C语言编译原理:词法分析器实现与关键字识别

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在编译原理的学习中,词法分析器是一个至关重要的组成部分,它负责将源代码转换成一系列的符号(tokens),这些符号代表了语言的基本组成单元,如标识符、数字和运算符等。本文档提供了一个简单的C语言实现的词法分析器程序,用于演示如何构造这样一个基础工具。 首先,我们看到程序包含了三个关键函数:`main()`、`init()` 和 `scanner()`。`main()` 是程序的入口点,它首先调用 `init()` 函数进行初始化,然后调用 `scanner()` 进行词法分析,并根据返回值处理结果。 `init()` 函数的作用是创建两个字符数组:`key[]` 和 `limit[]`。`key[]` 包含了C语言的关键字,共有32个,如 "auto", "int", "if", "while" 等,而 `limit[]` 则包含了各种特殊符号,如括号、运算符、分隔符等,共38个。这两个数组用于匹配源代码中的关键词和保留符号。 接着,`init()` 函数通过循环将数组内容写入名为 "key.txt" 和 "limit.txt" 的文件中,这些文件在后续的词法分析过程中会被读取并用于识别。 `scanner()` 函数是词法分析的核心部分,它实际上是一个循环过程,逐个读取源代码的字符,然后与 `limit[]` 中的模式进行比较,判断当前字符是否属于某个特定的类别。如果匹配成功,就返回对应的符号类型(例如,如果匹配到 'i',可能会返回 'ID',表示标识符)。这个过程会一直持续到遇到文件结束或无法匹配的字符为止。 整个程序设计的目标是利用预定义的规则和文件来解析输入的源代码,将非关键字字符和关键字分开,识别数字、运算符等,为后续的语法分析阶段提供结构化的token流。这种基本的词法分析器是许多编译器和解释器的基础构建块,它确保了源代码被正确地划分和理解。然而,实际的词法分析器通常会更加复杂,支持更多的语言特性,并可能使用正则表达式或者自定义解析规则。