编译原理词法分析
编译原理词法分析与语法分析的核心算法
编译原理词法分析与语法分析的核心算法编译原理是计算机科学与技术领域中的一门重要课程。
在编程中，我们常常需要将高级语言编写的程序翻译成机器语言，使计算机能够理解并执行我们编写的程序。
而编译原理中的词法分析和语法分析是编译器的两个核心算法。
一、词法分析词法分析是编译器的第一个阶段，它负责将输入的字符序列（源代码）划分为一个个的有意义的词素（Token），并生成相应的词法单元（Lexeme）。
词法分析的核心算法主要包括以下两个步骤：1. 正则表达式到有限自动机的转换：正则表达式是一种描述字符串匹配模式的表达式，它可以用来描述词法分析中各种词素的规则。
而有限自动机则是一种用来识别或匹配正则表达式所描述的模式的计算模型。
将正则表达式转换为有限自动机是词法分析的关键步骤之一。
2. 词法分析器的生成：在将正则表达式转换为有限自动机后，我们可以使用生成器工具（如Lex、Flex等）来生成词法分析器。
词法分析器可以按照预定的规则扫描源代码，并将识别出的词素转换成相应的词法单元，供后续的语法分析使用。
二、语法分析语法分析是编译器的第二个阶段，它负责分析和处理词法分析阶段生成的词法单元序列，并根据预定的语法规则确定语法正确的序列。
语法分析的核心算法主要包括以下两个步骤：1. 上下文无关文法的定义：上下文无关文法（Context-Free Grammar，简称CFG）是一种用于描述形式语言的文法。
它由一组产生式和终结符号组成，可以用于描述语法分析中的语法规则。
在语法分析中，我们需要根据具体编程语言的语法规则，编写相应的上下文无关文法。
2. 语法分析器的生成：通过使用生成器工具（如Yacc、Bison等），我们可以根据上下文无关文法生成语法分析器。
语法分析器可以根据预先定义的文法规则，对词法单元序列进行分析，并构建出语法树（Parse Tree）供后续的语义分析和代码生成使用。
综上所述，词法分析与语法分析是编译原理中的两个重要阶段，也是实现编译器的核心算法。
编译原理实验一词法分析
编译原理实验⼀词法分析实验⼀词法分析【实验⽬的】 （1）熟悉词法分析器的基本功能和设计⽅法； （2）掌握状态转换图及其实现； （3）掌握编写简单的词法分析器⽅法。
【实验内容】 对⼀个简单语⾔的⼦集编制⼀个⼀遍扫描的词法分析程序。
【实验要求】 （1）待分析的简单语⾔的词法 1) 关键字 begin if then while do end 2) 运算符和界符 := + - * / < <= <> > >= = ; ( ) # 3) 其他单词是标识符(ID)和整形常数(NUM)，通过以下正规式定义： ID=letter(letter|digit)* NUM=digitdigit* 4) 空格由空⽩、制表符和换⾏符组成。
空格⼀般⽤来分隔 ID、NUM、运算符、界符和关键字，词法分析阶段通常被忽略。
（2）各种单词符号对应的种别编码 （3）词法分析程序的功能 输⼊：所给⽂法的源程序字符串 输出：⼆元组（syn,token 或 sum）构成的序列。
syn 为单词种别码； token 为存放的单词⾃⾝字符串； sum 为整形常数。
【实验代码】1 #include<iostream>2 #include<string.h>3 #include<conio.h>4 #include<ctype.h>5using namespace std;6int sum,syn,p,m,n;7char ch,chs[8],s[100];8char *tab[6]={"begin","if","then","while","do","end"};910int scanner(){11for(n=0;n<8;n++) chs[n]='\0';12 m=0;13 n=0;14 ch=s[p++];15while(ch=='') ch=s[p++];16if(isalpha(ch)){17while(isalpha(ch)||isdigit(ch)){18//isalpha(ch)函数：判断字符ch是否为英⽂字母，⼩写字母为2，⼤写字母为1，若不是字母019//isdigit(ch)函数：判断字符ch是否为数字，是返回1，不是返回020 chs[m++]=ch;21 ch=s[p++];22 }23 syn=10;24for(n=0;n<6;n++)25if(strcmp(chs,tab[n])==0) syn=n+1;26 p--;27 }else if(isdigit(ch)){28 sum=0;29while(isdigit(ch)){30 sum=sum*10+(ch-'0');31 ch=s[p++];32 }33 syn=11;34 p--;35 }else if(ch==':'){36 syn=17;37 chs[m++]=ch;38 ch=s[p++];39if(ch=='='){ syn=18;chs[m]=ch;p++;}40 p--;41 }else if(ch=='<'){42 syn=20;43 chs[m++]=ch;44 ch=s[p++];45if(ch=='>') { syn=21;chs[m]=ch;p++;}46if(ch=='=') { syn=22;chs[m]=ch;p++;}47 p--;48 }else if(ch=='>'){49 syn=23;50 chs[m++]=ch;51 ch=s[p++];52if(ch=='=') { syn=24;chs[m]=ch;p++;}53 p--;54 }else switch(ch){55case'+':syn=13;chs[m]=ch;break;56case'-':syn=14;chs[m]=ch;break;57case'*':syn=15;chs[m]=ch;break;58case'/':syn=16;chs[m]=ch;break;59case'=':syn=25;chs[m]=ch;break;60case';':syn=26;chs[m]=ch;break;61case'(':syn=27;chs[m]=ch;break;62case')':syn=28;chs[m]=ch;break;63case'#':syn=0;chs[m]=ch;break;64default:syn=-1;65 }66return0;67 }68int main(){69 p=0;70 cout<<"Please input code and end with character '#':"<<endl;71do{72//cin>>ch;不识别空格73 ch=getchar();74 s[p++]=ch;75 }while(ch!