词法分析与有限自动机-西安交大课程

"该资源是一份来自西安交通大学的关于词法分析的PPT，主要讲解了单词符号的分类以及词法分析的相关概念，包括有限自动机的理论和应用。" 在编程语言处理中，词法分析是编译器设计的重要阶段，主要任务是将源代码文本分解成一系列有意义的单词符号，以便后续的语法分析和语义分析。这份PPT首先介绍了单词符号的分类： 1. 关键字：是编程语言预定义的具有特殊含义的标识，例如Pascal中的`begin`, `end`, `if`等，它们的含义在语言规范中是固定的，不能被用户重新定义。 2. 标识符：用于表示变量、函数、类等命名实体，由字母、数字和下划线组成，其含义由程序员决定，是可无限扩展的。 3. 常数：表示固定不变的值，可以是整型、实型、布尔型或字符型等，例如123、3.14、`true`、'a'等。 4. 运算符：如加减乘除(`+`, `-`, `*`, `/`)以及其他逻辑和比较运算符，它们对操作数进行特定的计算或比较。 5. 界符：如逗号`,`、分号`;`、括号`(`和`)`等，它们用于标记代码结构和语句的边界。 接下来，PPT深入讨论了有限自动机（Finite Automata）的概念： - 确定有限自动机（Deterministic Finite Automaton, DFA）：一种状态转换模型，每个状态下只有一种可能的转移，对应词法规则的一种情况。 - 非确定有限自动机（Non-deterministic Finite Automaton, NFA）：允许在相同状态下有多个可能的转移，通常用于构建更简洁的词法分析器。 - 正规文法与DFA的等价性：正规文法定义了一类字符串的模式，可以转化为等效的DFA来识别这些模式。 - 正规式：用以表示一组字符串的形式化表达，如`a|b`表示字符串集合{'a', 'b'}，`a*`表示零个或多个'a'组成的字符串集合。 正规式的基本运算包括选择（`|`）、连接（``）和重复（`*`）： - 选择：`r|s`表示`r`和`s`所能生成的字符串的并集。 - 连接：`rs`表示先匹配`r`再匹配`s`的字符串序列。 - 重复：`r*`表示`r`零次或多次的出现。 正规式的运算具有一定的优先级，`*`的优先级最高，然后是连接，最后是选择。通过括号可以调整运算顺序。 PPT还举例说明如何使用正规式表示特定的字符串集合，如在字母表`{a, b}`中，`ba*`表示以'b'开头后跟任意数量'a'的字符串集合，而`a(a|b)*`则表示以'a'开头，后面跟着零个或多个'a'或'b'的字符串。 这份PPT涵盖了词法分析的基本概念，包括单词符号的分类和有限自动机在词法分析中的应用，为学习编译原理或开发编译器的学生提供了重要的理论基础。