Синтаксис и семантика языка программирования

Алфавит, синтаксис, семантика языка программирования.

Алфавитом языка называется совокупность символов, используемых в языке. Язык C различают, в отличие от многих других языков прграммирования, прописные и строчные буквы.

Обычный разговорный язык состоит из четырех основных элементов: символов, слов, словосочетаний и предложений. Алгоритмический язык содержит подобные элементы, только слова называют элементарными конструкциями, словосочетания — выражениями, предложения — операторами. Алгоритмический язык (как и любой другой язык), образуют три его составляющие: алфавит, синтаксис и семантика.
Алфавит – фиксированный для данного языка набор символов (букв, цифр, специальных знаков и т.д.), которые могут быть использованы при написании программы.
Синтаксис — правила построения из символов алфавита специальных конструкций, с помощью которых составляется алгоритм.

Семантика — система правил толкования конструкций языка. Таким образом, программа составляется с помощью соединения символов алфавита в соответствии с синтаксическими правилами и с учетом правил семантики.

12) Алфавит языка С++. Служебные слова языка С++.

Прописные и строчные буквы латинского алфавита;

2. Цифры от 0 до 9;

3. Спецзнаки (-, /, ., [], (), +, -) и др.;

4. В комментариях, строках и символьных константах могут использоваться русские буквы.

Комментарий формируется как последовательность знаков ограниченных слева символами /*, а справа */. Комментарий может отделяться слева символом // (в этом случае комментарий может быть записан только в одну строку).

/* Курсивом я пишу комментарий к программе в Си он может быть написан в несколько строк */

// или в одну строку, после двух черточек. Курсив взят условно, для лучшей усвояемости.

// Курсив взят условно, для лучшей усвояемости.

Идентификатор – это последовательность букв, цифр и символов подчеркивания, которые начинаются с буквы или символа подчеркивания.

Прописные и строчные буквы различаются идентификаторами, обозначающими служебные слова, константы, строковые константы, знаки операций, знаки пунктуации.

Служебные слова – это зарезервированные в языке идентификаторы, которые нельзя выбирать в качестве имен переменных и констант.

Примеры служебных слов:

Алфавит C++ включает:

прописные и строчные латинские буквы и знак подчеркивания;
арабские цифры от 0 до 9;
специальные знаки:? < >, ¦ [ ] ( ) + — / % * . ‘ : ? ! & #

— ; ^

пробельные символы: пробел, символы табуляции, символы перехода на новую строку.

Из символов алфавита формируются лексемы языка:

идентификаторы;
ключевые (зарезервированные) слова;
знаки операций;
константы;
разделители (скобки, точка, запятая, пробельные символы).

Границы лексем определяются другими лексемами, такими, как разделители или знаки операций.

13) Правила создания идентификаторов. Структура программы на языке С++.

Идентификатор —это имя программного объекта. В идентификаторе могут использоваться латинские буквы, цифры и знак подчеркивания. Прописные и строчные буквы различаются, например, sysop, SySoP и SYSOP — три различных имени. Первым символом идентификатора может быть буква или знак подчеркивания, но не цифра. Пробелы внутри имен не допускаются.

Первым символом идентификатора C++ может быть только буква.
Следующими символами идентификатора могут быть буквы, буквы-цифры и буквы-подчерки.
Длина идентификатора неограниченна (фактически же длина зависит от реализации системы программирования).

Вопреки правилам словообразования в C++ существуют ограничения относительно использования подчерка в качестве самой первой буквы в идентификаторах. Особенности реализации делают нежелательными для использования идентификаторы, которые начинаются с этого символа.

Длина идентификатора по стандарту не ограничена, но некоторые компиляторы и компоновщики налагают на нее ограничения. Идентификатор создается на этапе объявления переменной, функции, типа и т. п., после этого его можно использовать в последующих операторах программы. При выборе идентификатора необходимо иметь в виду следующее:

идентификатор не должен совпадать с ключевыми словами и именами используемых стандартных объектов языка;
не рекомендуется начинать идентификаторы с символа подчеркивания, поскольку они могут совпасть с именами системных функций или переменных, и, кроме того, это снижает мобильность программы;
на идентификаторы, используемые для определения внешних переменных, налагаются ограничения компоновщика (использование различных компоновщиков или версий компоновщика накладывает разные требования на имена внешних переменных).

