计算机科学编译原理：词法分析与有穷自动机详解

编译原理课件主要聚焦于计算机科学与工程系的第三章——词法分析与有穷自动机。这一章节详细介绍了词法分析在编程语言处理中的核心角色，它是源程序处理的第一步，负责将输入的源代码分解成具有独立意义的单词符号，这些符号被称为语言的单词（tokens）。 首先，词法分析器被设计为语法分析器的一个子程序，它通过从左到右扫描源程序，依据预设的词法规则识别出关键字、标识符、常量、运算符、界符等不同类型的单词。例如，“while”，“if”，“=”，“>”等都是关键字，它们在词法分析后会被赋予特定的含义。 单词符号的定义有两种方式，一种是基于正规表达式与有穷自动机的概念。正规表达式是一种描述字符串模式的语言，而有穷自动机则是实现这种模式匹配的计算模型。通过构建有穷自动机，可以有效地识别出语言的单词模式。 正规文法与有穷自动机在词法分析中的应用是理解词法规则的关键，因为它们提供了结构化的方式来描述语言的构成元素和它们之间的组合规则。设计词法分析器时，需要考虑如何将这些规则转化为实际的程序逻辑，这通常会用到如LEX这样的自动构造工具，它简化了词法分析器的开发过程。 词法分析器的输出形式包括单词种别（整数编码）和单词自身的属性值。单词种别用于语法分析，可能按照类别（如关键字、标识符等）进行编码，便于后续处理。单词自身的属性值（如标识符的类型或常数的数值）则传递给语义分析器，用于更深入的语义解析。 以示例中的代码片段为例，经过词法分析器处理后，"while", "(", "i", "!=", "j", ")" 等会分别对应不同的单词种别，而这些词法单元被正确地提取出来，为后续的语法分析和语义分析奠定了基础。 总结来说，编译原理课件的第三章深入剖析了词法分析器的原理、设计方法以及其实现技术，这对于理解和构建编程语言处理系统至关重要，它确保了源代码的正确解析和后续处理流程的顺利进行。