编译原理实验：词法分析
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中的词法分析和语法分析是编译器中两个基本阶段的解析过程。
词法分析（Lexical Analysis）是将源代码按照语法规则拆解成一个个的词法单元（Token）的过程。
词法单元是代码中的最小语义单位，如标识符、关键字、运算符、常数等。
词法分析器会从源代码中读取字符流，将字符流转换为具有词法单元类型和属性值的Token序列输出。
词法分析过程中可能会遇到不合法的字符序列，此时会产生词法错误。
语法分析（Syntax Analysis）是对词法单元序列进行语法分析的过程。
语法分析器会根据语法规则，将词法单元序列转换为对应的抽象语法树（Abstract Syntax Tree，AST）。
语法规则用于描述代码的结构和组织方式，如变量声明、函数定义、控制流结构等。
语法分析的过程中，语法分析器会检查代码中的语法错误，例如语法不匹配、缺失分号等。
词法分析和语法分析是编译器的前端部分，也是编译器的基础。
词法分析和语法分析的正确性对于后续的优化和代码生成阶段至关重要。
拓展部分：除了词法分析和语法分析，编译原理中还有其他重要的解析过程，例如语义分析、语法制导翻译、中间代码生成等。
语义分析（Semantic Analysis）是对代码进行语义检查的过程。
语义分析器会根据语言的语义规则检查代码中的语义错误，例如类型不匹配、变量声明未使用等。
语义分析还会进行符号表的构建，维护变量和函数的属性信息。
语法制导翻译（Syntax-Directed Translation）是在语法分析的过程中进行语义处理的一种技术。
通过在语法规则中嵌入语义动作（Semantic Action），语法制导翻译可在语法分析的同时进行语义处理，例如求解表达式的值、生成目标代码等。
中间代码生成（Intermediate Code Generation）是将高级语言源代码转换为中间表示形式的过程。
中间代码是一种抽象的表示形式，可以是三地址码、四元式等形式。
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,
编译原理实验报告
编译原理实验报告班级姓名：学号：自我评定：实验一词法分析程序实现一、实验目的与要求通过编写和调试一个词法分析程序，掌握在对程序设计语言的源程序进行扫描的过程中，将字符形式的源程序流转化为一个由各类单词符号组成的流的词法分析方法。
二、实验内容根据教学要求并结合学生自己的兴趣和具体情况，从具有代表性的高级程序设计语言的各类典型单词中，选取一个适当大小的子集。
例如，可以完成无符号常数这一类典型单词的识别后，再完成一个尽可能兼顾到各种常数、关键字、标识符和各种运算符的扫描器的设计和实现。
输入：由符合或不符合所规定的单词类别结构的各类单词组成的源程序。
输出：把单词的字符形式的表示翻译成编译器的内部表示，即确定单词串的输出形式。
例如，所输出的每一单词均按形如（CLASS，VALUE）的二元式编码。
对于变量和常数，CLASS字段为相应的类别码；VALUE字段则是该标识符、常数的具体值或在其符号表中登记项的序号（要求在变量名表登记项中存放该标识符的字符串；常数表登记项中则存放该常数的二进制形式）。
对于关键字和运算符，采用一词一类的编码形式；由于采用一词一类的编码方式，所以仅需在二元式的CLASS字段上放置相应的单词的类别码，VALUE字段则为“空”。
另外，为便于查看由词法分析程序所输出的单词串，要求在CLASS字段上放置单词类别的助记符。
三、实现方法与环境词法分析是编译程序的第一个处理阶段，可以通过两种途径来构造词法分析程序。
其一是根据对语言中各类单词的某种描述或定义（如BNF），用手工的方式（例如可用C语言）构造词法分析程序。
一般地，可以根据文法或状态转换图构造相应的状态矩阵，该状态矩阵同控制程序便组成了编译器的词法分析程序；也可以根据文法或状态转换图直接编写词法分析程序。
构造词法分析程序的另外一种途径是所谓的词法分析程序的自动生成，即首先用正规式对语言中的各类单词符号进行词型描述，并分别指出在识别单词时，词法分析程序所应进行的语义处理工作，然后由一个所谓词法分析程序的构造程序对上述信息进行加工。
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
编译原理词法分析实验报告
编译原理词法分析实验报告实验一词法分析一、实验目的通过设计编制调试一个具体的词法分析程序，加深对词法分析原理的理解。
并掌握在对程序设计语言源程序进行扫描过程中将其分解为各类单词的词法分析方法。
编制一个读单词过程，从输入的源程序中，识别出各个具有独立意义的单词，即基本保留字、标识符、常数、运算符、分隔符五大类。
并依次输出各个单词的内部编码及单词符号自身值。
二、实验内容（1）功能描述：该程序是实现一个词法分析器，词法分析器的功能是输入源程序，输出单词符号。
词法分析器的单词符号常常表示成以下的二元式(单词种别码，单词符号的属性值)。
本实验中，采用的是将单词分为五种的方法。
识别关键字：main、if、int、for、while、do、return、break、continue；单词种别码为1。
标识符：单词种别码为2。
常数：为无符号整形数；单词种别码为3。
运算符：包括：+、-、*、/、=、>、<、>=、<=、!= ；单词种别码为4。