='#');76 p=0;77do{78 scanner();79switch(syn){80case11:cout<<'('<<syn<<','<<sum<<')'<<endl;break;81case -1:cout<<'('<<syn<<','<<"error"<<')'<<endl;break;82default:cout<<'('<<syn<<','<<chs<<')'<<endl;83 }84 }while(syn!=0);85//getch():是⼀个不回显函数，当⽤户按下某个字符时，函数⾃动读取，⽆需按回车，所在头⽂件是conio.h。
编译原理词法分析及词法分析程序
状态图=>右线性文法
文法G[0] 0->a1
d 0
S->aA A->dA A->b
a c
1 2
b
d
3
1->d1 1->b
0->c
0->c2 2->d
S->c
S->cB，2有出弧 B->d
左线性文法=>状态转换图
设G=(VN,VT,P,S)是一左线性文法,令|VN|=K， 1) 则所要构造的状态转换图共有K+1个状态. 2) VN中的每个符号分别表示K个状态 2.1) G的开始符S为终止状态 3) 起始状态,用R(VN)标记
识别符号串与归约
S
从初态R到下一状态A对应Ba，即终结 符a归约成非终结符B; U 从状态B转换到状态A对应ABa,即将 Ba归约为A; 状态A转换到状态S(终态)对应S Aa,即 U 将Aa归约为开始符S. 归约成功,恰好进入终态,即状态转换图识 U 别了(或接受)该符号串. 识别00011的例子的归约过程
f是转换函数，是在K×Σ →K上的映像，即：如果f（ki，a）=kj， （ki，kj∈K）意味着，当前状态为ki，输入字符为a时，将转换 为下一个状态kj，我们把kj称作ki的一个后继状态；
1.确定的有限自动机
通常把这五要素组成的五元式M=(K,∑,f, S0,Z)称为确定的 有限自动机(DFA)，它是相应的状态转化图的一种形式描 述，或者说，是状态转换矩阵的另一种表示。 在状态转换的每一步，据DFA当前所处状态及扫视的输入 字符，能唯一确定下一状态。
例：文法G=({S,U},{0,1},{SS1 |U1,
编译原理词法分析
❖ =、＜、＞、！：读下一个字符，判断是否为双字 符分界符，若是，组成双字符分界符，输出类码； 若不是，输出单分界符记号；
编译原理
❖ 非=、＜、＞、/等与双分界符首字符不同的单分界 字符：输出相应单词记号及单分界符。
1.S是一个有穷集，它的每个元素称为一个状态；
2.Σ是一个有穷字母表，它的每个元素称为一个输入 符号，所以也称Σ为输入符号表；
3.δ是在S×Σ→S上的单值映射，即，如δ (s，a)=s’， (s∈S，s’∈S)就意味着，当前状态为s，输入符为 a时，将转换为下一个状态s’，我们把s’称作s的一 个后继状态；
编译原理 在 入 准初带备整•••始的读输读有个时开入始入头穷模，始，状带：控型读位状态：可制由头置态存以器如状的所三处，处放在：果态符识部于表于输输控读正号别分输示初入入制头好组组符带状移是成成号上态动终的：向发到结字后生最状能移变后态被头每有动化一，该转向读穷个则有移后入控符输限到移一 制号入自下动个器后带动一一符控面上机个个号制，状位，状态置读态，
编译原理
词法分析 读字符
结束 Y
结束
N Y 空字
N 字母 N 数字
Y 组合标识符 Y 组合整数
查保留字Βιβλιοθήκη N 纯单分符Y 输出单分符
N
>,<,!,= Y 读字符
=
N
N
/ Y 读字符
*
N
Y
错误处理
输出保留字
Y 保留字
N 输出标识符
组合整数
读字符
Y 输出双分符
输出单分符 N 输出单分符/
注释处理
读字符
编译原理中的词法分析与语法分析原理解析
编译原理中的词法分析与语法分析原理解析编译原理是计算机科学中的重要课程，它研究的是如何将源程序翻译成目标程序的过程。
而词法分析和语法分析则是编译过程中的两个重要阶段，它们负责将源程序转换成抽象语法树，为接下来的语义分析和代码生成阶段做准备。
本文将从词法分析和语法分析的原理、方法和实现技术角度进行详细解析，以期对读者有所帮助。
一、词法分析的原理1.词法分析的定义词法分析（Lexical Analysis）是编译过程中的第一个阶段，它负责将源程序中的字符流转换成标记流的过程。
源程序中的字符流是没有结构的，而编程语言是有一定结构的，因此需要通过词法分析将源程序中的字符流转换成有意义的标记流，以便之后的语法分析和语义分析的进行。
在词法分析的过程中，会将源程序中的字符划分成一系列的标记（Token），每个标记都包含了一定的语义信息，比如关键字、标识符、常量等等。
2.词法分析的原理词法分析的原理主要是通过有限状态自动机（Finite State Automaton，FSA）来实现的。
有限状态自动机是一个数学模型，它描述了一个自动机可以处于的所有可能的状态以及状态之间的转移关系。
在词法分析过程中，会将源程序中的字符逐个读取，并根据当前的状态和字符的输入来确定下一个状态。
最终，当字符读取完毕时，自动机会处于某一状态，这个状态就代表了当前的标记。
3.词法分析的实现技术词法分析的实现技术主要有两种，一种是手工实现，另一种是使用词法分析器生成工具。
