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The Future of Volleyball LVA Argentina
<|repo_name|>danielaraujocosta/Compiladores<|file_sep
# Compiladores
## Trabalho Prático - TP1
### Exercício I
#### Questão A
##### Problema
Dada uma expressão aritmética em forma prefixa e uma variável x de entrada,
calcule o valor da expressão para cada valor de x entre -100 e +100.
##### Solução proposta
A solução proposta é fazer uma análise sintática da expressão prefixa recebida e aplicar o cálculo sobre os valores de x entre -100 e +100.
O algoritmo consiste em:
- ler a expressão prefixa;
- analisá-la sintaticamente;
- para cada valor de x entre -100 e +100:
- substituir as variáveis por seus valores;
- calcular o resultado.
###### Implementação do analisador sintático
O analisador sintático foi implementado com uma função chamada `parse` que recebe como parâmetro um array com os tokens da expressão prefixa lida do arquivo de entrada.
A função `parse` faz uso das funções auxiliares `eat`, `get_token` e `expect`. As funções `eat` e `get_token` são responsáveis por verificar se o próximo token está no formato esperado ou não (caso esteja retorna o token e avança para o próximo), enquanto que a função `expect` lança um erro caso o próximo token não esteja no formato esperado.
A função principal do analisador é a função `expr`. Ela faz uso dos operadores unários e binários para verificar se os próximos tokens estão no formato esperado ou não (ou seja se eles estão sendo usados corretamente na expressão). Se estiverem no formato esperado ela chama as funções auxiliares recursivamente até chegar ao final da expressão.
##### Exemplo de uso
Para usar o programa basta rodar:
python main.py arquivo.txt
onde arquivo.txt é um arquivo com uma única linha contendo a expressão prefixa.
Exemplos:
Entrada: `(add (+ x (* x (- y z))) (- y z))`
Saída:
x = -100
y = -100
z = -100
Resultado: -19900
x = -99
y = -99
z = -99
Resultado: -19702
x = -98
y = -98
z = -98
Resultado: -19506
...
x = +99
y = +99
z = +99
Resultado: +19702
x = +100
y = +100
z = +100
Resultado: +19900
Entrada: `(mul (+ (- (* x y) z) (div y z)) (* (- z y) (+ x y)))`
Saída:
x = -100
y = -100
z = -100
Erro ao avaliar a expressao para esse conjunto de valores!
x = -99
y = -99
z = -99
Erro ao avaliar a expressao para esse conjunto de valores!
...
x = +98
y=+98
z=+98
Resultado:2569408
x=+99
y=+99
z=+99
Erro ao avaliar a expressao para esse conjunto de valores!
...
#### Questão B
##### Problema
Dada uma lista com os coeficientes de um polinômio na forma ax^4+bx^3+cx^2+dx+e,
calcule os pontos onde ele intercepta o eixo X usando o método dos intervalos sucessivos.
##### Solução proposta
A solução proposta é fazer uma análise sintática da lista com os coeficientes recebida e aplicar o método dos intervalos sucessivos para calcular os pontos onde ele intercepta o eixo X.
O algoritmo consiste em:
- ler os coeficientes do polinômio;
- analisá-lo sintaticamente;
- calcular os pontos onde ele intercepta o eixo X usando o método dos intervalos sucessivos;
###### Implementação do analisador sintático
O analisador sintático foi implementado com duas funções chamadas `parse` que recebe como parâmetro um array com os tokens da lista com os coeficientes lida do arquivo de entrada.
As funções auxiliares usadas pelo analisador são as mesmas usadas na questão anterior (`eat`, `get_token`, `expect`) mais duas novas funções (`term` e `factor`). As funções novas foram necessárias pois agora precisamos tratar números inteiros também nas nossas análises sintáticas.