Константы, переменные, их типы.

Константаминазывают неизменяемые величины. Различаются целые, вещественные, символьные и строковые константы. Компилятор, выделив константу в качестве лексемы, относит ее к одному из типов по ее внешнему виду (формат константы можно указать самостоятельно).

Согласно правилам языка Си, число без десятичной точки и без показателя степени рассматривается как целое. Поэтому компилятор по записи константы определяет, целая она или вещественная. Если нужно ввести константу типа long, то нужно указать признак L или l в конце числа. Если при записи константы целое начинается с цифры 0, то эта константа интерпретируется как восьмеричное число, если же целое начинается с символа 0x или 0X — как шестнадцатеричное число.

Переменная — это «ячейка» оперативной памяти компьютера, в которой может храниться какая-либо информация. В программировании переменная, как и в математике, может иметь название, состоящее из одной латинской буквы, но также может состоять из нескольких символов, целого слова или нескольких слов.

Типы данных

В языке С++ все переменные имеют определенный тип данных. Например, переменная, имеющая целочисленный тип не может содержать ничего кроме целых чисел, а переменная с плавающей точкой — только дробные числа.

Тип данных присваивается переменной при ее объявлении или инициализации. Ниже приведены основные типы данных языка C++, которые нам понадобятся.

Основные типы данных в C++

int — целочисленный тип данных.
float — тип данных с плавающей запятой.
double — тип данных с плавающей запятой двойной точности.
char — символьный тип данных.
bool — логический тип данных.

Объявление переменной

Объявление переменной в C++ происходит таким образом: сначала указывается тип данных для этой переменной а затем название этой переменной.

15) Операции, операнды, выражения в языке С++.

Операнд —это константа, литерал, идентификатор, вызов функции, индексное выражение, выражение выбора элемента или более сложное выражение, сформированное комбинацией операндов, знаков операций и круглых скобок. Любой операнд, который имеет константное значение, называется константным выражением. Каждый операнд имеет тип.

Если в качестве операнда используется константа, то ему соответствует значение и тип представляющей его константы. Целая константа может быть типа int, long, unsigned int, unsigned long, в зависимости от ее значения и от формы записи. Символьная константа имеет тип int. Константа с плавающей точкой всегда имеет тип double.

Операнд — это константа, переменная, элемент массива или значение, возвращаемое функцией. Операнд — это константа, литерал, идентификатор, вызов функции, индексное выражение, выражение выбора элемента или более сложное выражение, сформированное комбинацией операндов, знаков операций и круглых скобок.

Операция — это действие, производимое над операндами.

Выражение — последовательность операндов и знаков операций — запись в программе, вычисленное значение которой характеризуется типом данных.

Над объектами в языке Си могут выполняться различные операции:

операции присваивания;
операции отношения;
арифметические;
логические;
cдвиговые операции.

Результатом выполнения операции является число.

Операция присваивания

Операция присваивания обозначается символом = и выполняется в 2 этапа:

вычисляется выражение в правой части;
результат присваивается операнду, стоящему в левой части:

объект = выражение;

Пример:

int a = 4; // переменной a присваивается значение 4
int b;
b = a + 2; // переменной b присваивается значение 6,

// вычисленное в правой части

Операции отношения

Основные операции отношения:

== эквивалентно — проверка на равенство;
!= не равно — проверка на неравенство;
больше;
= больше или равно.

Арифметические операции

Основные бинарные операции, расположенные в порядке уменьшения приоритета:

умножение *;
деление /;
сложение +;
вычитание —;
остаток от целочисленного деления %.

Основные унарные операции:

инкрементирование (увеличение на 1) ++;
декрементирование (уменьшение на 1) —;
изменение знака —.