手工实现词法分析器的过程通常需要编写一系列的正则表达式来描述不同类型的标记，并通过有限状态自动机来实现这些正则表达式的匹配过程。
这个过程需要大量的人力和时间，而且容易出错。
而使用词法分析器生成工具则可以自动生成词法分析器的代码，开发者只需要定义好源程序中的各种标记，然后通过这些工具自动生成对应的词法分析器。
常见的词法分析器生成工具有Lex和Flex等。
二、语法分析的原理1.语法分析的定义语法分析（Syntax Analysis）是编译过程中的第二个阶段，它负责将词法分析得到的标记流转换成抽象语法树的过程。
编译原理词法分析与语法分析的过程与方法
编译原理词法分析与语法分析的过程与方法编译原理是计算机科学领域中的重要内容之一，它研究如何将高级语言程序转化为机器语言的过程。
其中，词法分析和语法分析是编译原理中的两个重要阶段。
本文将详细介绍词法分析与语法分析的过程与方法。
一、词法分析的过程与方法词法分析是编译器的第一个阶段，其主要任务是将源程序的字符序列划分成有意义的语言单元，也就是词法单元。
以下是词法分析的过程与方法：1. 扫描：词法分析器从源程序中读取字符序列，并按照事先定义的规则进行扫描。
2. 划分词法单元：根据事先定义的规则，词法分析器将字符序列划分为不同的词法单元，如关键字、标识符、常量、运算符等。
3. 生成词法单元流：将划分好的词法单元按照顺序生成词法单元流，方便后续的语法分析阶段使用。
4. 错误处理：在词法分析过程中，如果发现了不符合规则的字符序列，词法分析器会进行错误处理，并向用户报告错误信息。
二、语法分析的过程与方法语法分析是编译器的第二个阶段，其主要任务是分析词法单元流，并判断是否符合语法规则。
以下是语法分析的过程与方法：1. 构建语法树：语法分析器根据语法规则构建抽象语法树（AST），用于表示源程序的语法结构。
2. 自顶向下分析：自顶向下分析是一种常用的语法分析方法，它从根节点开始，按照语法规则向下递归分析，直到生成叶子节点对应的词法单元。
3. 底部向上分析：底部向上分析是另一种常用的语法分析方法，它从词法单元开始，逐步合并为更高级的语法结构，直到生成抽象语法树的根节点。
4. 错误处理：在语法分析过程中，如果发现了不符合语法规则的词法单元流，语法分析器会进行错误处理，并向用户报告错误信息。
三、词法分析与语法分析的关系与区别词法分析和语法分析在编译原理中起着不同的作用：1. 关系：词法分析是语法分析的前置阶段，它为语法分析提供了有意义的词法单元流。
语法分析基于词法单元流构建语法树，判断源程序是否满足语法规则。
2. 区别：词法分析主要关注词法单元的划分和分类，它是基于字符序列的处理；而语法分析主要关注词法单元之间的组合和语法结构的判断，它是基于语法规则的处理。
C语言编译原理词法分析和语法分析
C语言编译原理词法分析和语法分析编程语言的编写和使用离不开编译器的支持，而编译器的核心功能之一就是对代码进行词法分析和语法分析。
C语言作为一种常用的高级编程语言，也有着自己的词法分析和语法分析规则。
一、词法分析词法分析是编译器的第一阶段，也是将源代码拆分为一个个独立单词（token）的过程。
在C语言中，常见的单词包括关键字（如if、while等）、标识符（如变量名）、常量（如数字、字符常量）等。
词法分析器会根据预定义的规则对源代码进行扫描，并将扫描到的单词转化为对应的符号表示。
词法分析的过程可以通过有限自动机来实现，其中包括各种状态和状态转换规则。
词法分析器通常会使用正则表达式和有限自动机的方法来进行实现。
通过词法分析，源代码可以被分解为一个个符号，为后续的语法分析提供基础。
二、语法分析语法分析是编译器的第二阶段，也是将词法分析得到的单词序列转换为一棵具有语法结构的抽象语法树（AST）的过程。
在C语言中，语法分析器会根据C语言的文法规则，逐句解析源代码，并生成相应的语法树。
C语言的语法规则相对复杂，其中包括了各种语句、表达式、声明等。
语法分析的过程主要通过递归下降分析法、LR分析法等来实现。
语法分析器会根据文法规则建立语法树的分析过程，对每个语法结构进行逐步推导和分析，最终生成一棵完整的语法树。
三、编译器中的词法分析和语法分析在编译器中实现词法分析和语法分析是一项重要的技术任务。
编译器通常会将词法分析和语法分析整合在一起，形成一个完整的前端。
在C语言编译器中，词法分析和语法分析器会根据C语言的词法规则和文法规则，对源代码进行解析，并生成相应的中间表示形式，如语法树或者中间代码。
词法分析和语法分析的结果会成为后续编译器中各个阶段的输入，如语义分析、中间代码生成、目标代码生成等。
编译器的优化和错误处理也与词法分析和语法分析有密切关系。
因此，对词法分析和语法分析的理解和实现对于编译器开发者而言是非常重要的。
编译原理实验--词法分析器
实验一词法分析器设计【实验目的】1．熟悉词法分析的基本原理，词法分析的过程以及词法分析中要注意的问题。
2．复习高级语言，进一步加强用高级语言来解决实际问题的能力。
3．通过完成词法分析程序，了解词法分析的过程。
【实验内容】用C语言编写一个PL/0词法分析器，为语法语义分析提供单词，使之能把输入的字符串形式的源程序分割成一个个单词符号传递给语法语义分析，并把分析结果（基本字，运算符，标识符，常数以及界符）输出。
