Что такое разбор программы

В этом разделе будет рассмотрен процесс анализа и проиллюстрировано его исполь­зование в некоторых языках форматирования текста. Детальнее об этом будет говорить­ся в главах 2-4 и 6. При компиляции анализ состоит из трех фаз.

Линейный анализ, при котором поток символов исходной программы считывается слева направо и группируется в токены (token), представляющие собой последова­тельности символов с определенным совокупным значением.

1. Иерархический анализ, при котором символы или токены иерархически группиру­ются во вложенные конструкции с совокупным значением.
2. Семантический анализ, позволяющий проверить, насколько корректно совместное размещение компонентов программы.

Лексический анализ В компиляторах линейный анализ называется лексическим, или сканированием. На­пример, при лексическом анализе символы в инструкции присвоения position := initial + rate * 60 будут сгруппированы в следующие токены.

1. Идентификатор position.
2. Символ присвоения : =.
3. Идентификатор initial.
4. Знак сложения.
5. Идентификатор rate.
6. Знак умножения.
7. Число 60.

Пробелы, разделяющие символы этих токенов, при лексическом анализе обычно от­брасываются. Синтаксический анализ Иерархический анализ называется разбором (parsing), или синтаксическим анализом, который включает группирование токенов исходной программы в грамматические фра­зы, используемые компилятором для синтеза вывода. Обычно грамматические фразы ис­ходной программы представляются в виде дерева, пример которого показан на рис. 1.4. В выражении initial+rate*60 фраза rate*60 является логической единицей, поскольку обычные соглашения о приоритете арифметических операций гласят, что ум­ножение выполняется до сложения. Поскольку после выражения initial+rate следу­ет знак умножения *, само по себе оно не группируется в единую фразу на рис. 1.4. Иерархическая структура программы обычно выражается рекурсивными правилами. Например, при определении выражений можно придерживаться следующих правил.

1. Любой идентификатор (identifier) есть выражение (expression).
2. Любое число (number) есть выражение (expression).
3. Если expression1 и expression2 являются выражениями, то выражениями являются и expression1 + expression2

expression1* expression2(expression1).Рис. 1.4.Дереворазборадлявыраженияposition: =initial+rate*60 Правила (1) и (2) являются базовыми (нерекурсивными), в то время как (3) определя­ет выражения с помощью операторов, применяемых к другим выражениям. Согласно правилу (1), initial и rate представляют собой выражения; правило (2) гласит, что 60 также является выражением. Таким образом, из (3) можно сначала сделать вывод, что rate*60 — выражение, а затем — что выражением является и initial+rate*60. Точно так же многие языки программирования рекурсивно определяют инструкции языка правилами типа приведенных далее.

1. Если identifier1 является идентификатором, a expression2 — выражением, то identifier1:=expression2

есть инструкция.

1. Если expression1 — выражение, a statement2 — инструкция, то

while (expression1) dostatement2if (expression1) thenstatement2 являются инструкциями 2 . Разделение анализа на лексический и синтаксический достаточно произвольно. Обычно оно используется для упрощения анализа в целом. Одним из факторов, опреде­ляющих данное разделение, является использование рекурсии в правилах анализа. Лек­сические конструкции не требуют рекурсии, в то время как синтаксические редко обхо­дятся без нее. Контекстно-свободные грамматики представляют собой формализацию рекурсивных правил, используемых при синтаксическом анализе. Данные грамматики рассматриваются в главе 2 и подробно изучаются в главе 4. Например, рекурсия не нужна при распознавании идентификаторов, которые обычно представляют собой строки букв и цифр, начинающиеся с буквы. Распознать идентифи­катор можно с помощью простого последовательного сканирования входящего потока до тех пор, пока в нем не встретится символ, не являющийся символом идентификатора. После этого сканированные символы группируются в токен, представляющий идентифи­катор. Сгруппированные символы записываются в так называемую таблицу символов, удаляются из входного потока, и начинается сканирование следующего токена. Однако такое линейное сканирование недостаточно для анализа выражений или ин­струкций. Например, мы не можем проверить соответствие скобок в выражениях или ключевых слов begin и end в инструкциях без наложения некоторой иерархической или вложенной структуры на вводимые данные.

