词法分析实验：简单扫描器设计与实现

"本文主要介绍了词法分析实验中的关键字表和界符表，以及简单的扫描器设计。实验目的是设计和实现一个能生成Token序列的扫描器，并熟悉词法分析器的工作流程。实验内容包括设计扫描器的自动机，翻译和生成Token的算法，以及编写和调试代码。扫描器需要识别关键字、标识符、无符号整数、等号和赋值号等，并过滤掉空格、回车和换行等。关键字和界符被赋予特定编码，例如program编码为3，+编码为9。此外，文章还提到了数据结构的设计，如字符数组、关键字表、符号表、常数表和Token数组，以及处理单词的算法步骤。" 在词法分析中，关键字表和界符表是至关重要的组成部分。这些表格用于存储语言中预定义的特殊词汇和符号，以便在扫描源代码时进行匹配和识别。在这个实验中，每个关键字和界符都分配了一个唯一的编码，例如"program"编码为3，"+"编码为9，这有助于快速定位和识别它们。标识符和常数分别被编码为1和2，而其余的关键字和界符则从3开始依次编码。 实验的主要目标是设计一个简单的扫描器，它应具备以下功能： 1. 建立扫描器的自动机，这是一个状态转换图，用于根据输入字符流的状态变化来识别单词类型。 2. 设计翻译和生成Token的算法，这涉及到如何将识别出的单词转换为Token，Token是语言解析的基础单元，包含了单词的类型和可能的值。 3. 编写并调试代码，确保扫描器能够正确读取源程序文件，输出相应的Token序列，同时输出关键字、界符表，符号表和常数表。 在扫描器的设计过程中，需要识别各种语言元素。例如，字母和数字构成标识符，无符号整数，等号和赋值号等。此外，还需要过滤掉诸如空格、回车和换行等空白字符，因为它们在语法分析阶段通常不被考虑。每个识别器（有限自动机）都有特定的规则来处理这些情况，比如用"≮"表示单词的后继符，"…"表示省略了对其他界符的处理。 在程序实现阶段，会定义数据结构来存储扫描到的信息。例如，`ch`变量保存当前字符，`strToken`数组用于暂存当前单词，`keywords`数组存储关键字，`ID`数组用于符号表，`Cons`数组存储常数，`TokenType`结构体用来定义Token，包括其编码和值。最后，`Token`数组将保存所有的Token结果。 算法设计通常包括以下几个步骤： 1. 初始化，设置初始状态，例如设置`ch`为源代码的第一个字符。 2. 过滤和处理单词，例如检查字符是否为单词的一部分，如果是，则将其添加到`strToken`。 3. 关键字和标识符的识别，比较当前单词与关键字表中的条目，如果匹配则生成相应的Token。 4. 处理数字，检查当前字符是否为数字，如果是，则生成常数Token。 5. 转移状态，根据字符流中的下一个字符调整状态。 6. 生成Token，当遇到界符或结束符时，将当前单词转化为Token并添加到Token数组中。 这个实验旨在帮助学生理解词法分析的基本原理和实现方法，为编译原理的学习和实践打下坚实的基础。通过完成这个实验，学生能够掌握扫描器的设计和实现，熟悉词法分析器的工作流程，并加深对编程语言解析的理解。