C语言子集词法分析器设计与LEX实现

本次实验主要聚焦于"编译原理词法分析实验"，目的是让学生通过实际操作掌握词法分析程序的设计与实现。实验要求学生使用两种不同的高级语言（C语言和LEX，后者是一种专门用于编写词法分析器的工具）来构建一个C语言子集的词法分析器。这个分析器的主要任务是从输入的源程序中识别出具有独立意义的单词，例如关键字、标识符、常数（整数和实数）、分界符和分隔符，并过滤掉空格和注释。 C语言中的注释形式有两种：多行注释`/*...*/`和单行注释`//`。在处理源程序时，所有空白符（包括制表符、换行符）都被视为空格，用来作为单词之间的分隔。在识别过程中，如果遇到错误，分析器应返回"Error"并跳过错误部分，继续处理后续内容。 实验内容要求将合法单词分类为五种类型：关键字（自定义列表）、标识符、整数和实数、分界符以及分隔符。例如，关键字可能包括"C"标准定义的32个关键字，如"auto", "double", "int"等。程序的输入可以是C语言的简单代码片段，如给定的"test.c"例子，输出应按照特定格式存储在"result.txt"文件中。 为了完成这项任务，学生需要熟悉以下关键知识点： 1. 词法分析器基础：理解词法分析的概念，它是编译器的第一阶段，负责将源代码转换成一系列的符号（token），这些符号代表了程序的语法结构。 2. LEX工具使用：掌握LEX的语法和基本构成，包括规则定义、状态机设计以及如何将输入流解析成不同的标记。 3. 正则表达式应用：LEX使用正则表达式来匹配不同的词法元素，如关键字、标识符、数字等。 4. 程序设计与调试：学会如何设计程序逻辑，处理输入数据，以及如何调试分析器以确保其正确性。 5. 错误处理与恢复：了解如何在遇到错误时进行适当的错误处理，以保证程序的健壮性。 6. 语言规范：熟悉C语言的关键字列表，以便正确识别和分类。 7. 状态机和有限自动机（DFA）：对于处理注释的DFA设计有深入理解，有助于优化词法分析过程。 8. 输出格式化：理解如何将识别出的词法符号以规定格式输出，如括号、分号、等号等。 通过这个实验，学生不仅能够提升编程技能，还能深入了解编译原理的基础知识，为后续的语法分析和语义分析阶段打下坚实的基础。