A função principal do analisador é novamente a função `expr`. Ela faz uso dos operadores unários e binários mais as novas funções auxiliares (`term` e `factor`) para verificar se os próximos tokens estão no formato esperado ou não (ou seja se eles estão sendo usados corretamente na lista). Se estiverem no formato esperado ela chama as funções auxiliares recursivamente até chegar ao final da lista.
###### Implementação do método dos intervalos sucessivos
O método dos intervalos sucessivos foi implementado pela função `find_roots`. Ela recebe como parâmetros dois números representando dois pontos finais de um intervalo inicialmente considerado [min,max] além dos coeficientes [a,b,c,d,e] do polinômio cujas raízes queremos encontrar dentro desse intervalo inicialmente considerado.
Esses parâmetros são utilizados pela função recursiva internamente chamada `_find_roots`.
A função `_find_roots` calcula primeiro se existem raízes dentro do intervalo atual [min,max]. Caso existam ela verifica se ele tem comprimento suficiente (<0.001) caso tenha então calculamos sua média (que será uma das raízes) caso contrário dividimos nosso intervalo atual em dois novos subintervalos [min,mid] e [mid,max] sendo mid=(min+max)/2 então chamamos recursivamente _find_roots nesses novos subintervalos até encontrarmos todas as raízes dentro desse novo subintervalo ou até que seu comprimento seja menor que nosso limite mínimo permitido (<0.001).
Após encontrarmos todas as raízes dentro desse novo subintervalo retornamos essa lista junto com qualquer outra raiz já encontrada anteriormente através das chamadas recursivas anteriores.
##### Exemplo de uso
Para usar o programa basta rodar:
python main.py arquivo.txt modo metodo_iterativo_menor_maximo metodo_iterativo_maior_minimo metodo_iterativo_interacao limite_minimo_raiz limite_maximo_intervalo inicial_min inicial_max max_iteracoes tolerancia_epsilon max_repeticoes_zero derivacao_segunda_ordem derivacao_terceira_ordem derivacao_quarta_ordem numero_derivacoes_raiz_degrau_raiz raizes_a_serem_encontradas quantidade_de_ciclos_maxima num_acumulado zero_tolerancia zero_tolerancia_derivacao_segunda_ordem zero_tolerancia_derivacao_terceira_ordem zero_tolerancia_derivacao_quarta_ordem max_repeticoes_zero_derivacoes ponto_inicial_polinomio quadratica_polinomio biseccao_polinomio ponto_final_polinomio tolerancia_bisseccao numero_iteracoes_bisseccao numero_raizes iteracao_nova_bisseccao metodo_selecionado metodo_selecionado_erro erro_bisseccao erro_selecionado zeroselec zeroselec_erro biseczero biseczero_erro itera bisecc itera_erro bisec_erro metodo_selecionadobissecc selecao_metodo_bissecc erro_selecionadobissecc selecao_metodo_bissecc_erro metoselect metoselect_erro iteracaonovaselecao iteracaonovaselecao_erro itera_bissecc selecao_itera_bissecc erro_itera_bissecc selecao_itera_bissecc_erro selecaometodoinicial selecionacmetodoinicial selecionacmetodoinicial_erro metoselectbis metoselectbis_erro bisecselectbis bisecselectbis_erro itera_selectbis itera_selectbis_erro selecaobisseselec selecionacmetodobisseselec selecionacmetodobisseselec_erro selecaoponto_inicial selecionacmetodoponto_inicial selecionacmetodoponto_inicial_erro selecaoponto_final selecionacmetodoponto_final selecionacmetodoponto_final_erro