a) б) Рис.1.5. Семантический анализ добавляет преобразование из целого числа в действительное Дерево разбора, показанное на рис. 1.4, описывает синтаксическую структуру посту­пающей информации. Более общее внутреннее представление этой синтаксической струк­туры представлено на рис. 1.5а. Синтаксическое дерево — это «сжатое» дерево разбора, в котором операторы размещены во внутренних узлах, а операнды оператора представлены дочерними ветвями узла, представляющего этот оператор. Построение подобных деревьев (рис. 1.5а) обсуждается в разделе 5.2. В главе 2, «Простой однопроходный компилятор», мы приступим к рассмотрению синтаксически управляемой трансляции (syntax-directedtranslation), а в главе 5, «Синтаксически управляемая трансляция», изучим ее подробнее. При синтаксически управляемой трансляции для построения вывода компилятор использу­ет иерархическую структуру вводимой информации. Семантический анализ В процессе семантического анализа проверяется наличие семантических ошибок в исходной программе и накапливается информация о типах для следующей стадии — ге­нерации кода. При семантическом анализе используются иерархические структуры, по­лученные во время синтаксического анализа для идентификации операторов и операндов выражений и инструкций. Важным аспектом семантического анализа является проверка типов, когда компиля­тор проверяет, что каждый оператор имеет операнды допустимого спецификациями язы­ка типа. Например, определение многих языков программирования требует, чтобы при использовании действительного числа в качестве индекса массива генерировалось сооб­щение об ошибке. В то же время спецификация языка может позволить определенное насильственное преобразование типов, например, когда бинарный арифметический опе­ратор применяется к операндам целого и действительного типов. В этом случае компи­лятору может потребоваться преобразование целого числа в действительное. Проверка типов и семантический анализ обсуждаются в главе 6, «Проверка типов». Пример 1.1 Битовое представление целого числа в компьютере, вообще говоря, отличается от би­тового представления действительного числа, даже если эти числа имеют одно и то же значение. Предположим, что все идентификаторы на рис. 1.5 объявлены как имеющие действительный тип, а 60 трактуется как целое число. При проверке типов на рис. 1.5а будет обнаружено, что оператор * применяется к действительному числу rate и целому 60. Обычно при этом осуществляется преобразование целого числа в действительное; на рис. 1.56 для этого создается дополнительный узел для оператора inttoreal, который не­явно преобразует целое число в действительное. Однако, поскольку операнд оператора inttoreal представляет собой константу, компилятор может вместо этого сам заменить целую константу на эквивалентную действительную. □ Анализ в программах форматирования текста В программах форматирования текста удобно рассматривать входную информацию как иерархию блоков (boxes). Эти блоки являются прямоугольными областями битовых образов, представляющих светлые и темные пиксели на выводящем устройстве. Так, например, система TЕX ([260]) работает именно таким образом. Каждый символ, который не является частью команды, представляет собой блок, содержащий битовый образ этого символа в определенном шрифте требуемого размера. Последовательные символы, не отделенные «разделителями» (пробелами или символами новой строки), группируются в слова, состоящие из последовательностей горизонтальных блоков, как схематически показано на рис. 1.6. Группирование символов в слова (или команды) представляет собой линейный, или лексический аспект анализа программы форматиро­вания текста. Рис. 1.6. Группировка символов и слов в блоки В ТЕХ блоки могут быть построены из меньших блоков в различных горизонтальных и вертикальных сочетаниях. Например, hbox< > группирует список блоков, собранных по горизонтали. По вертикали блоки группируют­ся с помощью команды vbox. Таким образом, следующая конструкция в ТЕХ hboxvboxvbox> представляет набор блоков, показанный на рис. 1.7. Определение иерархического рас­положения блоков, заданного входным потоком, является частью синтаксического анализа в ТЕХ. Рис. 1.7. Иерархия блоков в ТЕС Еще одним примером могут послужить математические препроцессоры EQN ([246]) и Т^Х, создающие математические выражения из операторов типа sub и sup для нижних и верхних индексов. Если EQN встречает входной текст вида BOX sub box он изменяет размеры блока box и присоединяет к блоку BOX справа внизу, как показано на рис. 1.8. Оператор sup приведет к блоку такого же размера, но размещенному справа вверху. Рис. 1.8. Построение нижнего индекса в математическом тексте Такие операторы могут использоваться рекурсивно, т.е. EQN-текст a sub < i sup 2>дает в результате аi.Группировка операторов sub и sup в токены представляет собой часть лексического анализа текста EQN. Однако для определения размера и размещения блоков требуется синтаксическая структура текста.

