词法分析与语法分析分离的优势及词法分析器功能解析

本文主要探讨了将词法分析从语法分析中独立出来的好处，并介绍了词法分析的任务和词法分析器的功能。同时，提到了词法分析器输出的单词符号通常以二元式形式表示。 在编译原理中，词法分析是编译过程的第一步，它的主要任务是从源代码中识别出程序语言的基本组成单元，即单词符号。这一过程通过词法分析器（Scanner）完成，它将源程序的字符流转化为有意义的单词符号串。这个转化过程对于理解程序的结构至关重要，因为它为后续的语法分析奠定了基础。 词法分析器的主要功能包括： 1. 关键字识别：识别并处理编程语言中预定义的具有特定含义的词汇，如C语言的`while`, `switch`, `if`等。 2. 标识符处理：识别并处理用户自定义的变量名、数组名、过程名等。 3. 常数处理：识别并处理整型、实型、布尔型、文字型等各种类型的常量。 4. 运算符识别：识别并处理算术、逻辑、比较等运算符。 5. 界符处理：处理分隔符，如逗号、分号、括号等，它们用于界定程序的不同部分。 将词法分析从语法分析中分离出来有以下几个优点： 1. 结构清晰：独立的词法分析使得编译程序的结构更简洁，易于理解和维护。 2. 方法灵活：词法分析通常使用正则文法构造，这种方法简单且高效。 3. 提高效率：单独的词法分析可以优化处理速度，尤其是在大型项目中。 4. 灵活性增强：可以根据需要创建多个scanner，针对不同的输入进行不同的处理，将源代码转换为内部表示。 单词符号的表示形式通常为二元式，即（单词种别，单词自身的值）。单词种别可以使用整数值代表，也可以为每个单词分配一个唯一的类别。单词自身的值可能表示为常量的二进制形式，或者是在符号表中的地址码。如何分种和编码取决于实际处理的便捷性和效率考虑。 以FORTRAN编译程序为例，词法分析器在处理`IF(5·EQ·M)GOTO100`这样的语句时，会输出对应的单词符号串，如逻辑IF、左括号、整常数等，每个单词符号都带有其对应的类别和值。 词法分析是编译过程中的关键环节，它对源代码进行初步解析，生成便于语法分析的中间表示，从而为整个编译过程提供有效的输入。而将词法分析独立出来有助于提高编译器的性能和可维护性。