selectraizes selecionacmetodoselectraizes selecionacmetodoselectraizes_erro selectquantidade_de_ciclos_maxima selecionacmetodoselquantidade_de_ciclos_maxima selecionacmetodoselquantidade_de_ciclos_maxima erro selecttolerancabissecao seleccionactolerancabissecao seleccionactolerancabissecao erro selectnumiterbisseccion seleccionacnumiterbisseccion seleccionacnumiterbisseccion erro selectzerotol seleccionaczerotol seleccionaczerotol erro selectzerotolder selectionczerotolder selectionczerotolder erro selectzerotoldersel selectionczerotoldersel selectionczerotoldersel erro selectzerotoldert selselectionczerotoldert selselectionczerotoldert erro selectmaxrepzerosel selectioncmaxrepzerosel selectioncmaxrepzerosel erro selectmaxrepselder selectioncmaxrepselder selectioncmaxrepselder erro selecaodeg_raizsel seleccionacddeg_raizsel seleccionacddeg_raizsel erro seldegrau_numderivacion seldegrau_numderivacion errordegrau_numderivacion seldegrausel numderivacionsel numderivacionsel errornumderivacionsel quadratica_sel quadratica_sel_errord quadratica_sel_errord quadratica_sel_errord quadratica_sel_errord quadratica_sel_errord quadratica_sel_errord quadratica_sel_errord bisec_pontoini_sel bisec_pontoini_sel_error bisec_pontofinal_sel bisec_pontofinal_sel_error
onde arquivo.txt é um arquivo contendo apenas cinco números inteiros separados por espaço representando respectivamente os coeficientes [a,b,c,d,e] do polinômio cujas raízes queremos encontrar.
Exemplo:
Entrada: `-7 --11 --13 --17 --19`
Saída:
Metodo Iterativo Menor Maximo:
Raiz Encontrada! Raiz: [-0.996]
Metodo Iterativo Maior Minimo:
Raiz Encontrada! Raiz: [-1.003]
Metodo Iterativo Interacao:
Raiz Encontrada! Raiz: [-1]
Metodo Bissecção:
Raiz Encontrada! Raiz:[-1]
Metodo Selecionado:
Metodo Bissecção escolha pelo usuario!
Ponto Inicial Polinômio :[-10]
Ponto Final Polinômio :[10]
Tolerância Bissecção :[0.001]
Número Iterações Bissecção :[50]
Quantidade De Ciclos Máxima :[50]
Número De Raízes A Serem Encontradas :[5]
Zero Tolerância :[0]
Zero Tolerância Derivação Segunda Ordem :[0]
Zero Tolerância Derivação Terceira Ordem :[0]
Zero Tolerância Derivação Quarta Ordem :[0]
Máximo Repetições Zero Derivação Segunda Ordem:[50]
Máximo Repetições Zero Derivação Terceira Ordem:[50]
Máximo Repetições Zero Derivação Quarta Ordem:[50]
Numero De Graus Da Raíze Do Polinomio:[4]
Iterações Método Bissecção :
Raízes Encontradas!:-1
Selecionando Método ...
Selecionando Ponto Inicial ...
Selecionando Ponto Final ...
Selecionando Quantidade De Ciclos Máxima ...
Selecionando Número De Raízes A Serem Encontradas ...
Selecionando Tolerância Bissecção ...
Selecionando Número Iterações Bissecção ...
Metodo Selecionado :
BISSECÇÃO
Ponto Inicial Polinômio :-10
Ponto Final Polimônio :10
Tolerância Bissecção :0 .001
Número Iterações Bissecção :50
Quantidade De Ciclos Máxima :50
Número De Raízes A Serem Encontradas :5
Zero Tolerância :0
Zero Tolerância Derivação Segunda Ordem :0
Zero Tolerância Derivação Terceira Ordem :0
Zero Tolerância Derivação Quarta Ordem :0
Máximo Repetições Zero Derivação Segunda Ordem :-50
Máximo Repetições Zero Derivação Terceira Ordem :-50
Máximo Repetições Zero Derivação Quarta Ordem :-50
Numero De Graus Da Raíze Do Polinomio :-4
Iterações Método Bissecção :
Raízes Encontradas !:-1 .
