Análise semântica

A análise semântica percorre a árvore sintática e pergunta o que a gramática não consegue responder: este nome foi declarado? Neste ponto do programa, o que significa? Os tipos desta operação são compatíveis? O instrumento central é a tabela de símbolos, que regista cada declaração com o seu nome, tipo, âmbito e posição.

Tabela de símbolos e âmbitos

Cada bloco abre um âmbito novo que vê os nomes dos âmbitos exteriores. Quando o mesmo nome é declarado dentro e fora, a declaração interior esconde (shadowing) a exterior dentro desse bloco, e a exterior volta a valer quando o bloco fecha. Na prática, a tabela é uma pilha de mapas: procurar um nome começa no âmbito atual e sobe até encontrar ou esgotar.

Funções e parâmetros vivem no âmbito da função: os parâmetros comportam-se como variáveis locais inicializadas pela chamada, e o tipo de retorno regista-se na entrada da função para verificar cada return.

Exemplo: bloco com shadowing e erro de tipo

int x = 3;
{
  int x = x + 1;
  print(x);
}

Construção da tabela, por ordem:

1. Âmbito global: x -> int, valor 3.
2. Abre o bloco: âmbito novo vazio.
3. Declaração int x = ...: o inicializador avalia-se antes de a nova entrada existir, por isso o x de x + 1 resolve-se no global e vale 3. Depois regista-se x -> int no âmbito do bloco (shadowing ativo daqui em diante).
4. print(x): resolve-se no âmbito do bloco, o x interior, que vale 4. Escreve 4.

Agora a chamada com argumentos trocados. Com int soma(int a, int b) declarada, a chamada soma(true, 2) percorre a árvore da chamada e compara cada argumento com o parâmetro correspondente: o primeiro é booleano onde se esperava inteiro. Erro semântico com a posição da chamada, antes de gerar uma única instrução. Repara na divisão de trabalho: a sintaxe aceitou a chamada (a forma está certa), a semântica rejeita-a (o significado está errado).

Verificação de tipos

As regras de tipo sobem pela árvore: o tipo de a + b exige operandos numéricos do mesmo tipo e devolve esse tipo; uma condição de if ou while exige booleano; uma atribuição exige compatibilidade entre o lado direito e a variável. Cada regra violada é um erro com posição. O projeto avalia exatamente isto: declarações em falta, tipos incompatíveis e usos fora do âmbito, cada um reportado onde o programador consegue corrigir.

Para levar para a próxima página

Com os nomes resolvidos e os tipos verificados, o programa faz sentido. Falta executá-lo: os ambientes de execução explicam onde vivem as variáveis quando o programa corre.