利用子集法与THOMPSON算法构建DFA与词法分析

"这篇文档是关于编译原理实验的，主要涵盖了三个实验，分别是利用子集法构造DFA、THOMPSON算法的实现以及词法分析与语法分析程序设计。实验旨在让学生掌握编译器的基本构造方法和技术。" 在编译原理中，DFA（确定有限状态自动机）和NFA（非确定有限状态自动机）是两种重要的概念。实验一的核心是通过子集法将非确定性自动机转换为确定性自动机。子集构造法是一种常见的方法，它通过构建DFA的状态集合和转换表来实现这一过程。 1. 实验一的具体步骤包括： - 输入一个NFA，其状态集合通常包含多个状态。 - 利用ε-closure算法，计算当前状态下所有可能通过ε转移可达的状态集合。 - 构建DFA的状态集合Dstates，初始状态是NFA的开始状态s0的ε-closure。 - 通过遍历所有未标记的状态T，对于每个输入符号a，计算ε-closure(move(T,a))，其中move表示从状态T转移到其他状态的规则，ε-closure则是在当前状态集合中加入所有通过ε转移可达的状态。 - 如果新计算出的状态集合U不在Dstates中，则将其添加，并更新转换表Dtran，记录T状态在输入a后的状态为U。 - 在完成所有未标记状态的处理后，标记已处理过的状态，得到最终的DFA。 实验二涉及THOMPSON算法，这是一种用于正则表达式到NFA转换的算法。THOMPSON算法能够将一个正则表达式转换成等价的NFA，从而便于进一步转换为DFA或进行词法分析。 实验三则关注词法分析和语法分析，这是编译器设计中的关键部分。词法分析负责识别源代码中的基本符号，如关键字、标识符、运算符等，而语法分析则负责将这些符号组合成语法结构，如抽象语法树（AST）。 实验过程中，学生需要使用C++编程语言实现这些算法，同时编写测试程序以确保其正确性。实验设备包括计算机、Windows操作系统以及Visual C++程序集成开发环境，这为编写和调试C++代码提供了平台。 在编译原理的学习中，这些实验提供了实践经验，帮助学生深入理解编译器的工作原理，包括状态转换、正则表达式处理以及解析技术，这些都是构建编译器和解释器的基础。通过实际操作，学生可以更好地掌握这些理论知识并提高编程能力。