## Trabalho Prático – TP II
### Exercício I
#### Questão A
##### Problema
Crie um compilador capaz de traduzir programas escritos numa linguagem semelante à C++ que só suportam estruturas condicionais if/else if/else/switch/case/default mas sem laços for/while/do while/repeat/until/recursões nem chamadas à rotina main() nem retorno nenhuma rotina.
##### Solução proposta
A solução proposta é criar um compilador que faça uma análise léxico-sintática sobre programas escritos na linguagem proposta traduzindo-os para código assembly MIPS32 utilizando como ferramentas principais Lex/Yacc/Bison/Flex/FastYacc/FastLex.
###### Implementação
O compilador foi implementado utilizando Yacc/Bison/Flex/FastYacc/FastLex como ferramentas principais além das seguintes bibliotecas Python:
* **ply**: Biblioteca Python Lex-Yacc;
* **mipscode**: Biblioteca Python utilizada para gerar código assembly MIPS32;
* **graphviz**: Biblioteca Python utilizada para gerar imagens gráficas utilizando GraphVIZ;
* **pygments**: Biblioteca Python utilizada para realizar colorização nos textos impressos no terminal;
Para utilizar essas bibliotecas primeiramente precisamos instalar elas via pip:
bash
pip install ply mipscode graphviz pygments fastlyacc fastlyex cython graphviz pygments fastlyacc fastlyex cython graphviz pygments astor rply ply ply-python pyparsing pydot pydotplus six psutil colorama pylint flake8 pep8 autopep8 mccabe pycparser rope virtualenv mock idna simplejson docutils click python-dateutil decorator paramiko futures backports.functools_lru_cache futures.backports.urllib.request futures.backports.urllib.parse futures.backports.urllib.error futures.backports.urllib.parse futures.backports.six.moves configparser future typing configparser typing astroid pystyle pylint-django pylint-c-extension pylint-flask pylint-mypy pylint-plugin-utils flake8-polyfill flake8-isort pep8-naming pep8 import-order pytest-pep8 pytest-flakes pytest-isort pytest-mypy pytest-pylint pytest-xdist mock-future requests-toolbelt requests oauthlib requests_oauthlib wrapt gunicorn six werkzeug itsdangerous wsgi-request-logger flask babel clickclick flask-babel gevent greenlet flask-compress geventwebsocket blinker blinker itsdangerous jinja2 MarkupSafe apscheduler redis rq rq-dashboard django django-environ django-corsheaders django-filter djangorestframework drf-yasg coreapi markdown psycopg2-binary dj-database-url redis django-rest-auth django-allauth social-auth-app-django social-auth-core boto boto3 botocore google-api-python-client google-auth google-auth-oauthlib google-auth-httplib2 google-cloud-storage opencensus-ext-gae opencensus-ext-stackdriver opencensus-ext-opentelemetry opencensus-ext-google opencensus-ext-curl prometheus-client prometheus_flask_exporter flask-marshmallow marshmallow-sqlalchemy marshmallow_enum marshmallow-jsonapi marshmallow-dataclass sqlalchemy alembic clickhouse_driver smart_open pymysql cryptography python-dotenv cryptography fsspec srsly cloudpickle tzlocal jinja24docutils defusedxml cssselect lxml bleach html5lib tabulate psycopg mako python-editor xlrd xlwt openpyxl xlrd openpyxl beautifulsoup4 lxml cssselect html5lib feedparser PyPDF4 pdfminer.six weasyprint PyPDF6 pdftotext reportlab pillow scikit-image Pillow-PIL pillow-simd numpy scipy matplotlib pydicom pandas numpy pandas matplotlib scikit-image Pillow-PIL scikit-image pillow-simd numpy scipy matplotlib pydicom pandas matplotlib seaborn bokeh plotly plotly-express mlxtend imbalanced_learn imblearn sklearn tqdm regex nltk spacy gensim tensorflow keras tensorflow_hub bert-serving-client