熟悉并实现一个简单的扫描器，设计扫描器的自动机；设计翻译、生成Token的算法

设计扫描器的自动机：

1. 确定所有可能的token类型，比如：标识符、关键字、数字、运算符等
2. 根据每个token类型的规则，设计对应的正则表达式
3. 将所有正则表达式合并成一个大的正则表达式
4. 将该正则表达式转换为NFA（非确定性有限状态自动机）
5. 将NFA转换为DFA（确定性有限状态自动机）
6. 用DFA进行扫描，对输入的字符逐个匹配，直到找到一个token为止

设计翻译、生成Token的算法：

1. 定义token类，包含类型和值两个属性
2. 扫描器每次从输入流中读取一个字符，并根据DFA进行匹配
3. 如果匹配成功，则根据token类型生成一个token，并将其存入token流中
4. 如果匹配不成功，则返回错误信息
5. 重复步骤2-4，直到输入流结束
6. 返回token流

示例代码：

import re

# 定义token类
class Token:
    def __init__(self, type, value):
        self.type = type
        self.value = value

# 定义扫描器类
class Scanner:
    def __init__(self, input):
        self.input = input
        self.pos = 0
        self.tokens = []

    # 定义正则表达式
    regex = {
        'ID': r'[a-zA-Z_][a-zA-Z0-9_]*',
        'NUMBER': r'\d+(\.\d+)?',
        'OPERATOR': r'(\+|\-|\*|/)',
    }

    # 将正则表达式合并成一个大的正则表达式
    regex_all = '|'.join('(?P<%s>%s)' % pair for pair in regex.items())

    # 将正则表达式转换为DFA
    dfa = re.compile(regex_all).scanner("").dfa

    # 扫描函数
    def scan(self):
        while self.pos < len(self.input):
            match_obj = self.dfa.match(self.input, pos=self.pos)
            if match_obj is None:
                raise Exception('Invalid input at position %d' % self.pos)
            self.pos = match_obj.end()
            type = match_obj.lastgroup
            value = match_obj.group(type)
            token = Token(type, value)
            self.tokens.append(token)
        return self.tokens

# 测试代码
input = 'a = 1 + 2.0'
scanner = Scanner(input)
tokens = scanner.scan()
print(tokens)
# output: [Token('ID', 'a'), Token('OPERATOR', '='), Token('NUMBER', '1'), Token('OPERATOR', '+'), Token('NUMBER', '2.0')]