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Guia da Gramática Formal (BNF)

Este documento tem como objetivo fornecer uma referência clara e detalhada em prosa da sintaxe suportada pelo interpretador/compilador, alinhando a documentação com as regras implementadas no analisador sintático (parser.y).

1. Notação

A tabela abaixo descreve os símbolos utilizados na especificação da gramática formal:

Símbolo Significado
::= "é definido como"
\| alternativa
[ X ] opcional
{ X } repete 0 ou mais vezes
TOKEN terminal, com o nome exato usado em parser.y
<nome> não-terminal

Tipos de terminais

  • Terminais com valor semântico (%union): NUM (int), FLOAT_LIT (double), CHAR_LIT (char), ID (string), TRUE_LIT/FALSE_LIT (int 1/0).

  • Terminais sem valor semântico (palavras-chave e operadores): PLUS, MINUS, TIMES, DIVIDE, LPAREN, RPAREN, ASSIGN, SEMICOLON, T_INT, T_FLOAT, T_CHAR, T_BOOL, KW_IF, KW_ELSE, KW_WHILE, KW_FOR, LBRACE, RBRACE, AND, OR, NOT, EQ, NE, LT, GT, LE, GE.

2. Programa

Um programa na linguagem é composto estruturalmente por uma lista de linhas ou instruções sequenciais.

<programa>      ::= <lista-linhas>

<lista-linhas>  ::= /* vazio */
                  | <lista-linhas> <linha>

<linha>          ::= <comando>

3. Tipos

Os tipos de dados primitivos suportados pela linguagem para a declaração de variáveis são especificados pelo conjunto de especificadores de tipo:

<tipo-especificador>  ::= T_INT | T_FLOAT | T_CHAR | T_BOOL

4. Comandos

Esta seção define os comandos suportados pela gramática, que estruturam as ações executadas pelo programa. Cada comando é formalmente especificado abaixo:

<comando> ::= <expressao> SEMICOLON

           | ID ASSIGN <expressao> SEMICOLON

           | <tipo-especificador> ID SEMICOLON

           | <tipo-especificador> ID ASSIGN <expressao> SEMICOLON

           | KW_IF LPAREN <expressao> RPAREN <comando>

           | KW_IF LPAREN <expressao> RPAREN <comando> KW_ELSE <comando>

           | KW_WHILE LPAREN <expressao> RPAREN <comando>

           | KW_FOR LPAREN <for-init> SEMICOLON <for-cond> SEMICOLON <for-step> RPAREN <comando>

           | LBRACE <lista-comandos> RBRACE

Explicação das regras de <comando>:

  • Expressão avaliada: <expressao> SEMICOLON permite que uma expressão isolada seja executada como um comando, encerrada por ponto e vírgula.
  • Atribuição: ID ASSIGN <expressao> SEMICOLON atribui o resultado de uma expressão a um identificador pré-existente.
  • Declaração simples: <tipo-especificador> ID SEMICOLON declara uma nova variável informando seu tipo e identificador.
  • Declaração com inicialização: <tipo-especificador> ID ASSIGN <expressao> SEMICOLON declara a variável e já atribui um valor inicial a ela.
  • Condicional simples (if): KW_IF LPAREN <expressao> RPAREN <comando> executa um comando condicionalmente se a expressão entre parênteses for verdadeira.
  • Condicional com alternativa (if-else): Permite ramificar a execução escolhendo entre dois comandos dependendo da veracidade da expressão avaliada.
  • Laço de repetição (while): KW_WHILE LPAREN <expressao> RPAREN <comando> repete a execução de um comando enquanto a condição for verdadeira.
  • Laço de repetição (for): Executa um loop controlado estruturado por inicialização, condição e passo.
  • Bloco de comandos: LBRACE <lista-comandos> RBRACE agrupa múltiplos comandos entre chaves, delimitando um escopo.

4.1 Componentes do for

<for-init> ::= /* vazio */
             | <tipo-especificador> ID ASSIGN <expressao>
             | ID ASSIGN <expressao>

<for-cond> ::= /* vazio */
             | <expressao>

<for-step> ::= /* vazio */
             | ID ASSIGN <expressao>

Explicação das regras do for:

  • <for-init>: Define a inicialização do loop, que pode ser vazia, uma declaração de variável com atribuição ou uma simples atribuição a uma variável existente.
  • <for-cond>: Define a condição de continuidade do loop, podendo ser omitida (criando um laço infinito sintático) ou baseada em uma expressão booleana.
  • <for-step: Define o passo ou incremento executado a cada iteração, podendo ser vazio ou uma nova atribuição a oidentificador de controle.

4.2 Bloco

<lista-comandos> ::= /* vazio */
                   | <lista-comandos> <comando>

Explicação da regra de bloco:

  • <lista-comandos>: Representa uma sequência de comandos que podem aparecer de forma vazia (sem instruções) ou de maneira recursiva (<lista-comandos> <comando>), permitindo encadear múltiplos comandos em sequência dentro de um bloco.

5. Expressões

As expressões englobam operações aritméticas, lógicas, relacionais, chamadas de literais e uso de identificadores, respeitando a precedência de operadores: * Aritméticas: Adição (PLUS), Subtração (MINUS), Multiplicação (TIMES), Divisão (DIVIDE) e inversão unária (MINUS com %prec UMINUS). * Lógicas: Conexão lógica E (AND), OU (OR) e Negação (NOT). * Relacionais: Igualdade (EQ), Diferença (NE), Menor que (LT), Maior que (GT), Menor ou igual (LE), Maior ou igual (GE). * Agrupamento e Terminais: Expressões entre parênteses (LPAREN/RPAREN), além dos literais de número, ponto flutuante, caractere, booleanos e identificadores.

<expressao> ::= <expressao> PLUS <expressao>
              | <expressao> MINUS <expressao>
              | <expressao> TIMES <expressao>
              | <expressao> DIVIDE <expressao>
              | MINUS <expressao>                    (* %prec UMINUS *)
              | <expressao> AND <expressao>
              | <expressao> OR <expressao>
              | NOT <expressao>
              | <expressao> EQ <expressao>
              | <expressao> NE <expressao>
              | <expressao> LT <expressao>
              | <expressao> GT <expressao>
              | <expressao> LE <expressao>
              | <expressao> GE <expressao>
              | LPAREN <expressao> RPAREN
              | NUM
              | FLOAT_LIT
              | CHAR_LIT
              | TRUE_LIT
              | FALSE_LIT
              | ID

6. Restrições de Escopo do Projeto

Para manter o interpretador focado no aprendizado dos conceitos fundamentais de análise léxica, sintática e semântica, o escopo da linguagem restringe estritamente:

  • Sem suporte a ponteiros (pointers).
  • Sem suporte a estruturas (structs).
  • Sem importação de bibliotecas externas ou uso de funções de cabeçalhos complexos do C padrão.