변수 선언: 변수는 사용 전에 먼저 선언되어야함 -> 사용 전 선언(declaration before use)- 변수의
유효 범위(scope): 선언된 변수가 유효한(사용될 수 있는) 프로그램 내의 범위/영역 , 변수 이름 뿐만 아니라 함수 등 다른 이름도 생각해야
정적 유효범위(static scope) 규칙: 선언된 이름은 선언된 블록 내에서만 유효. 대부분 언어에서 표준 규칙으로 사용됨- 구문법
<stmts> -> ...
| id = <expr>;
| let <decls> in <stmts> end;
<decls> -> { <type> id [= <expr>]; }
<stmts> -> {<stmt>}
<type> -> int | bool | string
- 초기화하지 않는 변수는 자동으로 기본값(0,"",false)로 초기화됨
- 변수 id는 지역 변수로 유효범위는 선언된 블록 내.
- 블록의 중첩 : let 블록 내의 문장 S에 다시 let 블록이 나타날 수 있음
지역 변수: let문 내에서 선언된 변수전역 변수: let문 밖에서 선언된 변수는 전역 변수(global variable)- 타입 없는 변수 선언
동적 타입 언어(dynamically typed language): 변수의 타입을 선언하지 않고 바로 사용. 변수에 어떤 타입의 값이든지 가능 (ex. Lisp/Scheme, JavaScript, Python 등)- 주의: 함수 내에서 전역 변수 사용은 가능하나 전역 변수 수정은 불가능함. (이유: 전역 변수에 대입하면 자동으로 지역 변수가 생성됨)
- python에서
UnboundLocalError: local variable이라는 에러가 발생
- 따라서
global 을 통해 함수 내에 전역 변수를 설정하여 값을 변경 해야함 (예시 ppt 참고)
- 블록: 서로 연관된
선언문과 실행문들을 묶어놓은 프로그래밍 단위
- 변수나 함수를 선언하는 선언문들과 실행문들로 구성됨
- 블록 구조 언어: 블록의 중첩을 허용하는 언어
- 특징 및 장점
- 대형 프로그램을 여러 블록으로 나누어 작성하면 복잡한 수행 내용을 단순화하여 프로그램의 해독성을 높여줌
- 프로그램 오류가 발생하여도 그 범위가 블록단위로 한정되므로 수정이 쉬워지며 블록의 첨가, 삭제, 수정이 용이
- 블록 내에 선언된 변수들은 그 안에서만 유효하며 실행이 종료되면 기존에 선언되었던 변수들은 모두 무효화
- 사용자로 하여금 변수의 사용과 기억장소의 할당에 관한 경계를 명확히 가능
- C언어의 유효범위 규칙
- 핵심 아이디어:
사용 전 선언(Declaration before use), 선언의 유효범위는 선언된 시점부터 선언된 블록 끝까지
- 지역 변수의 유효범위: 선언된 지점부터 함수 끝까지
- 전역 변수의 유효범위: 선언된 지점부터 파일 끝까지
- 예제들은 ppt를 참고.. (다 적기에는 시간이 부족)
- Ada 언어의 유효 범위 규칙: 선언의 유효범위는 선언된 블록 내
- 변수: **
메모리 위치(주소)**를 나타내는 이름
- x = x + 1;
- 오른쪽 변수 x의 의미: 메모리 위치에 저장된 값(r-value)
- 왼쪽 변수 x의 의미: 메모리 위치 (l-value)
상태 (State): 변수들의 현재 값. 하나의 함수로 생각할 수 있음
- s: Identifier -> Value
- ex> s= { x->1, y->2, z->3 }
- 모든 가능한 상태들의 집합 : State= Identifier -> Value
수식 E의 의미 : 상태에서 수식의 값
- V: (State,Expr) -> Value
- 예시들 ppt 참고
- 문장의 의미
- 문장 S가
전상태 s를 후상태 s' 로 변경시킴 (상태변환)
상태 변환 함수(state transform function)
- Eval: (State, Statement) -> State
- 의미론: 각 문장 S마다 상태 변환 함수 정의, 프로그램의 실행 과정을 상태 변환 과정으로 설명
- 블록 시작을 만났을 때
- 블록 내에 선언된 변수는 유효해짐
- 선언된 변수에 대한 상태 정보를 새로 생성
- 블록 내 문장을 만났을 때
- 유효한 변수들의 상태 정보를 이용해서 문장을 해석(실행)함
- 블록 끝을 만났을 때
- 블록 내의 선언된 변수들은 더 이상 유효하지 않음
- 블록 내의 선언된 변수들의 상태 정보를 제거
- 상태(state)를 스택(stack) 형태로 유지 관리
- First-In Last-out
- Last-in First-out
- 상태: 변수와 그 값을 대응시키는 하나의 함수
- s: Identifier -> Value
- 변수의 값을 나타내는 <변수 이름, 값> 쌍들의 집합으로 표현 ->
<id,val>
- 스택 형태로 유지 관리 : 변수의 유효범위를 동적으로 관리하기 위함. <변수이름, 값> 쌍들의 스택
class State extends Stack<Pair>{
//id는 식별자. 변수이름 나타냄
//생성자
public State();
public State(Identifier id, Value val);
public State push(Identifier id,Value val);
public Pair pop();
public int lookup(Identifier id); //있는지 없는지 찾아보는 것
public State set(Identifier id, Value val); //상태에서 변수 값 설정
public Value get(Identifier id); // 상태에서 변수값 조회
}
Value V(Expr e,State state){
if (e instanceof Value) return (Value) e;
if (e instanceof Identifier){
Identifier v=(Identifier) e;
return (Value)(state.get(v));
}
if (e instanceof Binary){
Binary b=(Binary) e;
Value v1=V(b.expr1,state);
Value v2=V(b.expr2,state);
return binaryOperation(b.op,v1,v2);
}
if (e instanceof Unary){
Unary u=(Unary) e;
Value v= V(u.expr,state);
return unaryOperation(u.op,v);
}
}
Value binaryOperation(Operator op,Value v1,Value v2){
switch(op.val){
case "+":
return new Value(v1.intValue()+v2.intValue());
...
}
}
- 상태 변환 함수
State Eval(Assignment a, State state){
Value v=V(a.expr,state);
return state.set(a.id,v);
}
- 상태 변환 함수
State Eval(Let l,State state){
State s=allocate(l.decls,state);
s=Eval(l.stmts,s);
return free(l.decls,s);
}
- allocate 함수: 선언된 변수들(ds)을 위한 엔트리(pair)들을 상태 state에 추가
- 엔트리 추가 함수: State push(Identifier id,Value val)
- free 함수 : 선언된 변수들(ds)의 엔트리(pair)를 상태 state에서 제거
- 상태 변환 함수
State Eval(Command p,State state){
if (p instanceof Decl){
Decls decls=new Decls();
decls.add((Decl)p);
return allocate(decls,state);
}
if (p instanceof Stmt){
return Eval((Stmt)p,state);
}
}