【实验流程图】【实验步骤】1．提取pl/0文件中基本字的源代码while((ch=fgetc(stream))!='.'){int k=-1;char a[SIZE];int s=0;while(ch>='a' && ch<='z'||ch>='A' && ch<='Z'){if(ch>='A' && ch<='Z') ch+=32;a[++k]=(char)ch;ch=fgetc(stream);}for(int m=0;m<=12&&k!=-1;m++)for(int n=0;n<=k;n++){if(a[n]==wsym[m][n]) ++s;else s=0;if(s==(strlen(wsym[m]))) {printf("%s\t",wsym[m]);m=14;n=k+1;} }2．提取pl/0文件中标识符的源代码while((ch=fgetc(stream))!='.'){int k=-1;char a[SIZE]=" ";int s=0;while(ch>='a' && ch<='z'||ch>='A' && ch<='Z'){if(ch>='A' && ch<='Z') ch+=32;a[++k]=(char)ch;ch=fgetc(stream);}for(int m=0;m<=12&&k!=-1;m++)for(int n=0;n<=k;n++){if(a[n]==wsym[m][n]) ++s;else s=0;if(s==(strlen(wsym[m]))) {m=14;n=k+1;}}if(m==13) for(m=0;a[m]!=NULL;m++) printf("%c ",a[m]);3．提取pl/0文件中常数的源代码while((ch=fgetc(stream))!='.'){while(ch>='0' && ch<='9'){num=10*num+ch-'0';ch=fgetc(stream);}if(num!=0) printf("%d ",num);num=0;}4．提取pl/0文件中运算符的源代码int ch=fgetc(stream);while(ch!='.'){switch(ch){case'+': printf("+ ");break;case'-': printf("- ");break;case'*': printf("* ");break;case'/': printf("/ ");break;case'>': if(fgetc(stream)=='=')printf(">= "); else printf("> ");break;case'<': if(fgetc(stream)=='=')printf("<= "); else printf("< ");break;case':': printf(":= ");break;case'#': printf("# ");break;case'=': printf("= ");break;default: break;}ch=fgetc(stream);5．提取pl/0文件中界符的源代码int ch=fgetc(stream);while(ch!='.'){switch(ch){case',': printf(", ");break;case';': printf("; ");break;case'(': printf("( ");break;case')': printf(") ");break;default: break;}ch=fgetc(stream);}【实验结果】1．pl/0文件（222.txt）内容const a=10;var b,c;procedure p;beginc:=b+a;end;beginread(b);while b#0 dobegincall p;write(2*c);read(b)endend .2．实验运行结果【实验小结】1.了解程序在运行过程中对词法分析，识别一个个字符并组合成相应的单词，是机器能过明白程序，定义各种关键字，界符。
编译原理第二章词法分析
1
5
6
7
a
8
b
9
2.3 有 限 自 动 机
A = {0, 1, 2, 4, 7} B = {1, 2, 3, 4, 6, 7, 8} 状态 A
2.3 有 限 自 动 机
2.3.1 不确定的有限自动机（简称NFA）
• • • • •
一个数学模型，它包括: 状态集合S； 输入符号集合； 转换函数move : S ({}) P(S)； 状态s0是开始状态； F S是接受状态集合。 a
识别语言 (a|b)*ab 的NFA 开始
子集构造法 • DFA的一个状态是NFA的一个状态集合 • 读了输入a1 a2 … an后， NFA能到达的所有状态：s1, s2, …, sk，则 DFA到达状态{s1, s2, …, sk} a 开始
0
b
a
1
b
2
2.3 有 限 自 动 机
2.3.3 NFA到DFA的变换
• DFA是NFA的特例，对于每个NFA M都存在一个DFA M’ ，使L(M)=L(M’)。 • 定义对状态集合I的两个运算：
2.3.2 确定的有限自动机（简称DFA) 一个数学模型，包括：
• 状态集合S； • 输入字母表； • 转换函数move : S S； • 唯一的初态 s S； b • 终态集合F S； 识别语言 (a|b)*ab 的DFA
开始 0 a
b b a
1
2
a
2.3 有 限 自 动 机
0
0
开始
1
1
2
3
4
2.3 有 限 自 动 机
• 例：识别 ={0,1}上能被能5整除的二进制数
编译原理词法分析器
编译原理词法分析器编译原理是计算机科学中的重要领域，而词法分析器则是编译器的第一个阶段。
它的主要任务是将源代码转化为一个个词法单元，以便接下来的语法分析和语义分析等阶段进行处理。
在本文中，我们将深入探讨词法分析器的原理和实现。
一、什么是词法分析器词法分析器（Lexical Analyzer）是编译器中实现词法分析的部分。
它负责从源代码中提取出各个合法的词法单元，并进行分类和标记。
词法单元通常包括关键字、标识符、运算符、分隔符和常量等。
二、词法分析器的原理词法分析器的工作原理可以概括为以下几个步骤：1. 预处理：词法分析器首先会对源代码进行预处理，去除注释、替换宏定义等。
2. 分割：将预处理后的源代码分割成一个个字符。
3. 匹配：根据预定义的词法规则，将字符序列匹配到对应的词法单元上。
4. 标记：对每个词法单元都打上相应的标记，以便后续的语法分析。
三、词法分析器的实现1. 正则表达式：词法分析器通常使用正则表达式定义词法规则，用以匹配词法单元。
例如，使用正则表达式"\d+"可以匹配一个或多个数字。
2. 有限自动机：词法分析器可以通过构造有限自动机来进行词法分析。