分隔符：包括：,、;、{、}、(、)；单词种别码为5。
（2）程序结构描述：输入：从控制台输入一段源程序代码，对输入的代码进行词法分析,处理：分离出关键字、标识符、数值、运算符和界符。
输出：在词法分析结果表中输出每个单词所在行号、类型以及它所对应的编码。
其中，编码是自定义的,一种类型对应一个编码。
词法分析结果显示在控制台上。
（3）程序设计思路1、定义编码表，用ArrayList集合存放单词，如：关键字、运算符、分界符。
这三种单词是固定的，标示符和数字这两种单词不存放在集合中。
编码表是固定的，只需要初始化一次就够了，所以将集合定义为static类型，使其在类加载时，进行一次初始化。
2、static char allstr[] = new char[100000];该数组用于存储用户从控制台输入的所有字符。
3、//从键盘获取一个一个的字符public char Getchar() {try {ch = (char) System.in.read();} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}return ch;}4、用while循环遍历allstr数组中存放的字符，判断分离出关键字、标示符、数字、运算符、标示符。
编译原理-词法分析
词法分析是编译原理中的重要阶段，负责将源代码分解为词法单元，为后续 的语法分析准备输入。
词法分析的定义和作用
词法分析是编译器的第一阶段，其主要目的是将源代码转换为有意义的词法 单元，如标识符、关键字、操作符等，以便后续的语法分析和语义分析使用。
词法分析的流程
1
扫描
将源代码分割为符号序列。
2
识别
将符号序列映射到相应的词法单元。
归类
将词法单元分为不同的类别，如标识符、关键字、操作符等。
常见的词法分析技术
正则表达式
用于描述词法单元的模式。
有限自动机
用于识别符号序列并生成词法 单元。
词法分析器生成器
自动生成词法分析器的工具。
词法分析的应用场景
词法分析广泛应用于编译器、解释器和语言处理工具等领域，确保源代码的正确解析和语义分析。
词法分析的挑战和解决方案
错误处理
如何处理错误输入和不合法的词法 单元。
性能优化
如何提高词法分析的速度和效率。
跨平台兼容
如何处理不同编程语言和操作系统 的词法规则。
结论和总结
词法分析是编译原理中不可或缺的一部分，对于编译器的正确性和性能有着 重要影响。了解词法分析的流程和技术，可帮助开发者构建更高效的编译器 和语言处理工具。
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中的一个重要组成部分。
它负责将源代码分解成一个个词素（token）。
在进行词法分析过程中，我们需要定义各种词法规则，例如标识符的命名规则、关键字的集合、运算符的定义以及常量的表示方式等。
词法分析器通常使用有限自动机来实现。
有限自动机是一种能接受或拒绝某个输入序列的计算模型。
在词法分析器中，有限自动机可以方便地根据输入字符的不同状态进行相应的转移，直至得到一个完整的词法单元。
在编写词法分析器时，我们通常会先定义各个词法规则，然后将其转化为正则表达式或有限自动机的形式。
接下来，我们会根据这些规则生成一个词法分析器的状态转换图，并使用该图构建词法分析器的代码。
词法分析器的工作过程如下：输入源代码文本，逐个读取字符并根据当前状态进行状态转移。
如果当前字符能够完成一个词法单元的匹配，那么就将当前词法单元输出，并进入下一个状态。
如果当前字符不能完成一个词法单元的匹配，则继续读取下一个字符，直至完成一个词法单元的匹配或遇到非法字符。
通过词法分析器，我们可以将源代码文本转化为一系列的词法单元，例如关键字、标识符、运算符、常量等。
这些词法单元将作为编译器后续阶段的输入，用于进行语法分析和语义分析。
词法分析器是编译器的重要基础工具之一，它能够帮助我们更好地理解和处理源代码。
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。
编译原理实验-词法分析器
编译原理实验-词法分析器⼀、实验⽬的设计、编制、调试⼀个词法分析程序，对单词进⾏识别和编码，加深对词法分析原理的理解。
⼆、实验内容1.选定语⾔，编辑任意的源程序保存在⽂件中；2.对⽂件中的代码预处理，删除制表符、回车符、换⾏符、注释、多余的空格并将预处理后的代码保存在⽂件中；3.扫描处理后的源程序，分离各个单词符号，显⽰分离的单词类型。
三、实验思路对于实验内容1，选择编写c语⾔的源程序存放在code.txt中，设计⼀个c语⾔的词法分析器，主要包含三部分，⼀部分是预处理函数，第⼆部分是扫描判断单词类型的函数，第三部分是主函数，调⽤其它函数；对于实验内容2，主要实现在预处理函数processor()中，使⽤⽂档操作函数打开源程序⽂件(code.txt)，去除两种类型（“//”,“/*…*/”）的注释、多余的空格合并为⼀个、换⾏符、回车符等，然后将处理后的保存在另⼀个新的⽂件(afterdel.txt)中，最后关闭⽂档。
对于实验内容3，打开处理后的⽂件，然后调⽤扫描函数，从⽂件⾥读取⼀个单词调⽤判断单词类型的函数与之前建⽴的符号表进⾏对⽐判断，最后格式化输出。
