武汉科大编译原理：词法分析器设计与PL/0实验详解

本实验指导书是武汉科技大学计算机科学与技术学院编译原理课程的一部分，主要针对的是实验一：词法分析器的设计。词法分析器在编译器中扮演着关键角色，它负责将输入的高级语言源程序分解为一系列有意义的符号，这些符号包括基本字（保留字）、运算符、标识符、常数和界符。 【实验目的】 1. 学生将通过实践深入了解词法分析的基础理论，掌握词法分析的过程，理解在设计过程中可能遇到的问题，如如何处理各种语言结构和特殊情况。 2. 实验旨在提升学生的高级语言理解和应用能力，通过实际编程，使他们能够更熟练地运用高级语言解决问题。 3. 通过编写PL/0词法分析器，学生能深入理解词法分析步骤，包括如何解析字符流、识别各类词汇并将其转换为相应的数据结构。 【实验内容】 学生需要用C语言实现一个PL/0词法分析器，这个分析器需具备基本功能，如过滤空格、识别基本字（如保留字、运算符）、标识符、拼接复合词等，并能正确地输出源程序的分析结果。PL/0编译程序中通常会用到三个全局变量：SYM（存储单词类别）、ID（标识符值）和NUM（常数值），分别对应单词的不同类别。 词法分析程序GETSYM是一个核心模块，它负责整个分析流程，接收输入字符串，进行逐个单词的处理。PL/0中的单词按照五类划分：无符号整数、标识符、保留字、运算符和界符，每种都有特定的正则表达式或EBNF（Extended Backus-Naur Form）规则定义。 【实验要求】 - 学生需明确词法分析程序的各个模块，如输入处理、状态机管理、类别判断等，并编写对应的源代码，确保代码清晰易懂，附有详尽的注释。 - 完成程序后，需要整理出完整的程序清单，包括源代码文件、数据结构设计、函数接口等，并展示分析结果，以便于理解和评估。 【参考说明】 PL/0的词法分析过程细致且有层次，涉及词法单位的设计，例如保留字、运算符和界符被单独作为词法单元，共31种类别。此外，编程时需遵循课本提供的40页的分类标准，确保正确识别不同类型的单词。在编写过程中，可能会遇到如大小写敏感性、特殊字符处理、字符串处理等问题，这些都是词法分析中的重要考虑因素。 总结来说，这个实验要求学生不仅要有扎实的理论基础，还要具备编程实践能力，通过设计和实现PL/0词法分析器，加深对编译原理的理解，并提高程序设计和调试技巧。