C语言编译程序实验：词法分析

"该资源是一份关于编译原理实验的指导书，主要目的是通过使用C语言来编写一个针对C语言子集的一次性扫描编译器，以增进对编译原理的理解和掌握编译程序的实现技术。实验的核心部分是词法分析，包括设计、编程和测试词法分析程序，以便深入理解词法分析的原理。实验要求涉及识别特定的C语言关键字、符号，以及处理ID和NUM等其他标记。词法分析程序的输出为一系列二元组，包含单词的种别码、自身字符串和可能的整型常量。程序的主要算法思路是基于扫描到的字符类型来识别单词符号。" 在编译原理中，词法分析是至关重要的第一步，它负责将源代码分解成一个个有意义的单元，称为“单词符号”或“记号”。在这个实验中，实验者需要设计一个词法分析器，能够处理C语言子集中的一系列关键字（如main、if、else等）、专用符号（如=、+、-等）和其他标识符（ID）和数字（NUM）。词法分析器必须能够区分这些不同类型的单词，并且在处理过程中忽略空格。 实验要求实验者定义一个C语言子集的词法规则，包括所有可能出现的关键字、符号和其他标记。例如，ID由字母开头，后面可跟字母或数字；NUM则由一个或多个数字组成。实验者还需要为每种单词符号分配一个唯一的种别码，便于后续的语法分析阶段使用。 词法分析程序的功能在于接收源代码字符串，然后输出一系列的二元组，每个二元组包含单词的种别码、实际的单词字符串，以及对于数字来说的整数值。例如，当处理如下的源代码： ```c main() { int i = 10; while (i) i = i - 1; } ``` 词法分析器会输出如下的序列： `(1,main)(26,()(27,))(30,{}(2,int)(10,i)(21,=)(20,10)(34,;)(7,while)(26,()(10,i)(27,))(10,i)(21,=)(10,i)(23,-)(20,1)(34,;)(31,))` 这个过程显示了词法分析器如何识别并输出程序中的各个元素，如函数声明（main）、变量声明（int i）、赋值操作（=）等。 主程序的设计思路是通过扫描源程序的每一个字符，根据当前字符的类型和后续字符的组合来识别单词符号。这个过程通常涉及到状态机的实现，例如有限自动机，它可以根据字符流中的当前状态和下一个字符来决定如何转换状态，从而确定单词的类型。 通过这个实验，学习者将能深入理解编译器构造的基础，特别是词法分析这一阶段，这对于理解编译过程和计算机语言处理至关重要。此外，实践编写词法分析器还能提升编程技能，以及对C语言和编译原理的理论知识的理解。