有限自动机可以根据当前状态和输入字符进行状态转移，最终得到一个词法单元的序列。
3. 符号表：词法分析器使用符号表来存储已经识别出的标识符和关键字，并为每个标识符分配一个唯一的标识符号。
四、应用举例以C语言为例，假设我们要编写一个词法分析器来分析C源代码。
下面是一个简单的示例代码：```c#include <stdio.h>int main() {int a = 10;printf("Hello, World!\n");return 0;}```我们可以使用词法分析器将其分解为以下词法单元序列：1. 关键字：include、stdio、int、main、return2. 标识符：a3. 运算符：=4. 常量：105. 分隔符：()、{}6. 函数名：printf7. 字符串常量："Hello, World!\n"通过词法分析器的处理，我们可以将源代码转化为一个个词法单元，为后续的语法分析提供准备。
编译原理词法分析
编译原理词法分析
编译原理的词法分析是编译器中的一个重要过程，它负责将源代码分
割成一个个的词法单元（Token）。
词法单元是程序中的最小语法单位，
如标识符、关键字、运算符、常数等。
词法分析的主要任务是从左到右扫描源代码字符流，逐个字符进行解析，并根据预先定义的词法规则识别出各种词法单元。
为了实现词法分析，通常会采用有限自动机（DFA）或正则表达式来描述词法规则。
具体的词法分析过程包括以下几个步骤：
1.建立输入缓冲区：将源代码存储在缓冲区中，方便逐个字符进行读
取和处理。
2.扫描字符流：从缓冲区中逐个字符读取并处理，跳过空白字符（空格、制表符、换行符等）。
3.根据词法规则识别词法单元：根据预先定义的词法规则，将字符序
列转换为词法单元，并记录其类型和属性信息。
4.错误处理：如果遇到无法识别的字符序列或不符合词法规则的情况，进行相应的错误处理并报告错误。
5.输出词法单元流：将识别出的词法单元按照顺序输出，作为下一步
的输入。
词法分析是编译器的前端处理阶段，它为语法分析提供了基础数据，
将源代码转化为一个个的词法单元，为后续的语法分析、语义分析和代码
生成等阶段提供支持。
编译原理的词法分析与语法分析
编译原理的词法分析与语法分析编译原理是计算机科学中的一门重要课程，它研究如何将源代码转换为可执行的机器代码。
在编译过程中，词法分析和语法分析是其中两个基本的阶段。
本文将分别介绍词法分析和语法分析的基本概念、原理以及实现方法。
1. 词法分析词法分析是编译过程中的第一个阶段，主要任务是将输入的源代码分解成一个个的词法单元。
词法单元是指具有独立意义的最小语法单位，比如变量名、关键字、操作符等。
词法分析器通常使用有限自动机（finite automaton）来实现。
在词法分析的过程中，需要定义词法规则，即描述每个词法单元的模式。
常见的词法规则有正则表达式和有限自动机。
词法分析器会根据这些规则匹配输入的字符序列，并生成相应的词法单元。
2. 语法分析语法分析是编译过程中的第二个阶段，它的任务是将词法分析器生成的词法单元序列转换为语法树（syntax tree）或抽象语法树（abstract syntax tree）。
语法树是源代码的一种抽象表示方式，它反映了源代码中语法结构和运算优先级的关系。
语法分析器通常使用上下文无关文法（context-free grammar）来描述源代码的语法结构。
常见的语法分析算法有递归下降分析法、LR分析法和LL分析法等。
递归下降分析法是一种自顶向下的分析方法，它从源代码的起始符号开始，递归地展开产生式，直到匹配到输入的词法单元。
递归下降分析法的实现比较直观，但对于左递归的文法处理不方便。
LR分析法是一种自底向上的分析方法，它使用一个自动机来分析输入的词法单元，并根据文法规则进行规约操作，最终生成语法树。
常见的LR分析法有LR(0)、SLR、LR(1)和LALR等。
LL分析法是一种自顶向下的分析方法，它从源代码的起始符号开始，预测下一个要匹配的词法单元，并进行相应的推导规则。
LL分析法常用于编程语言中，如Java和Python。
3. 词法分析和语法分析的关系词法分析是语法分析的一个子阶段，它为语法分析器提供了一个符号序列，并根据语法规则进行分析和匹配。
编译原理 第五章 词法分析
三、LEX编译程序的工作过程：
1.根据每条识别规则Pi {ACTION i}构造相应的非确 定有限自动机NFA，分别画出它们的状态转换图； 2.将所有的状态转换图连接成一个完整的状态转换图； 3.由状态转换图构造状态转换矩阵； 4.将状态转换矩阵确定化； 5.根据DFA，构造词法分析器；
预处理 子程序 扫描器 单词符号
输入 列表 输入缓冲区
扫描缓冲区
词法分析器的结构
三、设置缓冲器的必要性
之所以要设置缓冲器，是因为对于许多源程序而言，有 时词法分析器为了得到某个单词符号的确切性质，只从该符 号本身所含有的字符不能作出判定，还需要超前扫描若干字 符之后，才能作出确切的分析。 例如：有合法的Fortran语句： DO99K=1，10 和 DO99K=1.10 前者是循环语句，后者是赋值语句，两者的区别在于等 号后的第一个界符不同，前者是逗号，后者是句号，因此为 了识别前者中的关键字‘“DO”，必须超前扫描若干字符之 后，才能作出确切的判定。
3、词法分析器和语法分析器作为协同程序 如果两个或两个以上的程序，他们之间交叉执行，这些程序称为协同程 序。词法分析器和语法分析器也可协工作的方式安排在同一遍中，以生产 者和消费者的关系同步运行。
1.词法分析单独作为一遍
S.P.(字符串)
第一 遍 词法分析 单词 串 S.P.(符号串) 第二 遍 语法分析
例如：
%{ int wordCount = 0; int noCount = 0; %} chars [A-za-z] numbers ([0-9])+ words {chars}+ 注意：凡是对已经定义的正则表达式的名字的引用，都必须用花括 号将它们括起来。在LEX源程序中，起标识作用的符号%%，%{以及%}都 必须处在所在行的最左字符位置。
