C++实现词法分析程序——方澳阳实验报告

"这篇实验报告主要讨论了编译原理中的词法分析实验，由学生方澳阳完成，涉及C++编程和使用Clion2020.2环境。实验目标是理解词法分析程序的功能和实现，设计并实现词法分析程序以处理C语言源代码，同时加深对C语言文法、有穷自动机、编码表和符号表的理解。实验流程包括读取代码、初始化种别码、扫描和判断字符串、存储token以及构建符号表。报告还提到了正则文法在标识符、关键字、常数和运算符的描述，以及如何通过有穷自动机进行检测。编码表用于存储不同类型的token，而符号表则采用Map结构来存储标识符的相关信息，包括类型和地址。报告中还提及了一个用于移动指针并进行错误检测的getNext()函数的实现。" 在这个实验中，词法分析是编译器设计的第一步，它的主要任务是识别源代码中的单词项（tokens），这些单词项可以是标识符、关键字、常量、运算符、分隔符等。实验者使用正则表达式来定义这些单词项的文法，这有助于创建一个词法分析器，它能够根据预定义的规则来识别输入字符串中的各个部分。 有穷自动机（Finite State Machine, FSM）在这里被用来帮助实现词法分析。通过对每个状态的转移，自动机可以确定当前字符应该归类为什么类型的token。例如，对于标识符和关键字，它们可能具有相似的初始状态，但随着字符的读取，自动机会进入不同的状态来区分它们。同样，常数、分界符和特殊运算符也有各自的状态转移路径。 编码表是一种将不同类型的token映射到特定编号的机制，这样在程序中可以通过编号来识别和处理各种token。在实验中，使用了一个动态数组来存储token，数组中的每个元素是一个pair，pair的第一个元素代表token的类型（如标识符、关键字、常量等），第二个元素存储具体字符串值。当遇到标识符时，可以利用pair的第二个元素在符号表中查找对应的信息。 符号表是编译器的重要组成部分，它存储了标识符的相关信息，如类型（type）和地址（address）。在这个实验中，符号表采用了Map数据结构，键（key）是标识符的字符串，值（value）是SYSTABLE对象，包含标识符的type和address属性。这样，当解析到标识符时，可以通过Map快速查找并获取其类型和地址信息。 最后，实验报告中的getNext()函数是一个关键的操作，它负责读取字符串的下一个字符并更新位置指针，同时进行边界检查，确保不会超出输入字符串的范围。这个函数的封装使得代码更加模块化，便于后续的处理和错误处理。 整个实验过程展示了编译器设计的基本概念，从词法分析到符号表管理，这对于学习编译原理和理解软件编译过程至关重要。通过实际编程实现，学生能够更好地理解和掌握这些理论知识。