C语言词法分析实验：模块化设计与自动识别

本篇实验报告主要关注于编译原理中的词法分析，旨在通过实践加深理解词法分析原理和方法。实验的核心内容是设计一个C语言子集的词法分析器，用于识别源程序中的关键字、主函数、标识符、浮点数、界符、运算符以及无法识别的字符。以下是详细的知识点： 1. 实验目的： - 理解词法分析的基本概念，即如何将字符形式的源代码转化为由有意义的单词符号构成的流。 - 掌握有穷自动机在词法分析中的应用，特别关注标识符、浮点数和注释的识别。 - 实现词法分析器的编写与调试，确保程序能够逐个识别并输出单词及其类型。 2. 实验内容： - 输入的C语言源程序以.txt格式存储，程序需能识别关键字如"main"、"void"等，并区分主函数和其他标识符。 - 浮点数和整数的识别依赖于特定的正则表达式或模式匹配。 - 注释部分应被正确过滤，不计入词法分析结果。 - 每个识别到的单词以二元组的形式输出，包含单词的意义和其在源代码中的实际表示。 3. 实验原理： - 利用预先设计的有穷自动机模型来处理不同类型的单词。 - 采用模块化设计，将词法分析器拆分为多个子程序，便于逐步调试和整合。 - 关键字、界符和运算符作为静态定义，而标识符和浮点数动态生成。 - 通过字符指针数组和case结构来存储关键字和特定符号。 4. 实验步骤： - 编写简单的测试用例源文件，逐步添加复杂度，确保每个模块功能正常。 - 通过程序逐字符读取源文件，构建单词流。 - 在程序中，首先识别和处理关键字，接着检查标识符和浮点数，最后处理界符和运算符。 这个实验不仅锻炼了编程技能，还加深了对编译原理基础的理解，为后续的语法分析和语义分析奠定了基础。通过实际操作，学习者将能够熟练运用词法分析技术处理C语言源代码，提高编程和理解复杂程序的能力。