编译原理词法分析与语法分析
编译原理词法分析与语法分析在计算机科学领域，编译器是一个非常重要的工具，它将高级程序语言转换为能够被计算机处理的低级机器语言。
编译器的设计与开发离不开以下两个主要部分：词法分析和语法分析。
本文将着重介绍编译原理中的词法分析和语法分析的定义、原理、方法以及它们之间的关系。
一、词法分析词法分析是编译器的第一个阶段，负责将源代码转化为一个个“词法单元”，也称为“记号”。
词法单元是计算机程序中的最小语义单位，例如变量名、关键字、操作符等。
词法分析器会从源代码中连续读取字符，并将其组成具有独立意义的词法单元。
词法分析的主要任务是识别代码中的词法单元，并将其分类。
它采用正则表达式来定义词法单元的模式，并通过有限状态自动机（FSM）进行匹配。
以下是词法分析的一般步骤：1. 输入源代码，逐字符读取。
2. 将字符组合成词法单元。
3. 跳过空格、换行符等不相关的字符。
4. 使用正则表达式判断词法单元的类型。
5. 将识别出的词法单元传递给语法分析阶段。
二、语法分析语法分析是编译器的第二个阶段，它将从词法分析器获得的词法单元串转换为语法树。
语法树是一种树状结构，用于表示程序的语法结构。
它通过分析词法单元之间的关系来检查程序是否符合语法规则。
在语法分析过程中，会根据源代码中的语法规则使用上下文无关文法（Context-Free Grammar）进行分析。
常用的语法分析算法有自顶向下分析（Top-Down Parsing）和自底向上分析（Bottom-Up Parsing）。
自顶向下分析是从语法的起始符号开始，逐步展开已识别的符号，直到生成源代码。
这种分析方法常用的算法有LL(k)和递归下降（Recursive Descent）。
自顶向下分析器按照语法规则从上到下预测并展开符号。
自底向上分析是从词法单元串的底部开始，逐步归约已识别的符号，直到生成源代码。
这种分析方法常用的算法有LR(k)和LALR(k)。
自底向上分析器按照语法规则从下往上扫描，并进行归约操作。
编译原理流程
编译原理流程编译原理是计算机科学的重要分支，主要研究如何将高级语言程序转化为机器语言的过程。
编译原理的流程可以分为词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成、代码优化和目标代码生成等几个阶段。
1. 词法分析词法分析是编译原理的第一步，主要任务是将源代码分解成一个个的词法单元，如标识符、关键字、运算符和常量等。
词法分析器会根据预先定义的词法规则，逐个扫描源代码，将识别出的词法单元转化为记号（token）并生成记号流。
2. 语法分析语法分析是编译原理的第二步，主要任务是根据词法分析生成的记号流，判断程序是否符合语法规则。
语法分析器会根据预先定义的语法规则，逐个分析记号流，构建语法树（parse tree）。
如果程序存在语法错误，则会报告错误信息。
3. 语义分析语义分析是编译原理的第三步，主要任务是对语法树进行语义检查，并生成中间代码。
语义分析器会根据预先定义的语义规则，对语法树进行遍历，检查变量的声明和使用是否符合规范，以及类型的一致性等。
同时，语义分析器会根据语义规则生成中间代码，用于后续的优化和目标代码生成。
4. 中间代码生成中间代码生成是编译原理的第四步，主要任务是将源代码转化为一种中间表示形式，以便进行优化和目标代码生成。
中间代码可以是抽象语法树（Abstract Syntax Tree，AST）、三地址码（Three Address Code）或虚拟机代码等。
中间代码的生成可以通过遍历语法树并根据语法规则进行转换。
5. 代码优化代码优化是编译原理的第五步，主要任务是对中间代码进行优化，以提高程序的执行效率。
代码优化包括常量折叠、公共子表达式消除、循环优化等技术。
优化器会根据预先定义的优化规则，对中间代码进行分析和转换，以减少不必要的计算和内存访问。
6. 目标代码生成目标代码生成是编译原理的最后一步，主要任务是将中间代码转化为目标机器代码，使得程序可以在目标机器上运行。
目标代码生成器会根据目标机器的特定指令集和寄存器分配策略，将中间代码转化为对应的目标机器代码，并生成可执行文件或目标文件。
编译原理基础：词法分析与语法分析
编译原理基础：词法分析与语法分析一、引言- 编译器是一种将高级语言翻译成机器语言的重要工具，是计算机科学中的核心概念之一。
编译器的基本工作分为两个阶段：词法分析和语法分析。
本文将详细介绍和分析这两个步骤的内容和流程。
二、词法分析1. 定义- 词法分析是编译器的第一个阶段，也是最基本的阶段。
它负责对源代码进行词法单位的划分，生成词法单元流。
每个词法单元包括一个标识符和一个属性值。
2. 步骤- 读入源代码：编译器首先从源代码文件中读入整个代码内容。
- 去除空格和注释：通过正则表达式或其他方法，编译器去除源代码中的空格和注释，以便更好地处理剩余的代码。
- 划分词法单元：编译器根据一定的规则将代码划分为不同的词法单元，如关键字、标识符、运算符、常量等。
- 构建符号表：编译器将关键字和标识符添加到符号表中，以便后续的语法分析和语义分析过程中使用。
三、语法分析1. 定义- 语法分析是编译器的第二个阶段，它将词法分析生成的词法单元流作为输入，根据语法规则生成语法树或抽象语法树。
2. 步骤- 定义语法规则：编译器根据语言的语法规范定义语法规则，通常使用上下文无关文法（Context-Free Grammar）来描述。
- 构建语法分析器：编译器使用递归下降法或者LR分析法等算法来实现语法分析器。
递归下降法通过递归地调用子过程来实现语法分析，而LR分析法则通过建立一个有限状态机来分析源代码。
- 生成语法树或抽象语法树：编译器根据语法规则和输入的词法单元流，生成对应的语法树或抽象语法树。
语法树表示源代码的语法结构，抽象语法树还会剔除掉不必要的细节。
- 错误处理：在生成语法树或抽象语法树的过程中，编译器会检测到一些语法错误。
此时，编译器会输出错误信息，并尽可能恢复到正常的语法分析流程。
