词法分析

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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。

词法分析详解课件

词法分析详解课件

GitHub仓库
许多开源的自然语言处理工具都在GitHub上托管和分享,可以作 为学习和研究的资源。
在线教程和课程
各大在线教育平台(如Coursera、Udacity等)提供了丰富的自然 语言处理课程,包括词法分析的详细教程。
学术论文
深入研究词法分析的学术论文,可以在各大学术数据库中检索并阅 读。
05 词法分析的挑战与未来发 展
未登录词问题
总结词
未登录词问题是指分词过程中遇到的新词或未知词,无法被正确识别和分割。
详细描述
在自然语言处理中,未登录词问题是一个常见挑战。由于语言的复杂性和动态性,总会有一些新词或未知词出现 ,导致分词器无法正确识别和分割。解决未登录词问题的方法包括基于规则的方法、基于统计的方法和混合方法 等。
促进多任务处理
词法分析的结果可以用于 多种自然语言处理任务, 如分词、词性标注、句法 分析等。
词法分析的基本原则
一致性
对同一类文本的处理方式 应该保持一致,避免出现 不同的分词结果。
准确性
分词结果应尽可能准确, 减少错误和歧义。
高效性
分词算法应尽可能高效, 以满足大规模文本处理的 实时性要求。
02 词法分析的步骤
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词义消歧
词义消歧是指在对文本进行分词和词性标注后,对同形异义词和多义词进行语义区分的过程 。
同形异义词是指形式相同但意义不同的词语,例如“银行”既可以指代金融机构,也可以指 代河岸边坡。多义词是指具有多个相关联意义的词语,例如“绿色”可以指颜色,也可以指 环保、生态等意义。
词义消歧的方法可以分为基于规则的方法、基于统计的方法和混合方法三种。基于规则的方 法主要依靠人工制定的消歧规则,而基于统计的方法则通过机器学习算法进行消歧。混合方 法则是将基于规则的方法和法分析是自然语言处理中的重要预 处理步骤,它有助于提高文本处理的 精度和效率,为后续的文本理解和生 成提供准确的基础。

