Resumen de Sintaxis y Semántica de Lenguajes

## Introducción Los lenguajes de programación son herramientas formales que permiten expresar algoritmos y estructuras de datos para que una máquina (o un intérprete/compilador) ejecute instrucciones. En este material repasaremos conceptos prácticos sobre léxico, sintaxis y semántica en programas escritos en C (y ejemplos generales), cómo analizar fragmentos de código y cómo interpretar expresiones y tokens. El enfoque es aplicado: aprenderá a detectar errores léxicos, sintácticos y semánticos, contabilizar tokens y razonar sobre expresiones complejas. > Definición: Un lenguaje de programación es un conjunto de reglas léxicas, sintácticas y semánticas que permiten especificar computaciones de forma precisa. ## 1. Niveles de análisis de un fragmento de código Se distinguen tres etapas principales cuando se examina código fuente: ### 1.1 Análisis léxico - Objetivo: segmentar el texto en lexemas (tokens) y reconocer categorías: identificadores, palabras clave, literales, operadores, separadores. - Errores típicos: símbolos no permitidos, identificadores con caracteres inválidos, literales mal formados. > Definición: El análisis léxico transforma una secuencia de caracteres en una secuencia de tokens con categoría y lexema. Ejemplo práctico: en el fragmento "a = c_[2];" los tokens son: identificador `a`, operador `=`, identificador `c_`, separador `[`, literal numérico `2`, separador `]`, separador `;`. ### 1.2 Análisis sintáctico - Objetivo: verificar que la secuencia de tokens se ajuste a la gramática del lenguaje (producciones). Comprueba la estructura: declaraciones, expresiones, sentencias compuestas, etc. - Errores típicos: falta de `;`, uso inválido de bloques donde no corresponde, estructuras mal anidadas. > Definición: La sintaxis define la estructura jerárquica válida de las construcciones del lenguaje. Ejemplo práctico: la sentencia `return {a+1};` es léxicamente válida (tokens reconocibles) pero sintácticamente incorrecta en C estándar: la producción de `return` acepta opcionalmente una expresión, no un bloque compuesto `{ ... }` como expresión. ### 1.3 Análisis semántico - Objetivo: comprobar significados: tipos compatibles, existencia de identificadores, reglas del ámbito, inicializaciones válidas. - Errores típicos: uso de variables no declaradas, incompatibilidades de tipo, redeclaraciones en el mismo ámbito. > Definición: El análisis semántico valida el significado y las restricciones del programa, más allá de la forma. Ejemplo práctico: si en un bloque aparece `int b; int b = 3;` hay una redeclaración (error semántico). Acceder a `c_` sin declararla es error semántico. ## 2. Contar tokens y lexemas - Cada palabra clave, identificador, literal, operador y separador cuenta como token. - Para fragmentos reales, sumar tokens de cada línea. Ejemplo rápido: fragmento corto: `int b = .7E2, _c[3]={-1,2.0,5,4};` contiene tokens: `int`, `b`, `=`, `.7E2`, `,`, `_c`, `[`, `3`, `]`, `=`, `{`, `-1`, `,`, `2.0`, `,`, `5`, `,`, `4`, `}`, `;` (20 tokens aproximadamente, según reglas precisas del analizador). ## 3. Cómo diagnosticar errores en un fragmento (pasos prácticos) 1. Realice el escaneo léxico: liste tokens en orden. 2. Compruebe la sintaxis: intente derivar la estructura con las producciones (declaración, expresión, sentencia). 3. Verifique semántica: símbolos declarados, tipos y restricciones del lenguaje estándar. 4. Anote si alguna observación procede de extensiones del compilador (no estándar). Lista de verificación rápida: - ¿Hay símbolos desconocidos? -> error léxico - ¿Las sentencias respetan producciones (p. ej. `return expr ;`)? -> error sintáctico - ¿Variables usadas están declaradas y no redeclaradas? -> error semántico ## 4. Evaluación de expresiones en C: prioridad y asociatividad - La evaluación de una expresión sigue precedencia (prioridad) y asociatividad propias de cada operador. - Para comparar o simplificar expresiones debe resolverse primero según la jerarquía, luego según asociativida