四、词法分析与语法分析的关系- 词法分析和语法分析是紧密关联的两个阶段。
词法分析阶段提供给语法分析阶段的词法单元流作为输入，语法分析阶段通过分析词法单元的序列来理解源代码的语法结构。
理解编译原理中的词法分析和语法分析
理解编译原理中的词法分析和语法分析词法分析和语法分析是编译原理中两个重要的步骤。
词法分析将源代码分成一个个词素（也称为token），并对每个词素进行词法分析。
词法分析器会根据语法规则，将源代码中的字符序列组合成一个个有意义的词素。
例如，在计算机程序中，词法分析器可以将源代码中的字符串"if"、"else"、"for"等识别为关键字，将变量名、函数名等识别为标识符，将数字识别为常量等。
词法分析器常使用正则表达式来描述和识别不同类型的词素。
语法分析则进一步分析词法分析生成的词素序列，检查其是否遵循给定的语法规则。
语法分析器会根据语法规则构建语法树（也称为抽象语法树），用于表示程序的结构和语义。
语法分析器常使用上下文无关文法来描述和分析程序的语法结构。
常见的语法分析方法有递归下降分析、LL分析、LR分析等。
词法分析和语法分析是编译原理中紧密联系的两个步骤。
词法分析将字符序列转换为有意义的词素，为后续的语法分析提供了基础。
语法分析则在词法分析的基础上，进一步分析词素序列的语法结构，以便进行语义分析和代码生成等后续步骤。
拓展：除了词法分析和语法分析，编译原理还涉及其他重要的步骤，如语义分析、优化和代码生成等。
语义分析阶段主要对语法分析生成的语法树进行语义检查，确保程序的语义正确。
优化阶段则对中间代码进行优化，以提高程序的性能。
代码生成阶段将优化后的中间代码转换为目标代码，以便在目标平台上执行。
此外，编译原理还涉及词法分析和语法分析的错误处理和恢复机制。
当遇到词法或语法错误时，编译器需要能够准确地诊断错误，并尽可能地提供有用的错误信息。
对于一些常见错误，编译器还可以提供纠正错误的建议。
同时，编译器还可以采用恢复机制，在错误发生后仍然能够继续进行词法分析和语法分析，尽可能多地发现错误。
编译原理中的词法分析与语法分析
编译原理中的词法分析与语法分析在编译原理中，词法分析和语法分析是构建编译器的两个关键步骤。
词法分析器和语法分析器被称为编译器前端的两个主要组成部分。
本文将分别介绍词法分析和语法分析的定义、作用、实现方法以及它们在编译过程中的具体应用。
词法分析词法分析是编译器的第一个阶段，也叫扫描器（Scanner）或词法扫描器。
它的主要任务是将输入的字符流（源代码）转换为一系列的单词或词法单元（Token），词法单元是编译器在后续分析中使用的最小有意义的单位，如关键字、标识符、运算符和常量等。
词法分析器的作用是将源代码分解成一个个词法单元，并对这些词法单元进行分类和标记。
常用的实现方法是有限自动机（DFA）或正则表达式，他们通过模式匹配来识别和处理词法单元。
在词法分析的过程中，我们可以排除源代码中不需要的信息，例如空格、注释等，只保留有实际意义的词法单元。
词法分析的结果是一个词法单元序列，它作为语法分析的输入。
词法分析器还可以进行错误检查，如识别出非法的标识符或操作符等。
语法分析语法分析是编译器的第二个阶段，也称为解析器（Parser）。
它的主要任务是将词法分析阶段产生的词法单元序列转换为一个抽象语法树（Abstract Syntax Tree，AST）或语法分析树，并根据语法规则检查源代码的语法正确性。
语法分析器的作用是根据预先定义的文法规则，对词法单元序列进行推导和匹配，并构建一个代表源代码结构的语法树。
常用的实现方法有LR分析器和LL分析器，它们通过构建状态转换图和预测分析表来确定下一步的推导动作。
语法分析的结果是一个表示源代码结构的语法树，它为后续的语义分析和代码生成提供了便利。
语法分析器还可以检测和报告语法错误，如不匹配的括号或缺失的分号等。
词法分析与语法分析在编译过程中的应用词法分析和语法分析是编译器的两个关键阶段，它们完成了源代码解析和结构分析的任务，为后续的语义分析和代码生成提供了基础。
词法分析的结果是一个词法单元序列，它提供了源代码中最小有意义的单位，为语法分析提供了输入。
编译原理词法分析器
编译原理词法分析器
编译原理词法分析器是编译器的一个重要组成部分，负责将输入的源代码转换成一系列的词法单元，供后续的语法分析器进行进一步处理。
词法分析器的主要任务是按照预先定义的词法规则，识别出源代码中的各个合法的词法单元，并将其转化为内部表示形式。
在这个过程中，词法分析器需要读取输入字符流，并根据定义的词法规则进行模式匹配和转换。
一个基本的词法分析器通常由以下几个部分组成：
1. 字符扫描器（Scanner）：负责从输入流中读取字符，并进行必要的预处理。
例如，过滤掉注释、空白字符等。
2. 词法规则（Lexical Rules）：是定义词法单元的正则表达式或者有限自动机。
每个词法单元都有一个对应的识别规则。
3. 标记生成器（Token Generator）：根据词法规则和字符扫描器的输出，生成符合内部表示形式的词法单元。
4. 符号表（Symbol Table）：维护着程序中出现的所有标识符的符号表，包括标识符的名称和属性信息。
词法分析器的工作流程如下：
1. 初始化字符扫描器，读取第一个字符。
2. 逐个字符进行扫描和匹配，直到获取了一个完整的词法单元。
3. 根据匹配到的词法规则，生成对应的词法单元。
4. 如果需要记录标识符信息，将其添加到符号表中。
5. 返回步骤2，直到扫描完整个输入代码。
通过词法分析器的工作，我们能够将输入的源代码按照词法规则进行分割，将其转换为一系列的词法单元，为后续的语法分析器提供了处理的基础。
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上机练习一：词法分析一个PASCAL语言子集（PL/0）词法分析器的设计与实现1．按照P45的算法思想，使用循环分支方法实现PL/0语言的词法分析器，该词法分析器能够读入使用PL/0语言书写的源程序，输出单词符号串及其属性到一中间文件中，具有一定的错误处理能力，给出词法错误提示。