Основные условные логические операции:

&& — И (бинарная) — требуется одновременное выполнение всех операций отношения;
|| — ИЛИ (бинарная) — требуется выполнение хотя бы одной операции отношения;
! — НЕ (унарная) — требуется невыполнение операции отношения.

Синтаксис и семантика языка программирования

Любой язык, в том числе и язык программирования, подчиняется ряду правил. Их принято разделять на правила, определяющие синтаксис языка, и правила, определяющие его семантику.

Синтаксис языка — совокупность правил, определяющих допустимые конструкции (слова, предложения) языка, его форму.

Семантика языка — совокупность правил, определяющих смысл синтаксически корректных конструкций языка, его содержание.

Языки программирования относятся к группе формальных языков, для которых в отличие от естественных языков однозначно определены синтаксис и семантика. Описание синтаксиса языка включает определение алфавита и правил построения различных конструкций языка из символов алфавита и более простых конструкций. Для этого обычно используют форму Бэкуса-Наура (БНФ) или синтаксические диаграммы. Описание конструкции в БНФ состоит из символов алфавита языка, названий более простых конструкций и двух специальных знаков:

· «::=»— читается как «может быть заменено на»,

· «|» — читается как «или».

При этом символы алфавита языка, которые часто называют терминальными символами или терминалами, записывают в неизменном виде. Названия конструкций языка (нетерминальные символы или нетерминалы), определяемых через некоторые другие символы, при записи заключают в угловые скобки (« »).

Пример БНФ

Правила построения конструкции , записанные в

БНФ, могут выглядеть следующим образом:

::= 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9

Для отображения того, что конструкция может включать неограниченное количество цифр, использовано правило с левосторонней рекурсией. Многократное применение этого правила позволяет построить целое число с любым количеством цифр.

Синтаксические диаграммы отображают правила построения конструкций в более наглядной форме. На такой диаграмме символы алфавита изображают блоками в овальных рамках, названия конструкций – в прямоугольных, а правила построения конструкций — в виде линий со стрелками на концах. При этом, если линия входит в блок, то в описываемую конструкцию должен входить соответствующий символ. Разветвление линии означает, что при построении конструкции возможны варианты. На рис. 2.1 представлена синтаксическая диаграмма, иллюстрирующая первые два правила описания конструкции . Из диаграммы видно, что целое число может быть записано со знаком или без и включать произвольное количество цифр.

Для описания синтаксических конструкций своего языка Н. Вирт использовал именно синтаксические диаграммы, поэтому в тех случаях, когда словесное описание синтаксиса конструкции длинно и нечетко, мы будем использовать синтаксические диаграммы.

Алфавит языка программирования Borland Pascal 7.0 включает:

1. строчные, прописные буквы латинского алфавита (a..z, A..Z) и знак подчеркивания ( _ ), который также во многих случаях считается буквой (строчные и прописные буквы не различаются);

3. специальные знаки, состоящие из одного и двух символов:

4. служебные слова (эти сочетания считаются единым целым и их нельзя использовать в программе в другом качестве): (примеры)

Из символов алфавита в соответствии с правилами синтаксиса строят различные конструкции. Простейшей из них является конструкция .

Эта конструкция используется во многих более сложных конструкциях для обозначения имен программных объектов (полей данных, процедур, функций и т. п.).

В Borland Pascal идентификатор представляет собой последовательность букв латинского алфавита (включая символ подчеркивания) и цифр, которая обязательно начинается с буквы.

Синтаксическая диаграмма идентификатора приведена на рис. 2.2. Остальные конструкции будут рассмотрены в последующих разделах. Семантику языка программирования закладывают в его компилятор. Таким образом, синтаксически корректная программа, написанная на языке программирования, после преобразования ее в последовательность машинных команд обеспечит выполнение компьютером требуемых операций.

Структура программы

Программа на Borland Pascal состоит из трех частей: заголовка, раздела описаний и раздела операторов.

