词法分析程序设计实验指导

"实验一 词法分析程序的设计 实验指导书" 本实验主要围绕编译原理中的词法分析展开，旨在让学生深入理解和实践词法分析程序的构建过程。词法分析是编译器设计的重要组成部分，其目的是将源代码分解成一系列有意义的词汇单元，即单词符号，为后续的语法分析和语义分析做准备。 实验中，学生需要掌握以下关键知识点： 1. **状态机**：状态机是描述词法分析过程的有效工具，它通过一系列状态转换来决定程序的执行流程。在本实验中，学生需要根据给定的语言子集定义状态转换图，这通常涉及到正则表达式和有限状态自动机（FSA）的概念。 2. **词法分析器**：词法分析器也称为扫描器，它的任务是识别源代码中的保留字、标识符、常数、运算符和界符等单词符号。在实验中，学生需要编写代码实现这一功能，这通常涉及到编程语言如C或C++的知识。 3. **数据结构**：实验中，学生需要定义一个结构体`WORD`来存储单词符号的种别编码和内码值。种别编码用于区分不同的单词类型，内码值则是单词的具体表示。此外，还需要用到数组如`Result[]`来保存分析结果，以及字符串处理，如剔除空白符和处理保留字。 4. **保留字处理**：保留字是编程语言中具有特殊含义的词汇，如实验中的"if", "else", "while"等。在词法分析阶段，需要识别这些保留字，并与普通标识符区分开。这里采用了将保留字表与识别出的标识符进行对比的方法。 5. **状态转换图的实现**：实验要求学生实现状态转换图，这通常涉及到编程技巧，例如编写一系列的函数，如`state0()`, `state1()`, `state2()`等，来模拟状态机的运行。 6. **错误处理**：状态96~100被标记为输入非法字符，这表示在实验中需要考虑错误处理机制，当遇到非法字符时，程序应该能够适当地响应。 7. **测试与覆盖**：实验要求测试应满足分支覆盖，这意味着需要设计测试用例覆盖所有可能的词法规则和状态转换，以确保词法分析器的完整性和正确性。 通过这个实验，学生不仅可以掌握词法分析的基本原理，还能提升编程能力和问题解决技巧，同时加深对编译原理的理解。实验过程中，学生将面临如何设计有效的状态转换图、如何编写代码实现词法分析器，以及如何进行测试覆盖等挑战，这些都是成为优秀软件工程师所必备的技能。