2.源代码#include<iostream>#include<fstream>#include<string>using namespace std;#define MAX 1000string key[15] = { "begin", "end", "if", "then", "else", "while", "write", "read","do", "call", "const", "var", "procedure", "program", "odd" };//保留字int IsLetter(char c ) //判断字母{if (((c <= 'z')&&(c >= 'a')) || ((c <= 'Z')&&(c >= 'A')))return 1;else return 0;}int IsDigit(char c) //判断数字{if ((c >= '0')&&(c <= '9'))return 1;else return 0;}int IsKey(string strToken) //判断保留字{int i;for (i = 0; i<15; i++){if (key[i].compare(strToken) == 0)return i;}return 15;}string Concat(char ch,string strToken){strToken += ch;return strToken;}int main(){ifstream file;int r=0;char ch;int l=0;int ID;//保留字的idstring strToken="";file.open ("1.txt");//打开第i个记事本if(!file)cout<<"打开文件失败！";ch=file.get();while(!file.eof()){//if (ch == ' ' || ch == '\t' || ch == '\n') //滤掉空白字符//while( ch == '\n')//l ++;if (ch == ' ' || ch == '\t')ch=file.get();while (ch == '\n'){l ++;ch = file.get();}if(IsLetter(ch)){strToken = ""; //每次都需要对strToken置空串处理while(IsLetter(ch)||IsDigit(ch)){strToken = Concat(ch,strToken);ch = file.get();}ID=IsKey(strToken);if(ID < 15){cout<< "保留字为："<< strToken<< endl;}if(ID == 15){cout<< "标识符为："<< strToken<< endl;}}if(IsDigit(ch)){strToken = ""; //每次都需要对strToken置空串处理while(IsDigit(ch)){strToken = Concat(ch,strToken);ch = file.get();}if(IsLetter(ch)) //数字后面跟字母，错误词法{while(IsLetter(ch)||IsDigit(ch)){strToken = Concat(ch,strToken);ch = file.get();}cout <<"词法错误！(数字后面跟字母) "<< strToken<< endl;}elsecout<<"数字为："<<strToken<<endl;}else switch (ch){case '+':{cout <<"标识符为：\n" <<"+" <<endl;ch=file.get();break;} case '-':{cout <<"标识符为：\n" <<"-" <<endl;ch=file.get();break;} case '*':{cout <<"标识符为：\n" <<"*" <<endl;ch=file.get();break;}case '/':{cout <<"标识符为：\n" <<"/" <<endl;ch=file.get();break;} case '>':{ch = file.get();if(ch == '=')cout <<"标识符为：\n" <<">="<<endl;elsecout <<"标识符为：\n" <<">"<<endl;ch=file.get();break;}case '<':{ch = file.get();if(ch == '>')cout <<"标识符为：\n" <<"<>" <<endl;else if(ch = '=')cout <<"标识符为：\n" <<"<=" <<endl;elsecout <<"标识符为：\n" <<"<" <<endl;ch=file.get();break;}case '=':{cout<< "标识符为：\n" <<"=" <<endl; ch=file.get();break;}case':':{ch = file.get();if(ch == '='){cout<< "界符为："<< ":="<<endl;}else cout<< "词法错误！(‘：’后面没有‘=’)"<< endl;ch=file.get();break;}case ';':{cout <<"界符为：" <<";" <<endl;ch=file.get();break;}case ',':{cout <<"界符为：" <<"," <<endl;ch=file.get();break;}case '(':{cout <<"界符为：" <<"(" <<endl;ch=file.get();break;}case ')':{cout <<"界符为：" <<")" <<endl;ch=file.get();break;}}}printf("%d",l);return 0;}。