Заголовок программы не является обязательным, он состоит из служебного слова program и идентификатора — имени программы.
Раздел описаний содержит описания всех используемых программой ресурсов (полей данных, подпрограмм и т.д.).
Раздел операторов заключается в, так называемые, операторные скобки begin . end и заканчивается точкой. Между операторными скобками записывают управляющие операторы программы, которые разделяют специальным знаком – точкой с запятой «;». Если точка с запятой стоит перед end, то считается, что после точки с запятой стоит «пустой» оператор.
В тексте программы возможны комментарии, которые помещают в фигурные скобки.

Пример программа, которая реализует алгоритм Евклида для определения наибольшего общего делителя двух натуральных чисел.

Write (‘Введите два натуральных числа:’);

if a>b then a:=a-b <если a>b, тогда a:=a-b>

Writeln(‘Hauбoльшuй общий делитель равен ’,a);

Программа названа «example». Раздел описаний в данном случае включает только описание переменных (см. параграф 2.3). Раздел операторов содержит операторы ввода исходных данных, вычислений и вывода результатов. Начнем рассмотрение особенностей программирования на языке Borland Pascal с проблемы описания данных.

Синтаксис и семантика языка программирования.

11. Алгоритмы и исполнители. Понятие об алгоритме. Свойства алгоритма. Способы записи алгоритмов. Виды алгоритмов. Исполнители алгоритмов.

12. Основные алгоритмические конструкции языка и их реализация. Линейная конструкция.

13. Основные алгоритмические конструкции языка и их реализация. Ветвление в алгоритме.

14. Основные алгоритмические конструкции языка и их реализация. Циклические конструкции. Циклы со счетчиком, циклы с предусловием, циклы с постусловием.

15. Обработка текстовой информации: строковые данные. Понятие о строковых данных. Операции над строковыми данными. Строковые процедуры и функции.

16. Структуры данных: массивы. Понятие о массиве. Одномерные и многомерные массивы. Сортировка массивов.

17. Информация и алфавит.

18. Обработка числовой информации.

19. Кодирование графической информации. Кодирование растровых изображений. Кодирование векторных изображений.

20. Типы данных. Кодирование в компьютере целых чисел без знака.

21. Типы данных. Кодирование в компьютере целых чисел со знаком.

22. Типы данных. Кодирование вещественных чисел.

23. Представление элементарных данных в ОЗУ.

24. Классификация и примеры структур данных.

· Вопросы по дисциплине «Дискретная математика»

1. Основы комбинаторики. Основные комбинаторные конфигурации. Перестановки, сочетания и размещения: основные определения, биномиальные коэффициенты, треугольник Паскаля, биномиальная теорема, бином Ньютона.

2. Основы комбинаторики. Основные комбинаторные конфигурации. Решение перечислительных задач.

3. Теория графов. Основные виды графов: Эйлеровы и гамильтоновы графы, полный, двудольный, связный, деревья.

4. Теория графов. Задача о кратчайшем пути в орграфе.
Алгоритм Дейкстры. Алгоритм Флойда.

· Вопросы по дисциплине «Численные методы»

1. Теория погрешностей.Точные и приближенные числа. Классификация погрешностей. Источники и классификация погрешностей. Числовые характеристики погрешностей.

2. Теория погрешностей.Приближенные числа. Действия над приближенными числами. Основные проблемы приближенных вычислений.

3. Численные методы алгебры. Основные трудности решения систем линейных уравнений. Классификация методов решения. Точные методы, итерационные методы.

4. Численные методы алгебры. Итерационные методы решения линейных уравнений. Метод Гаусса решения систем линейных уравнений.

· Вопросы по дисциплине «Математическая логика»

1. Алгебра высказываний. Логические функции и их преобразования. Высказывания и высказывательные формы.Элементарные и составные предложения. Конъюнкция и дизъюнкция. Отрицание. Импликация. Эквиваленция.

2. Алгебра высказываний. Логическая равносильность. Равносильность формул логики высказываний. Законы логики. Равносильные преобразования. Упрощение формул.

