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Ist die Syntax von C wirklich kontextfrei, kontextsensitiv oder etwas Mächtigeres?

Linda Hamilton

Dec 13, 2024 am 01:04 AM

Is C 's Syntax Truly Context-Free, Context-Sensitive, or Something More Powerful?

Kontextfreie und kontextsensitive Sprachen verstehen

Im Bereich der formalen Sprachtheorie haben Grammatiken Syntaxregeln definiert, die die Sprache strukturieren. Bei der Diskussion von Programmiersprachen wie C ist es entscheidend, die Natur ihrer Grammatiken zu verstehen.

Kontextfreie vs. kontextsensitive Grammatiken

Kontext -Freie Grammatiken: Regeln zulassen, bei denen nichtterminale Symbole auf der linken Seite aus einem einzelnen nichtterminalen Symbol bestehen. Diese Grammatiken haben einen begrenzten Kontext.
Kontextsensitive Grammatiken: Erlauben Sie beliebige Kombinationen von terminalen und nichtterminalen Symbolen auf der linken Seite. Sie berücksichtigen beim Parsen den umgebenden Kontext.

Die Mehrdeutigkeit der C-Syntax

Einige Behauptungen legen nahe, dass C aufgrund von Mehrdeutigkeiten in bestimmten Konstrukten kontextsensitiv ist. Ein Blick auf die Definition kontextsensitiver Grammatiken erklärt jedoch möglicherweise nicht vollständig das Verhalten von C.

C-Parser und Turing-Vollständigkeit

Die Komplexität des C-Parsings ist offensichtlich in dem berüchtigten Beispielprogramm, bei dem die syntaktische Korrektheit davon abhängt, dass eine Zahl eine Primzahl ist. Dies zeigt, dass zum Parsen von C eine Turing-Maschine oder eine uneingeschränkte Grammatik (Typ-0-Grammatik) erforderlich ist.

Ist C kontextfrei oder kontextsensitiv?

Weder noch Sowohl kontextfreie als auch kontextsensitive Grammatiken können die Komplexität von C vollständig erfassen. C fällt unter eine leistungsfähigere Kategorie, die als Typ-0-Grammatiken bekannt ist und beliebige Symbolsequenzen auf beiden Seiten von Produktionen zulässt.

Implikationen für die C-Sprachdefinition

Das Komplizierte Die Natur der C-Syntax macht es schwierig, eine vollständige formale Grammatik bereitzustellen. Der Standard stellt stattdessen eine partielle formale Grammatik bereit und ergänzt sie durch technische englische Regeln zur Begriffsklärung und Semantik.

Fazit

C-Parsing liegt jenseits der Grenzen beider kontextfreier Methoden und kontextsensitive Grammatiken. Es erfordert ein Turing-vollständiges Berechnungsmodell, das die inhärente Komplexität der Sprache widerspiegelt. Infolgedessen kann die Grammatik von C nicht genau durch eine formale Grammatik erfasst werden, und der Standard entscheidet sich für eine Kombination aus formalen und informellen Regeln, um seine Syntax zu definieren.

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