四、编码设计代码参考了两篇博主的，做了部分改动，添加了预处理函数等1 #include<iostream>2 #include<fstream>3 #include<cstdio>4 #include<cstring>5 #include<string>6 #include<cstdlib>78using namespace std;910int aa;// fseek的时候⽤来接着的11string word="";12string reserved_word[20];//保留13char buffer;//每次读进来的⼀个字符14int num=0;//每个单词中当前字符的位置15int line=1; //⾏数16int row=1; //列数，就是每⾏的第⼏个17bool flag; //⽂件是否结束了18int flag2;//单词的类型192021//预处理函数22int processor(){//预处理函数23 FILE *p;24int falg = 0,len,i=0,j=0;25char str[1000],str1[1000],c;26if((p=fopen("code.txt","rt"))==NULL){27 printf("⽆法打开要编译的源程序");28return0;29 }30else{31//fgets(str,1000,p);32while((c=getc(p))!=EOF){33 str[i++] = c;34 }35 fclose(p);36 str[i] = '\0';37for(i=0;i<strlen(str);i++){38if(str[i]=='/'&&str[i+1]=='/'){39while(str[i++]!='\n'){}40 }//单⾏注释41else if(str[i]=='/'&&str[i+1]=='*'){42while(!(str[i]=='*'&&str[i+1]=='/')){i++;}43 i+=2;44 }//多⾏注释45else if(str[i]==''&&str[i+1]==''){46while(str[i]==''){i++;}47 i--;48if(str1[j-1]!='')49 str1[j++]='';50 }//多个空格，去除空格51else if(str[i]=='\n') {52if(str1[j-1]!='')53 str1[j++]='';54 }//换⾏处理，55else if(str[i]==9){56while(str[i]==9){57 i++;58 }59if(str1[j-1]!='')60 str1[j++]='';61 i--;62 }//tab键处理63else str1[j++] = str[i];//其他字符处理64 }65 str1[j] = '\0';66if((p = fopen("afterdel.txt","w"))==NULL){ 67 printf("can not find it!");68return0;69 }70else{71if(fputs(str1,p)!=0){72 printf("预处理失败！");73 }74else printf("预处理成功！");75 }76 fclose(p);77 }78return0;79 }8081//设置保留字82void set_reserve()83 {84 reserved_word[1]="return";85 reserved_word[2]="def";86 reserved_word[3]="if";87 reserved_word[4]="else";88 reserved_word[5]="while";89 reserved_word[6]="return";90 reserved_word[7]="char";91 reserved_word[8]="for";92 reserved_word[9]="and";93 reserved_word[10]="or";94 reserved_word[11]="int";95 reserved_word[12]="bool";96 }9798//看这个字是不是字母99bool judge_word(char x)100 {101if(x>='a' && x<='z' || x>='A' && x<='Z' ){ 102return true;103 }104else return false;105 }106107//看这个字是不是数字108bool judge_number(char x)109 {110if(x>='0' && x<='9'){111return true;112 }113else return false;114 }115116//看这个字符是不是界符117bool judge_jiefu(char x)118 {119if(x=='('||x==')'||x==','||x==';'||x=='{'||x=='}'){ 120return true;121 }122else return false;123 }124125126//加减乘127bool judge_yunsuanfu1(char x)128 {129if(x=='+'||x=='-'||x=='*')130 {131return true;132 }133else return false;134 }135136//等于赋值，⼤于⼩于⼤于等于，⼩于等于，⼤于⼩于137bool judge_yunsuannfu2(char