制转移到循环内，以及由无条件控制转移语句把控制转移到if语句的内嵌语句内，是控制流方面的静态语义错误。

2.动态语义错误

典型的动态语义错误，例如，除以零、存取未置值或值为NULL的指针变量所指向对象的成员、数组元素的下标表达式之值越界、变量未被赋值便被引用、显示输出的运行结果与预期的不一致，等等。8.4.2语义错误检查措施1,静态模拟追踪法

静态模拟检查。

静态模拟追踪法，顾名思义，静态地模拟执行程序，对变量的值进行追踪检查。进一步说，由人模拟计算机，相继模拟执行程序中各个语句，沿着所模拟的执行路径，记录下程序中各个变量之值的变化，最终检查结果的正确性。

2.利用动态调试工具利用软件工具在计算机上动态地调试检查，将大大地减轻人的负担。

编译程序可看成这样的软件工具，但如前所见，仅能查出编译时刻能发现的那些错误。为了发现动态语义错误，需要利用动态调试程序（debugger）。动态调试程序通常包含下列功能：设置断点、查看变量值