词法分析实验：扫描器设计与实现

"词法分析实验介绍" 词法分析是计算机科学中编译器或解释器的第一步，它将源代码转换成有意义的Token序列，为语法分析做准备。在这个实验中，我们将专注于设计和实现一个简单的词法分析器，也称为扫描器。 实验的主要目标包括三个方面： 1. 设计扫描器的自动机：自动机是词法分析的基础，通常采用有限状态自动机（FSA）的形式。它根据输入的字符流在不同的状态之间转换，以识别不同的语言元素，如关键字、标识符、数字等。 2. 设计翻译和生成Token的算法：该算法负责将识别出的语言元素转化为内部表示，即Token。每个Token包含一个类型（例如，标识符、关键字、常数、运算符等）和可能的值。 3. 编写代码并进行上机调试：将设计的自动机和算法转化为实际的编程代码，并确保其在给定的源程序上能够正确运行，输出Token序列，同时生成关键字、界符表，符号表，以及常数表。 在扫描器设计中，有以下几个关键点： 1. 识别器的设计：采用有限自动机，通过定义字符集和状态转移规则来识别不同的单词。例如，自动机可能区分字母（ℓ）、数字（d）、空格等。 2. 关键字表和界符表：这些表格存储了语言中的关键字和界符，并为它们分配唯一的编码，以便快速识别和处理。例如，"program"编码为3，"+"编码为9，":"编码为11，等等。 3. Token设计方案：为了优化性能，Token通常会采用统一编码，如标识符为1，常数为2，其余为一词一码，从3开始递增。 在程序实现阶段，我们需要考虑以下结构和算法： 1. 数据结构：包括当前字符`ch`，当前单词`strToken`，关键字表`keywords`，符号表`ID[][]`，常数表`Cons[]`，以及Token数组`Token[]`。 2. 算法设计：处理一个单词的过程通常分为初始化，然后逐字符读取，根据字符类型更新状态，直到遇到单词的结束符。在此过程中，算法会记录相关信息，如识别出的关键字、标识符或常数，并生成相应的Token。 词法分析实验旨在让学生理解和实践如何将源代码文本转换为结构化的Token序列，这是构建编译器或解析器的重要组成部分。通过这个实验，学生将深入理解自动机理论、符号表管理以及如何实现高效的Token生成算法。