x)138 {139if(x=='='|| x=='>'||x=='<'||x=='&'||x=='||'){140return true;141 }142else return false;143 }144145146//这个最⼤的函数的总体作⽤是从⽂件⾥读⼀个单词147int scan(FILE *fp)148 {149 buffer=fgetc(fp);//读取⼀个字符150if(feof(fp)){//检测结束符151 flag=0;return0;152 }153else if(buffer=='')154 {155 row++;156return0;157 }158else if(buffer=='\n')159 {160 row=1;161return0;162 }163//如果是字母开头或'_' 看关键字还是普通单词164else if(judge_word(buffer) || buffer=='_')165 {166 word+=buffer;167 row++;168while((buffer=fgetc(fp)) && (judge_word(buffer) || judge_number(buffer) || buffer=='_'))169 {170 word+=buffer;171 row++;172 }173if(feof(fp)){174 flag=0;175return1;176 }177for(int i=1;i<=12;i++){178if(word==reserved_word[i]){179 aa=fseek(fp,-1,SEEK_CUR);//如果执⾏成功，stream将指向以fromwhere为基准，偏移offset（指针偏移量）个字节的位置，函数返回0。
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_实验一_词法分析
实习一词法分析一、实验目的：根据活动状态转换图，设计并实现一个具体的C语言的词法分析程序，加深对词法分析原理的理解。
并掌握在对程序设计语言源程序进行扫描过程中将其分解为各类单词的词法分析方法。
编写一个读单词过程，从输入的源程序中，识别出各个具有独立意义的单词，即基本保留字、标识符、常数、运算符、分隔符五大类。
并依次输出各个单词的内部编码及单词符号自身值。
（遇到错误时可显示“Error”，然后跳过错误部分继续显示）。
二、实验过程1.活动状态转化图2.设计思路本C语言词法分析器使用JAVA语言编写。
（1）C语言词法分析●关键字将C语言32关键字"auto", "double", "int", "struct", "break","else","long", "switch", "case", "enum", "register", "typedef","char", " extern", "return", "union", "const", "float", "short"," unsigned", "continue", "for", "signed", "void","default", "goto","sizeof", "volatile", "do", "if", "while", "static"存储在keyword[]字符串数组中；●专用符号= + -* / ＜＝＞＞＝ == ！= ；：， { } [ ] （ )将读入的字符与ASCLL表进行比较判断；对于像“==”，“<=”等字符进行超前搜索；●空格和空白、制表符和换行符。
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。
(完整)编译原理实验报告(词法分析器 语法分析器)
编译原理实验报告实验一一、实验名称：词法分析器的设计二、实验目的：1，词法分析器能够识别简单语言的单词符号2，识别出并输出简单语言的基本字。
标示符。
无符号整数.运算符.和界符。
三、实验要求：给出一个简单语言单词符号的种别编码词法分析器四、实验原理:1、词法分析程序的算法思想算法的基本任务是从字符串表示的源程序中识别出具有独立意义的单词符号，其基本思想是根据扫描到单词符号的第一个字符的种类，拼出相应的单词符号.2、程序流程图(1）主程序（2）扫描子程序3、各种单词符号对应的种别码五、实验内容:1、实验分析编写程序时，先定义几个全局变量a[]、token[]（均为字符串数组)，c,s( char型)，i,j,k（int型），a［］用来存放输入的字符串,token[]另一个则用来帮助识别单词符号,s用来表示正在分析的字符.字符串输入之后，逐个分析输入字符,判断其是否‘#’,若是表示字符串输入分析完毕，结束分析程序,若否则通过int digit(char c）、int letter(char c）判断其是数字，字符还是算术符,分别为用以判断数字或字符的情况，算术符的判断可以在switch语句中进行，还要通过函数int lookup(char token［])来判断标识符和保留字。
2 实验词法分析器源程序:＃include 〈stdio.h〉＃include <math.h>#include <string。