现代汉语语法的五种分析方法

现代汉语语法的五种分析方法

现代汉语语法的五种分析方法一、词法分析方法词法分析方法主要研究汉语中各种词类的构成、意义和用法,以及单词的形态变化规律。

它通过对词类、构词法、词义、词型变化规律等的研究,分析单词的构造和使用规律,从而理解句子的结构和语言表达的方式。

词法分析方法是语法研究最基本的方法,是其他语法方法的基础。

二、句法分析方法句法分析方法主要研究汉语中句子的构成、句子成分的排列顺序、句子结构的范式以及句子在语言中的功能等问题。

通过句法分析可以揭示句子的各个成分之间的关系,以及句子的内部结构和语序的规律。

句法分析方法主要包括短语结构语法分析和依存句法分析两种。

三、语义分析方法语义分析方法主要研究汉语中的词义、句义以及上下文对语义的影响等问题。

通过对词汇的义项、义体系的分类和构建、句子的义理解析等研究,揭示语言表达中的含义和信息传递方式。

语义分析方法可以帮助理解句子的意义和人们在交流中的意图。

四、语用分析方法语用分析方法主要研究汉语中语言行为和交际行为的规律,包括语言行为的目的、意图、社会因素对语言行为的影响,以及话语之间的关系和交际规则等。

通过语用分析可以了解句子的使用背景、语言行为的目的以及说话人的意图等,从而准确地理解和使用语言。

五、文体分析方法文体分析方法主要研究汉语的不同文体在语法和语言表达上的差异和特点。

它通过对文体的特征、结构和语言风格等的研究,揭示不同文体的特点和使用规律。

文体分析方法可以帮助我们理解不同文体的表达方式,从而提高我们在不同场合中的语言运用能力。

总之,这五种分析方法可以相互协作,可以全面地揭示汉语语法的各个方面,帮助我们更好地理解和使用汉语。

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。

编译原理-词法分析

编译原理-词法分析
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。

第二章 词法分析

第二章 词法分析

8
单词种别表示单词的种类, (1) 单词种别表示单词的种类,是语法分 析所需要的信息。 析所需要的信息。 一个语言的单词符号如何划分种类、 一个语言的单词符号如何划分种类、分为 几类、如何编码都属于技术性问题, 几类、如何编码都属于技术性问题,主要取 决于处理上的方便。 决于处理上的方便。 通常让每种单词对应一个整数码, 通常让每种单词对应一个整数码,这样可 最大限度地把各个单词区别开来。 最大限度地把各个单词区别开来。
6
(4) 运 算 符 : 如 “ +” 、 “ − ” 、 “ * ” 、 /”、 >”、 <”等 “/”、“>”、“<”等。 (5) 界符:在语言中是作为语法上的分界符 界符: 号使用的, 号使用的 , 如“ , ”、 “ ;” 、 “( ” 、 “ ) ” 等。 一个程序语言的保留字、 一个程序语言的保留字、运算符和界符 的个数是确定的, 的个数是确定的,而标识符或常数的使用则 不限定个数。 不限定个数。
24
终态一般对应一个return( 语句。 终态一般对应一个return( )语句。 return意味着从词法分析器返回到调用段 return意味着从词法分析器返回到调用段 一般指返回到语法分析器。 ,一般指返回到语法分析器。
图2–4 含有分支或回路的状态示意 (a) 含分支的状态 ;(b) 含回路的状态 含分支的状态i; 含回路的状态i
(3,’if’) (1,指向 的符号表入口) 指向i (1,指向i的符号表入口) (4,’=’) (2,’5’) (3,’then’) (1,指向 的符号表入口) 指向x (1,指向x的符号表入口) (4,’:=’) (1,指向 的符号表入口) 指向y (1,指向y的符号表入口) (5,’;’)

词法分析主要内容回顾

词法分析主要内容回顾
的位置和层次。
整体部分关系
指一个词所表达的概念是另一个词所表达的概念的整体或部分。如“汽车”和“轮胎” 、“房屋”和“窗户”。整体部分关系有助于理解事物之间的组成关系和结构关系。
词汇的语义角色与搭配
语义角色
指词汇在句子中所扮演的语义角色,如施事、受事、工具等。不同的语义角色决定了词汇在句子中的 不同作用和地位,对理解句子意思至关重要。
深度学习技术的应用
深度学习技术在自然语言处理领域取得了显著成果,如何 将深度学习技术应用于词法分析并提高其性能是未来的研 究热点。
实时性要求
在一些应用场景中,如实时对话系统、在线翻译等,对词 法分析的实时性要求较高,如何在保证准确性的同时提高 处理速度是未来的重要研究方向。
THANKS
识别文本中的命名实体,如人名、 地名、机构名等,并进行分类标 注。
词法分析在自然语言处理中的地位
基础性
01
词法分析是自然语言处理的基础任务之一,为后续的高级任务
提供基础数据支持。
重要性
02
词法分析的结果直接影响到后续自然语言处理任务的准确性和
效率,因此其重要性不言而喻。
广泛性
03
词法分析在自然语言处理的各个领域都有广泛的应用,如信息
词法分析主要内容回顾
目录 Contents
• 词法分析概述 • 词汇的形态结构 • 词汇的语义关系 • 短语与句子的结构分析 • 自动词法分析技术与方法 • 词法分析的应用领域及挑战
01
词法分析概述
词法分析的定义与作用
定义
词法分析是自然语言处理中的一项基 本任务,旨在对输入的文本进行分词 、词性标注等基本处理,为后续的自 然语言处理任务提供基础数据。
规则模板

