用C++语言 编制C语言子集的词法分析程序（编译原理）

以下是一个简单的C语言子集词法分析程序的示例：

#include <stdio.h>
#include <ctype.h>

#define MAX_TOKEN_LEN 100  // token最大长度

// token类型枚举
typedef enum {
    TOK_INT,  // 整数
    TOK_OP,   // 运算符
    TOK_EOL,  // 行末
    TOK_ERR,  // 错误
    TOK_EOF   // 文件结束
} TokenType;

// token结构体
typedef struct {
    TokenType type;  // token类型
    char value[MAX_TOKEN_LEN + 1];  // token值
} Token;

// 获取下一个字符
char next_char(void) {
    return getchar();
}

// 预读下一个字符
char peek_char(void) {
    char c = getchar();
    ungetc(c, stdin);
    return c;
}

// 跳过空白字符
void skip_whitespace(void) {
    char c;
    do {
        c = next_char();
    } while (isspace(c));
    ungetc(c, stdin);
}

// 识别整数
Token get_int_token(void) {
    Token token = { TOK_INT, "" };
    char c = next_char();
    int i = 0;
    while (isdigit(c) && i < MAX_TOKEN_LEN) {
        token.value[i++] = c;
        c = next_char();
    }
    ungetc(c, stdin);
    return token;
}

// 识别运算符
Token get_op_token(void) {
    Token token = { TOK_OP, "" };
    char c = next_char();
    if (c == '+' || c == '-' || c == '*' || c == '/') {
        token.value[0] = c;
    } else {
        token.type = TOK_ERR;
        token.value[0] = c;
        token.value[1] = '\0';
    }
    return token;
}

// 获取下一个token
Token get_token(void) {
    skip_whitespace();
    char c = next_char();
    Token token = { TOK_ERR, "" };
    switch (c) {
        case '\n':
            token.type = TOK_EOL;
            break;
        case '+':
        case '-':
        case '*':
        case '/':
            token = get_op_token();
            break;
        default:
            if (isdigit(c)) {
                token = get_int_token();
            } else if (c == EOF) {
                token.type = TOK_EOF;
            } else {
                token.value[0] = c;
                token.value[1] = '\0';
            }
            break;
    }
    return token;
}

// 输出token
void print_token(Token token) {
    switch (token.type) {
        case TOK_INT:
            printf("TOK_INT: %s\n", token.value);
            break;
        case TOK_OP:
            printf("TOK_OP: %s\n", token.value);
            break;
        case TOK_EOL:
            printf("TOK_EOL\n");
            break;
        case TOK_ERR:
            printf("TOK_ERR: %s\n", token.value);
            break;
        case TOK_EOF:
            printf("TOK_EOF\n");
            break;
    }
}

int main(void) {
    Token token;
    do {
        token = get_token();
        print_token(token);
    } while (token.type != TOK_EOF);
    return 0;
}

以上程序可以识别整数和四则运算符，并输出对应的token。程序中使用了getchar()和ungetc()函数来获取字符和预读字符，使用isspace()函数来判断空白字符，使用isdigit()函数来判断数字字符。程序的主要逻辑在get_token()函数中，根据不同的字符类型返回不同的token。程序中使用了Token结构体来表示token，结构体中包含了token类型和token值两个成员。程序还定义了TokenType枚举来表示不同的token类型，以及一些常量来表示最大token长度和不同的token类型。程序使用了print_token()函数来输出token。