3. Алгебра высказываний. Обратные и противоположные предложения. Обратные предложения. Противоположные предложения. Закон контрапозиции. Достаточное и необходимое условия. Структура определений.

4. Алгебра высказываний. Логические основы компьютера. Применение алгебры высказываний к описанию базовых элементов ЭВМ. Переключатели. Триггеры. Сумматоры.

· Вопросы по дисциплине «Теория алгоритмов»

1. Понятие алгоритма. Формализация понятия алгоритма. Основные требования к алгоритмам.

2. Машина Тьюринга. Состав машины Тьюринга. Арифметические команды машины Тьюринга. Функции, вычислимые по Тьюрингу.

3. Вычислимые (рекурсивные) функции. Понятия вычислимой функции и разрешимого множества. Примитивно-рекурсивные функции. Общерекурсивные и частично рекурсивные функции. Их вычислимость.

4. Нормальные алгоритмы Маркова. Построение нормальных алгоритмов Маркова. Принцип нормализации Маркова.

· Вопросы по дисциплине «Компьютерная графика»

Графические файлы.

Графические файлы. Форматы графических файлов. Сравнительный анализ форматов графических файлов.

Графические модели.

Основные классы графических моделей. Векторная графическая модель (основные характеристики), растровая графическая модель (основные характеристики), сетчатая графическая модель (основные характеристики).

Алфавит, синтаксис, семантика языка программирования.

12) Алфавит языка С++. Служебные слова языка С++.

Прописные и строчные буквы латинского алфавита;

2. Цифры от 0 до 9;

3. Спецзнаки (-, /, ., [], (), +, -) и др.;

4. В комментариях, строках и символьных константах могут использоваться русские буквы.

/* Курсивом я пишу комментарий к программе в Си он может быть написан в несколько строк */

// или в одну строку, после двух черточек. Курсив взят условно, для лучшей усвояемости.

// Курсив взят условно, для лучшей усвояемости.

Примеры служебных слов:

Алфавит C++ включает:

прописные и строчные латинские буквы и знак подчеркивания;
арабские цифры от 0 до 9;
специальные знаки:? < >, ¦ [ ] ( ) + — / % * . ‘ : ? ! & #

— ; ^

пробельные символы: пробел, символы табуляции, символы перехода на новую строку.

Из символов алфавита формируются лексемы языка:

идентификаторы;
ключевые (зарезервированные) слова;
знаки операций;
константы;
разделители (скобки, точка, запятая, пробельные символы).

Границы лексем определяются другими лексемами, такими, как разделители или знаки операций.

13) Правила создания идентификаторов. Структура программы на языке С++.

Первым символом идентификатора C++ может быть только буква.
Следующими символами идентификатора могут быть буквы, буквы-цифры и буквы-подчерки.
Длина идентификатора неограниченна (фактически же длина зависит от реализации системы программирования).

идентификатор не должен совпадать с ключевыми словами и именами используемых стандартных объектов языка;
не рекомендуется начинать идентификаторы с символа подчеркивания, поскольку они могут совпасть с именами системных функций или переменных, и, кроме того, это снижает мобильность программы;
на идентификаторы, используемые для определения внешних переменных, налагаются ограничения компоновщика (использование различных компоновщиков или версий компоновщика накладывает разные требования на имена внешних переменных).

Константы, переменные, их типы.

Типы данных

Основные типы данных в C++

int — целочисленный тип данных.
float — тип данных с плавающей запятой.
double — тип данных с плавающей запятой двойной точности.
char — символьный тип данных.
bool — логический тип данных.

Объявление переменной

15) Операции, операнды, выражения в языке С++.

Операция — это действие, производимое над операндами.

Над объектами в языке Си могут выполняться различные операции:

операции присваивания;
операции отношения;
арифметические;
логические;
cдвиговые операции.

Результатом выполнения операции является число.

