C语言实现词法分析程序及其原理

“这是一个关于C语言实现的词法分析程序的实验报告，主要涉及编译原理中的词法分析部分。报告详细描述了实验目的、要求、单词分类以及程序功能。” 在这个实验中，学生黄志鹃使用C语言编写了一个词法分析程序，旨在深入理解词法分析的原理。词法分析是编译器设计的第一步，它将源代码分解成一个个有意义的单元，称为“单词符号”或“Token”。 实验要求设计的简单语言包含以下元素： 1. 关键字：包括`begin`, `if`, `then`, `while`, `do`, `end`，所有关键字均以小写字母表示。 2. 运算符和界符：例如`=`, `+`, `-`, `*`, `/`, `<`, `>`, `<=`, `>=`, `<>`, `;`, `(`, `)`, `#`。 3. 其他单词：标识符（ID）和整型常数（NUM）。标识符由字母和数字组成，整型常数仅由数字组成。 4. 空格：包括空格、制表符和换行符，用于分隔单词符号，但在词法分析阶段通常被忽略。 程序功能是接收源程序字符串，然后输出一系列的二元组（syn, token或num），其中syn代表单词的种别码，token存储单词本身，sum则用于存储整型常数。 例如，对于源代码： ```c begin x := 9; if x > 0 then x := 2 * x + 1 / 3; end # ``` 词法分析后的输出序列可能是： ``` (1, begin)(10, 'x')(18, :=)(11, 9)(29, ;)(2, if)... ``` 实验内容部分提到了算法的基本思想：根据扫描到的第一个字符来识别单词符号，并利用预先设定的关键字表进行匹配。如果扫描到的标识符与关键字表中的项匹配，那么它被视为关键字，否则视为一般标识符。关键字表是一个字符串数组，包含了所有预定义的关键字。 整个程序的流程图（未在内容中给出具体细节）可能描述了如何初始化关键字表，如何扫描输入源代码，以及如何根据字符类别生成相应的单词符号。在实际的C语言实现中，可能会使用状态机或者正则表达式库来帮助完成这个过程。 这个实验提供了实践编译器前端设计的机会，对理解编译原理中的词法分析部分有极大的帮助。通过这样的实践，学生可以更深入地了解如何将高级语言转换为机器可理解的形式，这是计算机科学教育中的重要组成部分。