C语言编译原理实验：词法分析器实现

"词法分析器是编译原理中的一个重要组成部分，主要负责将源代码分解成一个个有意义的单元，即单词 token。这个实验是针对C语言的，目标是设计和调试一个词法分析器，以深入理解词法分析的原理，并掌握如何在源程序的扫描过程中识别出各种类型的单词，如保留字、标识符、常数、运算符和分隔符等。实验的具体要求是，输入C语言源代码，输出对应的token序列，每个token包含单词的种类和内容。例如，识别保留字如'if'、'int'等，标识符如变量'a'、'b'，常数如'10'、'20.35'，运算符如'+'、'='，以及分隔符如';'、','、'('、')'等。单词种别码用于区分不同类型的单词，例如保留字的种别码为1，标识符为2，无符号常数为3，运算符为4，分隔符为5。" 在编译器设计中，词法分析器是第一个阶段，它读取源代码的字符流，并将其转化为有意义的符号序列，这些符号被称为token。每个token由类型和值两部分组成，类型表示token的类别，值则代表该类别的具体内容。例如，当词法分析器遇到"int"时，它会识别出这是一个保留字，类型为1，值为'int'。 在这个实验中，学生需要编写一个程序，能够处理源代码中可能出现的各种情况，包括注释、空格和换行等。例如，对于输入的源代码段： ```c /*asimplecprogram*/ forlex main() { int a,b; a = 10; a+=100; b=a+20.35; } ``` 词法分析器应该能够正确地忽略掉多行注释，并且识别出函数声明、变量定义、赋值操作、算术表达式等。输出的token序列应如下所示： ``` (2, "main") // 保留字 (5, "(") // 分隔符 (5, ")") // 分隔符 (5, "{") // 分隔符 (1, "int") // 保留字 (2, "a") // 标识符 (5, ",") // 分隔符 (2, "b") // 标识符 (5, ";") // 分隔符 (2, "a") // 标识符 (4, "=") // 运算符 (3, "10") // 常数 (2, "a") // 标识符 (4, "+=") // 运算符 (3, "100") // 常数 (5, ";") // 分隔符 (2, "b") // 标识符 (4, "=") // 运算符 (2, "a") // 标识符 (4, "+") // 运算符 (3, "20.35") // 常数 (5, ";") // 分隔符 (5, "}") // 分隔符 ``` 完成这个实验需要理解正则表达式，因为通常会用它们来定义各种类型的token模式。此外，还需要实现状态机或者使用现成的词法分析工具（如flex或lex）来识别这些模式。词法分析器的输出是为语法分析阶段准备的，这个阶段会进一步解析这些token，构建抽象语法树，最终生成目标代码。