RE到NFA转换示例与词法分析程序构造

本资源主要讨论了词法分析中的一个重要步骤——从正则表达式（Regular Expression, RE）到非确定有限自动机（Non-Deterministic Finite Automaton, NFA）的转换。在编写编译程序时，词法分析器的设计通常遵循以下步骤： 1. 词法分析概述： - 词法分析器的作用是识别源代码中的单词，将其分解成有意义的符号单元，如标识符、关键字、运算符等。 - 词法分析可能遇到的问题包括如何处理空格、注释和错误处理等。 2. 正则表达式： - 正则表达式是一种强大的工具，用于描述语言的结构，它简单明了，易于理解和使用，常用于定义单词的模式。 3. 有限自动机： - 确定有限自动机（DFA）：这是一种模型，每个状态有唯一的输入和输出，用于精确匹配输入序列。 - 非确定有限自动机（NFA）：允许一个输入符号对应多个状态转移，通常用于简化或转换过程。 - NFA到DFA转换：为了确保精确性，NFA可能转换为DFA，因为DFA总是能确定性地接受或拒绝输入。 4. 正则表达式到NFA的转换： - Thompson构造算法是将正则表达式转换为NFA的主要方法，基于语言等价原则，逐个处理不同类型的正则表达式构造，如并（|）、星(*)和串（AB）等。 - 举例说明： - 示例1：将(a|b)*abb(a|b)转化为NFA，涉及合并重复的模式和处理连续的字符集。 - 示例2：a((a|b)*ab*a)b，这个例子展示了嵌套括号和多重条件的处理。 - 示例3：(0|1)*00，展示了零次或多次的模式以及特定字符的匹配。 5. NFA的要求： - 上述规则假设NFA具有一个开始状态和一个终止状态，实际应用中可能需要对NFA进行适当的调整以满足这些要求。 总结来说，这个资源详细介绍了如何通过正则表达式定义词法结构，然后利用Thompson算法或其他技术将其转化为可以实现的NFA，最终转化为DFA，形成高效的词法分析器。这一过程对于理解和构建编译器的词法阶段至关重要。