h>int i,j,k;char c,s,a［20]，token[20]=｛’0’｝;int letter(char s){if（(s〉=97)&&（s〈=122）) return(1);else return（0);｝int digit（char s）｛if（(s〉=48）＆＆（s<=57）) return(1)；else return(0);}void get(){s=a［i];i=i+1；｝void retract()｛i=i-1；}int lookup（char token[20］)｛if（strcmp（token，"while"）==0） return（1）;else if(strcmp(token,"if"）==0) return（2）;else if(strcmp(token,"else”）==0） return(3）;else if（strcmp（token，"switch”)==0） return(4）；else if（strcmp（token,"case")==0） return（5）;else return（0）;｝void main(）｛printf（”please input string ：\n"）；i=0;do{i=i+1；scanf("%c",＆a［i]）;｝while（a[i］!=’#’)；i=1;j=0;get();while(s!=’#')｛ memset(token，0，20);switch（s)｛case 'a':case ’b'：case ’c'：case ’d':case ’e’：case ’f’:case 'g’:case ’h'：case 'i'：case ’j'：case 'k’:case ’l':case 'm’：case 'n':case ’o'：case ’p'：case ’q’：case 'r’:case 's’：case 't’:case ’u’：case ’v’:case ’w’:case ’x'：case ’y':case ’z’：while（letter(s）||digit(s)）{token[j］=s;j=j+1；get()；｝retract();k=lookup（token）;if（k==0)printf（"（%d,％s）”,6,token）;else printf("（%d,—)"，k);break;case ’0':case ’1’:case ’2'：case ’3':case '4’：case '5’：case ’6'：case ’7’：case ’8’:case '9’：while（digit(s）)｛token[j]=s;j=j+1；get（）;｝retract(）;printf(”％d,％s",7,token）；break;case '+'：printf(”（’+',NULL)”）；break;case ’-':printf("（’-'，null）"）;break；case ’＊':printf（”（'＊’，null）"）;break;case '<':get()；if(s=='=’） printf（”（relop,LE)”）；else｛retract(）；printf（"（relop，LT)"）;｝break;case ’='：get（）;if(s=='=’）printf（"(relop,EQ)"）；else{retract（）；printf(”('=',null）”)；｝break；case ’；'：printf（”（；,null)")；break；case ' ’：break；default:printf（"！\n”)；}j=0;get(）；｝ }六：实验结果：实验二一、实验名称：语法分析器的设计二、实验目的：用C语言编写对一个算术表达式实现语法分析的语法分析程序，并以四元式的形式输出，以加深对语法语义分析原理的理解,掌握语法分析程序的实现方法和技术.三、实验原理：1、算术表达式语法分析程序的算法思想首先通过关系图法构造出终结符间的左右优先函数f(a)，g(a）。
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- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
} void main() {
p=0; printf("\n please input string :\n"); do{
ch=getchar(); prog[p++]=ch; }while(ch!='#'); p=0; do { scaner(); switch(syn) {
case 11 : printf("(%d,%d)",syn,sum); break;
case -1 : printf(" error \n"); break;
default: printf("(%d,%s)",syn,token); } }while (syn!=0); } （备注：代码可以运行） 5.实验感想 通过此次实验，学习到了扫描程序的算法思想和具体的源代码的编 写，成功设计，编写，并调试了一个词法分析程序，使我加深了对词法 分析原理的理解，编写程序的过程中也是对学过的c语言的相关知识的 复习，加强了使用c语言编程的熟练程度，一定程度上也提高了自己的 动手能力。
ch=prog[p++]; if(ch == '>') {
syn=21; token[m++] = ch; } else if(ch == '=') { syn=22; token[m++] = ch;
} else{