Операция присваивания

Операция присваивания обозначается символом = и выполняется в 2 этапа:

вычисляется выражение в правой части;
результат присваивается операнду, стоящему в левой части:

объект = выражение;

Пример:

int a = 4; // переменной a присваивается значение 4
int b;
b = a + 2; // переменной b присваивается значение 6,

// вычисленное в правой части

Операции отношения

Основные операции отношения:

== эквивалентно — проверка на равенство;
!= не равно — проверка на неравенство;
больше;
= больше или равно.

Арифметические операции

Основные бинарные операции, расположенные в порядке уменьшения приоритета:

умножение *;
деление /;
сложение +;
вычитание —;
остаток от целочисленного деления %.

Основные унарные операции:

инкрементирование (увеличение на 1) ++;
декрементирование (уменьшение на 1) —;
изменение знака —.

Основные условные логические операции:

&& — И (бинарная) — требуется одновременное выполнение всех операций отношения;
|| — ИЛИ (бинарная) — требуется выполнение хотя бы одной операции отношения;
! — НЕ (унарная) — требуется невыполнение операции отношения.

Синтаксис и семантика Паскаль

Чтобы приступить к созданию сначала простейших, а потом и сложных программ на языке Паскаль, ознакомимся со структурой и элементами данного языка программирования. При помощи синтаксиса и семантики мы описываем каждый элемент языка. Что означает синтаксис и семантика Паскаль? Правила построения элементов устанавливает синтаксис, а семантика связана со смыслом и правилом использования того или иного элемента языка, которому были присвоены синтаксические определения.

Алфавит. Синтаксис и семантика:

Теперь поговорим об алфавите языка Паскаль. Прежде всего, алфавит представляет собой перечень допустимых в языке символов. Язык программирования Паскаль обладает следующим набором основных определяющих символов:

Строчные и прописные латинские буквы:

Символ подчеркивания: «_» Пробел: « » Арабские цифры от 0 до 9:

Перечень знаков операций:

Последовательность ограничителей:

Спецификаторы:

Служебные слова:

Элементарные конструкции языка Паскаль: имена, числа, строки. Именами (или идентификаторами) называются элементы языка — метки, константы, переменные, типы, процедуры, модули, функции, объекты. Имя (идентификатор) в среде Турбо Паскаль включает в себя цифры, буквы латинского алфавита, символ подчеркивания. Отсутствует различие между прописными и строчными буквами (PROGRAM, Program и program — означает одно и то же).

На первом месте в идентификаторе не может стоять цифра (т.е. 1program — не правильно, program3 иprogram2file — такие идентификаторы допускаются). Символ «_» может находиться в любой позиции (т.е. _program,program_, program_file — допустимые идентификаторы). Идентификатор может иметь неопределенную длину, однако только первые 63 символа в нем значимые. Служебные (зарезервированные) слова не могут выступать в качестве имен.

При отделении друг от друга чисел, идентификаторов либо зарезервированных слов пользуются разделителями: пробел и табуляция, перевод строки, комментарий. В любом месте исходного текста программы можно расположить неопределенное количество разделителей в любом сочетании. Это позволяет наглядно представить структуру создаваемой программы.

В исходном коде программы комментарии заключают или в фигурные скобки»< … >», или в скобки вида «(* … *)». Комментарии могут занимать неопределенное число строк. В языке Паскаль числа чаще представляются в десятичной системе счисления (целые и действительные). Положительный знак числа не учитывается, поэтому может быть опущен. Целые числа представляются в форме без десятичной точки:

А действительные представляются в форме с десятичной точкой:

При случае допускается возможность записи числа с использованием десятичного порядка (обозначается E):

В Паскале также возможное представление целых и действительных чисел в шестнадцатеричной системе счисления:

В языке Паскаль также используются строки. Под строками понимается некая последовательность разнообразных символов, заключенная между апострофами:

Вполне может возникнуть такая ситуация, что если в строке появилась необходимость записать апостроф как содержательный символ, то следует употребить 2 апострофа, например:

Читать еще: Iphone 4 ошибка 9