使用lex & yacc构建编译器的简明教程

"这篇文档是关于如何使用lex和yacc构建编译器的简明指南，适合已经掌握C语言和数据结构（如链表和树）基础的读者。作者Thomas Niemann提供了从基本概念到实际应用的逐步指导，并提供源代码供下载。" 在编译原理中，lex和yacc是两个重要的工具，它们分别用于生成词法分析器和解析器，这是编译器设计中的关键组成部分。词法分析器（也称为扫描器或lexer）负责将源代码中的字符流分解成有意义的符号或Token，而解析器则处理这些Token，根据语法规则将其转化为抽象语法树（AST）。 首先，理解编译器的基本构造块至关重要。这包括词法分析、语法分析、语义分析以及代码生成。在这个指南中，作者假设读者已经具备C语言编程基础，这对于理解lex和yacc生成的C代码至关重要。数据结构知识，如链表和树，对于理解如何存储和操作Token及AST节点非常关键。 在介绍部分，作者会解释词法分析器和解析器之间的交互过程。词法分析器通过正则表达式定义规则识别输入中的模式，然后生成Token传递给解析器。解析器通常基于上下文无关文法（CFG）来工作，它解析Token序列，确保其符合语言的语法规则。 接下来的章节深入介绍了lex和yacc的工作原理。lex允许用户定义一系列正则表达式及其对应的C函数，当匹配到这些表达式时，相应的函数会被调用。yacc则接收一个描述语法规则的Yacc输入文件，生成一个解析函数，这个函数能够处理由lex生成的Token流。 为了使概念更加具体，作者通过构建一个复杂的计算器来演示lex和yacc的应用。这个计算器不仅支持常规的算术运算，还包含控制语句，如if-else和while循环。这个例子展示了如何实现一个完整的解析和求值过程。 然后，通过微小的改动，可以将这个计算器转换为面向栈的机器的编译器。栈机器是一种常见的虚拟机模型，对于理解编译器如何生成中间代码和执行流程非常有帮助。 文档的剩余部分讨论了在编译器编写过程中经常遇到的问题，可能涉及错误处理、优化、类型检查等复杂主题。所有示例的源代码都可以从作者提供的网站上下载，读者可以自由地使用这些代码，无需特别引用作者。 这篇文档为那些想要深入学习编译器技术的读者提供了一个实用的起点，通过实际的编程练习，读者可以更好地理解和应用lex和yacc工具，从而提升编译器设计和实现的能力。