Compiladores e Autômatos de Pilha: Definição e Estrutura

Definição de Compilador

• Um compilador é um programa que recebe como entrada um programa em uma linguagem de programação e o traduz para um programa equivalente em outra linguagem.
• Um papel importante do compilador é relatar quaisquer erros do programa-fonte durante o processo de tradução.

Estrutura de um Compilador

1. Analisador Léxico (AL): Lê um fluxo de caracteres do programa-fonte e os agrupa em sequências significativas (lexemas).
2. Analisador Sintático (AS): Utiliza os primeiros componentes dos tokens produzidos pelo analisador léxico para criar representações intermediárias em formato de árvore, que demonstram a estrutura gramatical da sequência de tokens.
3. Analisador Semântico: Utiliza a árvore de sintaxe e as informações na tabela de símbolos para verificar a consistência semântica do programa-fonte.

Autômatos de Pilha (AP)

Linguagens Livres de Contexto são reconhecidas por Autômatos de Pilha.

• É um autômato finito não determinístico com ε-transições e uma memória auxiliar (a pilha).
• A manipulação (ler, push, pop) é permitida somente no topo da pilha (LIFO - Last-In, First-Out).

AP Determinísticos

• Aceitam todas as linguagens regulares.
• Aceitam um subconjunto próprio das Linguagens Livres de Contexto.

Versões de AP e Modos de Aceitação

Existem duas versões de AP, ambas equivalentes:

• Aceitação por estado final: Dizemos que um AP aceita por estado final se a entrada w é consumida e o autômato entra em um estado de aceitação.
• Aceitação por pilha vazia: Dizemos que um AP aceita por pilha vazia se ele esvazia a pilha a partir da configuração inicial, independentemente do estado em que se encontra.

Ambas as versões aceitam exatamente a classe das Linguagens Livres de Contexto (GLC) e são equivalentes.

Conversão de um Autômato de Pilha

• Para converter um AP com aceitação por pilha vazia para um com estado final, basta criar dois novos estados: um inicial (p₀) e um final (p_f).
• Para converter um AP com estado final para um que aceita por pilha vazia, basta criar dois novos estados: um inicial (p₀) e um de esvaziamento (p).

Um AP é determinístico quando nunca há mais de uma transição a ser executada em qualquer situação.

Condições para Não Determinismo

O não determinismo pode ocorrer em duas situações:

• Existe mais de uma transição para uma dada configuração, como em δ(q, a, X).
• Mesmo que a transição δ(q, a, X) seja única, existe a possibilidade de um movimento com entrada vazia (ε), ou seja, δ(q, ε, X) também está definida.