实现编译器的扫描器

编译器的扫描器（Scanner）是编译器中的一个重要组成部分，主要负责将源代码转换为一个个词法单元（Token），为后续的语法分析（Parser）做准备。下面是一个简单的扫描器的实现过程：

1. 读取源代码文件，并将其存储为一个字符串。

2. 定义一些词法单元的正则表达式（Regular Expression），例如：标识符、常量、运算符等。

3. 从源代码字符串中逐个字符读取，并根据正则表达式匹配，得到不同的词法单元。

4. 将词法单元存储为一个Token，包含类型（Type）、值（Value）等信息。

5. 将所有的Token存储为一个Token序列，供后续的语法分析使用。

一个简单的示例代码如下：

import re

class Token:
    def __init__(self, token_type, token_value):
        self.type = token_type
        self.value = token_value

class Scanner:
    def __init__(self, source_code):
        self.source_code = source_code
        self.tokens = []
        self.current_pos = 0
        self.keywords = ['if', 'else', 'while', 'for', 'int', 'float']

    def scan(self):
        while self.current_pos < len(self.source_code):
            char = self.source_code[self.current_pos]

            # 匹配标识符
            if re.match(r'[a-zA-Z]', char):
                identifier = char
                self.current_pos += 1
                while self.current_pos < len(self.source_code) and re.match(r'[a-zA-Z0-9_]', self.source_code[self.current_pos]):
                    identifier += self.source_code[self.current_pos]
                    self.current_pos += 1

                if identifier in self.keywords:
                    self.tokens.append(Token('keyword', identifier))
                else:
                    self.tokens.append(Token('identifier', identifier))

            # 匹配数字常量
            elif re.match(r'[0-9]', char):
                number = char
                self.current_pos += 1
                while self.current_pos < len(self.source_code) and re.match(r'[0-9.]', self.source_code[self.current_pos]):
                    number += self.source_code[self.current_pos]
                    self.current_pos += 1
                self.tokens.append(Token('number', float(number)))

            # 匹配运算符
            elif char in ['+', '-', '*', '/']:
                self.tokens.append(Token('operator', char))
                self.current_pos += 1

            # 忽略空格和换行符
            elif char in [' ', '\n']:
                self.current_pos += 1

            # 抛出异常
            else:
                raise Exception('Invalid character: ' + char)

        return self.tokens

该代码实现了一个简单的扫描器，可以识别标识符、数字常量、运算符等词法单元，并将其存储为Token序列。当遇到无法识别的字符时会抛出异常。在实际编译器中，需要根据具体语言的语法规则来定义更多的词法单元和正则表达式。