C++实现词法分析器：构建状态转换图与保留字处理

"本次实验旨在通过编写和调试C++实现的词法分析器，学习如何对程序设计语言的源代码进行词法分析，将其分解成不同的词汇单元。词法分析器首先读取源程序文本，通常存储在第一个缓冲区。在处理过程中，预处理输入串有时会提高单词识别的效率。设计词法分析程序时，状态转换图是一种有效的工具，它能识别特定的字符串。在编程中，需要避免使用系统保留字，并将关键字视为特殊的标识符处理。状态转换图可以转化为程序代码，每个状态节点对应一段小的处理代码。程序输出为单词串，每个单词以（类别，值）的形式编码，类别码表示单词类型，值可能包含标识符的序号或常数的二进制表示。对于关键字和分隔符，只需类别编码，值为空。实现词法分析程序的方法是依据状态转换图，当识别出关键字、运算符、标识符或无符号常数时，输出相应的二元式，程序能自动连续扫描直到完成整个源程序的词法分析。" 在编译原理中，词法分析是编译过程的第一步，它负责将源代码分解成一系列有意义的符号，这些符号被称为单词符号，包括标识符、关键字、运算符、常量和分隔符等。在这个实验中，我们选择C++作为实现语言，构建一个词法分析器。词法分析器首先接收源程序文本，通常是读入到内存的一个缓冲区。为了优化处理，可以对输入串进行预处理，例如去除空白字符，合并连续的注释等。 状态转换图是设计词法分析器的关键工具，它由多个状态节点和转换规则构成，每个状态代表词法规则的一部分，而边表示从一个状态到另一个状态的字符输入。当读取到特定字符时，词法分析器会根据当前状态和输入字符决定如何移动到下一个状态。例如，识别一个标识符可能需要从初始状态开始，遇到字母或下划线进入中间状态，然后接受后续的字母、数字或下划线，直到遇到非标识符字符为止。 在实现过程中，我们将每个状态转换规则转化为对应的C++代码段，这样构建的词法分析器在读取源代码时，会根据输入的字符动态调整状态，并在识别出单词符号时，输出其类别编码和相应的值。对于变量和常数，类别编码是它们的类型标识，如变量类别码，常数类别码等。而VALUE字段则记录变量名的序号或常数的二进制形式。关键字和分隔符有独立的类别码，它们的VALUE字段为空。 实验中给出了一些示例的单词符号及其类别编码，如"begin"、"end"、"if"、"then"和"else"，这些都是编程语言中的关键字，它们各自对应一个唯一的类别编码，便于词法分析器识别。 这个实验旨在让学生通过实际操作理解词法分析的过程，熟悉状态转换图的应用，并掌握C++编程技巧，实现一个能够正确解析和输出源代码中单词符号的词法分析器。