Lex&Yacc：简化编译器制作的工具与Cygwin实践

Lex和Yacc是两个经典的编译工具，由Lesk（1975年）和Johnson（1975年）分别提出，它们极大地简化了编译器的编写过程，尤其是在1975年之前，编译器的开发是一项耗时巨大的任务。这两个工具在计算机科学领域具有重要的地位，特别对于理解编译原理的学生来说，是学习自建语言处理系统的基石。 Lex，全称为“Lexical Analyzer Generator”，负责识别并解析源代码中的模式，也被称为词法分析器或扫描器。它的核心功能是通过预定义的正则表达式模式匹配输入文本中的特定字符串，将其转换成抽象语法树（AST）中的令牌。这些令牌通常是对原始字符串的数值表示，便于后续阶段如语法分析、词法结构解析等处理。当Lex遇到标识符这样的特殊元素时，它会将它们作为符号输入到语法分析器。 Yacc，即“Yet Another Compiler Compiler”，则是一个用于生成分析器（Parser）的工具，它将人类可读的语法描述规则转换为实际的解析算法。Yacc的描述语言允许开发者用一种易于理解的方式指定程序的语法规则，包括非终结符、产生式、优先级等，Yacc会根据这些规则生成相应的解析树构造器。 在实际应用中，比如这个学校老师提供的自学资料所提到的计算器项目，开发者首先需要创建一个包含正则表达式模式的Lex源文件，然后使用Lex工具编译生成C语言代码。接着，这个C代码会被链接到Yacc生成的解析器代码，形成一个完整的词法分析和语法分析系统。编译过程，如图1所示，涉及 Lex 生成的 lexical analyzer 与 Yacc 生成的 parser 之间的交互，以及使用 gcc 和 g++ 这样的编译器进行编译和链接。 在Cygwin环境下，由于它是基于Unix的软件包，可以免费获取 Flex（Lex的开源实现）和 Bison（Yacc的开源实现）。只需下载并运行安装程序，选择所需的组件如 Flex、Bison、GCC、GDB 和 Make 等，同时可能还需要一个文本编辑器如 Vim。通过这种方式，开发者可以在Windows上利用这些工具来构建自己的小型计算器编译器项目，从而深入了解编译器的工作原理。 Lex和Yacc是编译器构建过程中的基础工具，它们结合在一起能够帮助开发者快速构建出具备基本语义分析功能的程序处理系统。掌握这两个工具对于理解整个编译器工作流程至关重要。