syn = 20; p--; } break; case '>': m=0;token[m++] = ch; ch=prog[p++]; if(ch == '=') { syn=24; token[m++] = ch; } else{ syn=24; p--; } break; case ':': m=0;token[m++] = ch; ch=prog[p++]; if(ch == '=') {
2.2 各单词符号所对应的种别码
单词符号
种别 单词 种别 码 符号 码
begin
1
:
17
if
2
:= 18
then
3
<
20
while
4
<> 21
do
5
<= 22
end
6
>
23
letter(letter | digit)*
10
>=பைடு நூலகம்
24
digit dihit* 11 =
25
+
12 ;
26
-
14 (
27
*
(2)扫描之程序的算法思想： 首先要设置3个变量：token用来存放构成单词符号的字符串； sum用来存放整型单词； syn用来存放单词符号的种别码。 扫描子程序主要流程图如下：
4.词法分析程序源代码： #include<stdio.h> #include<string.h> #include<ctype.h> char prog[80],token[80]; char ch; int syn,p,m,n,sum;
ch=prog[p++]; if(isalpha(ch)) {
while(isalnum(ch)){ token[m++]= ch ; ch=prog[p++];
} token[m++]='\0'; p--; syn = 10; for(n=0;n<6;n++)
if(strcmp(token,rwtab[n]) == 0) {
char * rwtab[6]={"begin","if","then","while","do","end"}; int scaner(void); int scaner() {
m=0; sum=0; for( n=0;n<8;n++)
token[n]='\0'; ch=prog[p++]; while(isspace(ch))
syn=n+1; break; } } else if(isdigit(ch)){ while(isdigit(ch)) { sum=sum*10+ch-'0'; ch=prog[p++]; } p--; syn=11; }
else switch(ch) { case '<': m=0; token[m++] = ch;
syn=18; token[m++] = ch;
} else{
syn=18; p--; } break; case '+': syn=13; token[0]=ch;break; case '-': syn=14; token[0]=ch;break; case '*': syn=15; token[0]=ch;break; case '/': syn=16; token[0]=ch;break; case '=': syn=25; token[0]=ch;break; case ';': syn=26; token[0]=ch;break; case '(': syn=27; token[0]=ch;break; case ')': syn=28; token[0]=ch;break; case '#': syn=0; token[0]=ch;break; default : syn=-1;
15 )
28
/
16 #
0
2.3 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。 其中：syn 为单词种别码；
token 为存放单词自身的字符； sum 为整型常数。 例如：对源程序 begin x :=9；if x>0 then x := 2*x+1/3; end # 的源文件，经词法分析后 输出如下序列： （ 1，begin）（10，’x’） (18,:=) ( 11,9) (26, ;) (2,if)……
3.词法分析程序的算法思想 该算法的基本任务是从字符串表示的源程序中只别处具有独立意义的单 词符号，其基本思想是根据扫描到单词符号的第一个字符的种类，拼出 相应的单词符号。
（1）主程序示意图
置初值 调用扫描子程序 输出单词二元组 输出串结束？ 结束 是 否
关键字表为一个字符串数组， 其初值如下： char *rwtab[6] = { “begin”,” if”, “then” ,”while”, “do” ,“end”}; 程序中需要用到的变量为syn ,token, sum
编译原理实验报告
课题名称：词法分析
院系：计算机科学系
实验一：词法分析
1. 实验目的 设计，编制并调试一个词法分析程序，加深对词法分析原理的理解。 2. 实验要求
2.1 待分析的简单语言的词法 （1）关键字：
begin if then while do end 所有的关键字都是小写。 （2）运算符和界符： ：= + - * / < <= > >= = ; ( ) # (3) 其他单词标识符（ID）和整型常数（NUM），通过以下正规是 定义： ID= letter(letter | digit)* NUM = digit digit* (4)空白由空白，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。