#487 Разбор программы Шреддера «Эффективный минимум» (старая версия)

Разбор программы Навального (стрим)

Источник: studfile.net

Как разобрать программу

В процессе профессиональной деятельности программисту приходится сталкиваться с множеством ситуаций, требующих комплексного анализа больших фрагментов исходного кода или же даже целых приложений. Исследование удачных решений и практик, анализ уже реализованных алгоритмов или же просто перевод в команду другого проекта часто вызывает необходимость разобрать программу, написанную кем-то еще.

Статьи по теме:

• Как разобрать программу
• Как делать синтаксический разбор предложения
• Можно ли восстановить удаленные файлы

Вам понадобится

• — программа для просмотра исходного кода;
• — возможно, средства реверс-инженерии и case-средства.

Инструкция

Исследуйте потоки передачи управления разбираемой программы. Выявите точку входа. Ей, например, является функция main в C и C++, начало неименованного структурного блока первого уровня, завершающегося ключевым словом END с точкой, в pascal.Начиная от точки входа, проследите все маршруты вызовов функций, процедур, методов классов. Составьте укрупненную диаграмму потоков управления.

Для упрощения данного процесса можно использовать различные средства реверс-инженеринга.Более подробно проанализируйте исходный код структурных элементов разбираемой программы. Составьте диаграммы потоков управления или блок-схемы алгоритмов, реализуемых отдельными функциями и методами.

Осуществите анализ потоков данных разбираемой программы. Выявите структуры, используемые для хранения информации и ее передачи между функциональными элементами приложения. Выявите фрагменты кода, в которых осуществляется преобразование данных из одной формы в другую. Составьте перечень мест программы, в которых производится получение информации из внешней среды, а также ее вывод куда-либо. При проведении анализа подобного рода также помогут средства реинжиринга и case-средства (например, для построения диаграммы наследования и диаграммы зависимостей).

Разберите программу, составив полное представление о принципах ее функционирования. На основе знаний о потоках передачи управления между структурными элементами, а также внутри них, знаний о потоках и типах преобразований данных, выявите основные алгоритмы работы.Разделите алгоритмы обработки данных и управления интерфейсом. Среди алгоритмов обработки выделите типовые, классифицируйте их. Выявите алгоритмы, основанные на взаимодействии различных компонентов (например, поиск может использоваться как самостоятельно, так и в составе сортировки). При необходимости составьте блок-схемы различной степени детализации, иллюстрирующие работу программы.

Источник: www.kakprosto.ru

Как научиться читать и понимать код программирования

Рассказываем, зачем читать чужой код и с чего стоит начать.

Егор Барковский
Автор статьи
23 ноября 2022 в 14:48

Более 80% времени разработчики тратят на чтение кода. Уметь читать код — даже важнее, чем уметь его писать.

Есть несколько популярных методов понимания кода, которые стоит запомнить. Вот о них и рассказываем в статье.

«Действительно, соотношение времени, затрачиваемого на чтение и написание, составляет более 10 к 1. Мы постоянно читаем старый код в рамках усилий по написанию нового кода. [Поэтому] облегчение чтения облегчает написание».

Роберт К. Мартин

Зачем читать чужой код

Программисты на проекте или продукте меняются, а вот код чаще всего остается одним и тем же. И если изначально его написали плохо, сложно или на свой манер, то остальным разработчикам будет нелегко его понять.

В идеале код должен быть хорошо написан, задокументирован, структурирован и внятно протестирован. Но такие идеальные ситуации случаются редко. А читать его нужно всегда. Уметь читать код — даже важнее, чем уметь его писать.

Допустим, вы пришли на проект, выполняете задачу. Нужно прочитать код, который написал предыдущий программист, и вы понимаете, что ничего не понимаете: надо проникнуть в ход мыслей предыдущего разработчика, попытаться понять, о чем он думал, когда писал, и вообще — он ли его писал. В общем, это как чтение романа или рассказа: вы читаете не просто инструкции на экране, а историю.

Но давайте разберемся, что нужно делать, чтобы читать чужой код, и каких принципов стоит придерживаться, чтобы понимать его быстро и легко.

Веб-разработчик: новая работа через 9 месяцев
Получится, даже если у вас нет опыта в IT

С чего начать

Что такое рефакторинг кода

Поиск понятной части кода

Найдите понятную часть кода и раскрутите ее. Допустим, перед вами отчет по месячным расходам пользователя.

1. Сначала определите, в каком конкретном месте код создает этот файл.
2. Потом поймите, в каком месте отчет заполняется.
3. Сделайте еще один шаг и выясните, откуда взялась информация о пользователе, и так далее, шаг за шагом следуйте из конца в начало.

