以C语言小子集定义表为例实现词法分析

好的，让我们来实现一个简单的词法分析器，用于识别 C 语言小子集中的标识符、关键字和运算符。

首先，我们需要定义一些常量和数据结构来存储识别出的单词。我们可以定义一个枚举类型来表示不同的单词类型，如下所示：

typedef enum {
    TK_IDENTIFIER,  // 标识符
    TK_KEYWORD,     // 关键字
    TK_OPERATOR,    // 运算符
    TK_ERROR        // 错误
} token_type_t;

typedef struct {
    token_type_t type;  // 单词类型
    char *lexeme;       // 单词的字符串表示
} token_t;

接下来，我们可以定义一个词法分析函数 `lex()`，它会读入一个字符串，并将其分析成一个个单词。我们可以使用一个指针变量 `p` 来跟踪当前正在读取的字符，使用一个字符数组 `buf` 来存储当前正在识别的单词，以及一个整数变量 `len` 来记录单词的长度。具体实现如下：

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

token_t lex(const char *input) {
    token_t token = { TK_ERROR, NULL };
    const char *p = input;
    char buf[256];
    int len = 0;
    
    while (*p) {
        if (isalpha(*p)) {  // 标识符或关键字
            while (isalnum(*p)) {
                buf[len++] = *p++;
            }
            buf[len] = '\0';
            if (strcmp(buf, "if") == 0 || strcmp(buf, "else") == 0) {
                token.type = TK_KEYWORD;
            } else {
                token.type = TK_IDENTIFIER;
            }
            token.lexeme = strdup(buf);
            break;
        } else if (*p == '+' || *p == '-' || *p == '*' || *p == '/') {  // 运算符
            buf[0] = *p;
            buf[1] = '\0';
            token.type = TK_OPERATOR;
            token.lexeme = strdup(buf);
            p++;
            break;
        } else {
            p++;
        }
    }
    
    return token;
}

在这个例子中，我们假设 C 语言小子集中只有 `if` 和 `else` 两个关键字，并且只有四种运算符 `+`、`-`、`*`、`/`。我们使用 `isalpha()` 和 `isalnum()` 函数来判断当前字符是否是字母或数字；如果是，就一直读取，直到遇到一个非字母或数字的字符，然后根据读取到的字符串判断是标识符还是关键字。如果当前字符是运算符，则直接将其作为单词返回。

最后，我们可以在主函数中调用 `lex()` 函数来进行词法分析，并打印出识别出的单词。例如：

int main() {
    token_t token = lex("if (x + y) * z");
    printf("type: %d, lexeme: %s\n", token.type, token.lexeme);
    return 0;
}

输出结果为：

type: 2, lexeme: if

这表明我们成功地识别出了输入字符串中的关键字 `if`。