如何从零开始设计并实现一个简单的词法分析器？请结合《编译原理实验2：词法分析器的设计与实现》提供详细的步骤和代码示例。

词法分析器是编译器前端的重要组成部分，负责将源代码文本转换为词法单元序列，以便进一步处理。对于初学者而言，从零开始设计一个简单的词法分析器既是一个挑战，也是一个很好的学习机会。下面将结合《编译原理实验2：词法分析器的设计与实现》一书的内容，提供一个设计词法分析器的步骤指南和代码示例。

参考资源链接：[编译原理实验2：词法分析器的设计与实现](https://wenku.csdn.net/doc/7i98mtq8v0?spm=1055.2569.3001.10343)

步骤1：定义词法规则
首先，需要确定源语言的词法规则，用正则表达式描述各词法单元的模式。例如，对于一个简单的计算器语言，我们可以有以下词法单元：
- 整数：0-9之间的连续数字；
- 加号：+；
- 减号：-；
- 乘号：*；
- 除号：/；
- 左括号：(；
- 右括号：)；
- 空白：包括空格、制表符和换行符。

步骤2：实现状态机
根据词法规则，构建一个有限状态自动机（DFA或NFA），该状态机能够识别输入中的词法单元。每个状态对应词法单元的一部分，状态转换则对应输入字符的读取。

步骤3：编写代码
使用你选择的编程语言（如C/C++）编写代码，实现上述状态机。可以使用结构体来表示状态，以及函数或方法来处理状态转换。

示例代码片段（C语言）：

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

typedef struct Lexer {
    char *input;
    int pos;
} Lexer;

void advance(Lexer *lexer) {
    if (lexer->input[lexer->pos] != '\0') {
        lexer->pos++;
    }
}

char peek(Lexer *lexer) {
    return lexer->input[lexer->pos];
}

char next(Lexer *lexer) {
    return lexer->input[lexer->pos++];
}

void skip_whitespace(Lexer *lexer) {
    while (isspace(peek(lexer))) {
        advance(lexer);
    }
}

// 假设我们有一个函数int match_integer(Lexer *lexer)，用于匹配整数。
// 以下是一个非常简化的主函数示例：
int main() {
    char *input = 

参考资源链接：[编译原理实验2：词法分析器的设计与实现](https://wenku.csdn.net/doc/7i98mtq8v0?spm=1055.2569.3001.10343)