Так вы поймете, как организована основная масса кода: где определены функции и переменные, как называются файлы, отвечающие за бизнес-логику. А еще поймете логику программистов, которые писали этот код.

Этот процесс чем-то похож на судоку: сначала вы решаете легкие клеточки, а они приводят к решению сложных и неочевидных.

Git blame и git log

Скорее всего, код, который вы пытаетесь понять, импортировали из общей системы контроля версий — Git, SVN. Посмотрите историю изменения непонятной строчки с помощью команд git blame и git log — они выдадут историю всех коммитов и изменений.

Посмотрите историю файла от начала до конца, узнайте план его развития. Определите, какие функции и методы авторы изменяли больше всего, и сделайте упор на эти фрагменты кода.

Git blame может дать информацию об авторе этого кода — можете расспросить его лично.

Картина целиком

Если есть документация, обязательно ее прочтите. Даже если сначала покажется, что код сложный и непонятный, продолжайте изучать и скоро поймете, что в этих неясных строках есть смысл. Сначала получи́те общее представление, а потом погружайтесь в детали.

Зафиксируйте для себя структуру каталога проекта в целом, пробегитесь по названиям файлов, попытайтесь понять их примерное предназначение.

27 апреля 19:00 МСК
Как работать из дома без навыков программирования

Чтение спецификации

Если в репозитории, который вы изучаете, есть test suite, то половина дела сделана за вас.

Тесты — отличное место, откуда стоит начинать читать код. Тесты — это намерение разработчика.

Когда будете читать, обратите внимание на ожидаемые результаты и сфокусируйтесь на положительных.

Если кажется, что процесс всё равно непонятен, запустите конкретный тест в дебаге: большая часть тестов не требует запуска всего приложения, поэтому на этот шаг вы потратите меньше времени, чем на полный трейсинг.

Комментарии как подсказки

Оставляйте закладки в тех местах программы, которые показались наиболее интересными и непонятными. Такие пометки поддерживают почти все редакторы кода.

Ставьте точки, делайте пометки и записывайте предположения. Это поможет в процессе отладки и уменьшит количество времени, которое вы могли бы потратить на поиск методов.

Поиск Main

Когда получаете код, который нужно прочитать и понять, первое, что нужно сделать, — запустить его и посмотреть, что он делает: что принимает в качестве входных и каковы выходные данные.

Обратите внимание на подключаемые файлы и стандартные конфигурации, пробегитесь по логам запуска — и общая картина уже в кармане.

Структура и стиль

Обратите внимание на стиль, когда читаете код. Потому что в итоге нужно будет писать его в таком же стиле.

Изучите даже такие вещи, как соглашения об именах, интервалы между строками и расстановку скобок.

Определите общий уровень абстракции. Если это высокоабстрактный код со многими слоями, то вы будете писать такой же.

Если вы достаточно покопаетесь в истории, вы, вероятно, сможете найти точный момент времени, когда один из разработчиков решил абстрагировать часть кода. Поймите, как это выглядело до и как стало выглядеть после, и постарайтесь следовать тому же принципу при написании.

Если столкнулись с решением, которое не нравится, поговорите с командой о том, чтобы изменить его в будущем, но не смешивайте разные стили в одном файле: это сделает код еще менее читабельным.

Чем сильнее файл выглядит так, будто его писал один человек, тем лучше. Быть последовательным важнее: разобраться в одном стиле проще, чем в нескольких.

Мусорная часть кода

Будьте готовы, что найдете мусорную часть кода. Вы можете найти методы, целые файлы или закомментированный код, который никогда не использовался.

Не переживайте и смело удаляйте эти части. Человек, который придет на проект после вас, скажет спасибо.

Повторение и закрепление

Повторите процесс чтения и запуска несколько раз. Это нужно, чтобы начать понимать общую кодовую базу.

Краткие итоги

Читать чужой код сложно только сначала. Пользуйтесь нашими советами — и шаг за шагом вы разберетесь в задаче, над которой работаете.

1. Найдите понятную часть кода.
2. Посмотрите историю изменений с помощью git blame и git log.
3. Прочитайте спецификацию.
4. Оставьте себе комментарии, чтобы потом было легче ориентироваться.
5. Запустите код и посмотрите, как он работает.
6. Определите стиль и продолжайте его придерживаться в дальнейшей работе с кодом.
7. Удалите мусорную часть кода.

Источник: sky.pro