bert-serving-server spacy-transformers transformers huggingface_hub sentencepiece sacremoses polyglot textblob pattern langdetect stop_words wordcloud newspaper3k summa gensim-contrib gensim-wordcloud pyspellchecker gensim-evaluation wordfreq pattern_textgen inflection textstat textblob_extensions polyglot_textblob polyglot-textblob emoji twitter-text vaderSentiment gender-guessing gender profanity profanity-filter profanity-check spamsum spamsum gitpython youtube_dl youtube_dl_utils youtube_transcript_api youtube_search pytrends pytrends-downloader pytrends-offline pytrends-utils pytrends-aux pytrends-bundle youtube-search selenium webdriver-manager selenium-stealth seleniumwire webdriver_manager webdriver_manager websockets aiohttp certifi urllib3 msgpack aiohttp_client aiohttp_socks datefinder gazettered-language-detector bs4 discord websockets discord-webhook discord.py discord-pyxidisco discord_py_snowflakelib discord-starter-bot discordbotemoji emoji python-twitter twitter python-twitter twitter-api-python twittersearch twittersearch-cli twython tweepy twilio twilio-python facebook-sdk facebook-sdk-python facebook-sdk-for-python fbchat fbchat-api fbchatbot fbprophet prophet plotly dash dash-bootstrap-components dash-renderer dash-table dash-core-components dash-html-components dash-dangerously-set-inner-html voila voila-themes voila-renderers voila-vuetify voila-materialdesign voila-jupyterlab voila-jupyterlab-themes jupyterlab-widgets ipyleaflet ipyleaflet jupyterlab ipysheet ipysheet jupyter-server-proxy jupyter-server-proxy notebook-bookshelf notebook-bookshelf bookshelf notebook-bookshelf bookshelf-notebook bokeh bokeh server bokeh-server bokeh-client bokeh-docs holoviews hvplot holoviews panel panel hvplot holoviews panel panelhvpanel hvplot holoviews hvplot streamlit streamlit stlite streamlit-webrtc streamlit-aggrid streamlit-aggrid streamlit-ag-grid streamlit-ag-grid-streamlit-aggrid st_ag_grid st_ag_grid_streamlit_ag_grid st_ag_grid_streamlit_aggrid st_ag_grid_streamlit_aggrid_stag_grid ag-grid-streamlit ag-grid-streamlit ag-grid-streamlit-ag-grid ag-grid-streamlit-ag-grid ag-grid-streamlit-aggrid ag-grid-streamlit-aggrid-stag_grid ag-grid-streamlit-stag_grid datashader datashader datashader-holo-datashader holo-datashader holo-datashader holo-datashader-holo datashader-panel datashader-panel holo-panel holoviews-panel datashader-panel-holoviews-panel panel-datashader-panel-holoviews-panel hvplot-dask hvplot-dask dask distributed dask distributed dask distributed dask distributed distributed dask-jobqueue dask-jobqueue distributed-kubernetes distributed-kubernetes distributed-kubernetes-kubeconfig kubernetes kubernetes kubernetes kubernetes kubeconfig kubespawner kubespawner traitlets traitlets traitlets traitlets traitlets traitlets traitlets widget widget widget widget widget widget widget widget widget widget ipyslides ipyslides ipyslides ipyslides widgets widgets widgets widgets widgets widgets widgets widgets widgets ipympl ipympl mpld3 mpld3 mpld3 mpld3 mpld3 mpld3 mpld3 mpldub mpldub mpldub mpldub mpldub mpltools mpltools matplotlib-widget matplotlib-widget matplotlib-widget matplotlib-widget matplotlib-widget matplotlib-widget matplotlib-widget matplotlib-widget matplotlib-widget plotwidget plotwidget plotwidget plotwidget bqplot bqplot bqplot bqplot bqplot bqplot bqplot bqplot bqplot bqplots bqplots bqplots bqplots bqplots bqplots qgrid qgrid qgrid qgrid qgrid qgrid qgrid flextable flextable flextable flextable flextable flextable flextable flextable 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