词法分析器设计：剔除非编程字符与构造单词符号

在设计词法分析课程时，首先要明确的是将scanner作为独立的子程序，它的核心任务是识别并输出源程序中的单词符号。词法分析对于编程语言的解析至关重要，因为它负责从源代码中提取出有意义的语法单元，如关键字、标识符、常数、运算符和界符，这些构成了程序的基本结构。 词法分析的必要性在于，编辑性字符（如空格、换行符等）在编程上下文中通常没有实际含义，需要被剔除。通过预处理子程序，词法分析器能够专注于识别程序中的关键部分，以便后续的语法分析和编译过程能正确执行。 词法分析器的主要功能包括： 1. **识别并分类单词**：将源程序分解为关键字（如while, switch, if等）、标识符（如变量名）、常量（如整型、实型、布尔型等）、运算符（如+、-等）和界符（如逗号、分号等）。 2. **规范化表示**：将不同类型的单词符号编码为统一的二元式形式，例如用整数值代表类别（如1代表关键字，2代表标识符），或为每个特定单词分配一个类别代码。 3. **词法分析结果输出**：词法分析器生成的最终产物是单词符号串，这些符号串作为中间程序，用于后续的语法分析。 一个具体例子是FORTRAN编译程序的词法分析器，它在遇到输入串"IF(5·EQ·M)GOTO100"时，会输出逻辑IF（34，_）（表示IF关键字，类别为34，值为空），左括号（2，_）（表示'('，类别为2，值为空）以及整常数（2"5"）（表示整数5，类别可能与整数相关）等符号。 词法分析器的设计和实现需要考虑语言特性和处理效率，例如选择合适的编码方式（一符一种还是按类型分种），以及是否需要存储单词自身的值。这是一项技术挑战，因为单词符号的分类和表示方法对整个编译器的性能和正确性有很大影响。 词法分析作为编译原理中的关键步骤，确保了源代码被准确地转换为计算机可理解的形式，为后续的语法分析和代码生成奠定了基础。通过深入理解词法分析的过程和原理，开发者可以更好地构建高效且准确的编译工具。