现代汉语词法分析知识点整理

现代汉语词法分析知识点整理

现代汉语词法分析知识点整理词法分析是现代汉语语法研究的重要组成部分,它主要关注词的构成、分类、形态变化以及词的语法功能等方面。

以下是对现代汉语词法分析的一些关键知识点的整理。

一、词的构成(一)单纯词单纯词是由一个语素构成的词。

单纯词又可以分为以下几类:1、单音节单纯词,如“天”“地”“人”“走”“跑”等。

2、多音节单纯词:联绵词,包括双声联绵词(如“伶俐”“蜘蛛”)、叠韵联绵词(如“骆驼”“徘徊”)和非双声叠韵联绵词(如“鸳鸯”“马虎”)。

叠音词,如“猩猩”“姥姥”。

音译外来词,如“咖啡”“沙发”“巧克力”。

(二)合成词合成词是由两个或两个以上语素构成的词。

合成词的构成方式主要有以下几种:1、复合式联合型,如“道路”“骨肉”“国家”。

偏正型,如“冰箱”“红花”“飞快”。

补充型,如“提高”“说服”“船只”。

动宾型,如“司机”“管家”“美容”。

主谓型,如“地震”“月亮”“民主”。

2、附加式前加式(前缀+词根),如“老”(老虎、老师)、“第”(第一、第二)。

后加式(词根+后缀),如“子”(桌子、椅子)、“头”(苦头、甜头)、“儿”(鸟儿、花儿)。

3、重叠式完全重叠式,如“姐姐”“哥哥”“刚刚”。

部分重叠式,如“绿油油”“红彤彤”“白茫茫”。

二、词的分类(一)实词实词能够单独充当句法成分,有词汇意义和语法意义。

实词包括名词、动词、形容词、数词、量词、代词、副词。

1、名词,表示人或事物的名称,如“学生”“书本”“北京”。

2、动词,表示动作、行为、心理活动或存在、变化、消失等,如“跑”“想”“有”“发展”。

3、形容词,表示性质、状态等,如“美丽”“聪明”“高”“大”。

4、数词,表示数目或次序,如“一”“二”“第一”“第二”。

5、量词,表示计算单位,如“个”“只”“条”“把”。

6、代词,能代替实词和短语,如“你”“我”“他”“这”“那”。

7、副词,常修饰、限制动词、形容词,表示程度、范围、时间等,如“很”“都”“已经”“常常”。

自然语言处理中的词法分析与句法分析

自然语言处理中的词法分析与句法分析

自然语言处理中的词法分析与句法分析词法分析(Lexical Analysis)是指将一个句子或文本切分成一个个独立的词(Token)的过程。

在自然语言处理中,词法分析主要包括以下几个步骤:1.分词(Tokenization):将文本切分成词。

例如,将句子“我爱自然语言处理”切分成["我", "爱", "自然语言处理"]。

分词可以使用规则、统计方法或机器学习方法进行。

2.词性标注(Part-of-Speech Tagging):为每个词标注其词性。

例如,将词语“自然语言处理”标注为“名词短语”,将词语“爱”标注为“动词”。

词性标注可以使用规则、统计方法或机器学习方法进行。

3.词形还原(Lemmatization):将每个词还原为其基本形式。

例如,将动词的各种时态和语态还原为原形。

词形还原通常使用规则或基于词典的方法。

句法分析(Syntactic Analysis)是指对一个句子的结构进行分析,包括短语结构分析和依存关系分析。

句法分析的目标是确定句子中各词之间的语法关系。

在自然语言处理中,句法分析主要包括以下几个步骤:1.短语结构分析(Phrase Structure Parsing):根据语法规则,将句子分解成短语(Phrase)。

短语结构分析可以使用基于规则的方法(如上下文无关文法)或基于统计的方法(如基于机器学习的方法)。

2.依存关系分析(Dependency Parsing):确定句子中词与词之间的依存关系。

依存关系表示词与词之间的句法关系,如主谓关系、动宾关系等。

依存关系分析可以使用基于规则的方法或基于统计的方法。

词法分析和句法分析是自然语言处理中两个重要的步骤。

词法分析解决了单词划分和词性标注的问题,为后续的句法分析提供了基本的信息。

句法分析则进一步对句子的结构和语法关系进行了深入分析,为理解句子的意义和进行更高级的语义分析奠定了基础。

词法分析

词法分析

1.词法分析分为三部分学习:(1)词法分析程序的设计(2)词法分析器的手工构造(3)词法分析程序的自动构造工具(LEX)词法分析有双重含义:(1)立法:规定单词形成的规则(2)执法:根据构词规则识别输入序列2.词法分析程序的功能:源程序——词法分析器——单词序列扫描器的任务:(1)组织源程序的输入(2)识别单词,转化为内部表示(3)删除注释、空格及无用符号(4)查填符号表(5)检查词法错误3.程序语言单词的分类:(1)关键字(保留字)(2)标识符:用来表示各种名字(3)字面常数(字面量)要区别字面量与常量(4)运算符(5)分界符4.词法分析器的输出(词类编码,单词自身的属性值)词法分析输出的是TOKEN字,并填写符号表,TOKEN和符号表示不同的。

因此,一般将词法分析器识别出的序列称为记号流。

源程序——>词法分析——>符号表、TOKEN字、错误信息词类编码原则:关键字一字一码:常数一类一码;标识符一类一码;界符和算符一符一码。

关键字、算符、界符,它们的此类编码就可以表示其完整的信息,因此其单词自身属性为空。

对于标识符,属性填符号表的入口指针;对常数,属性填常数表的入口指针。

5.词法分析器有三种工作方式:P17(1)作为语法分析器的子程序(2)词法分析器进行单独的一遍扫描(3)与语法分析器并行工作:上述两种均是串行工作方式,效率不够高。

改让词法分析器和语法分析器以生产\消费的形式并行工作(队列,流水线的方式工作)。

6.为了构造词法分析器,要研究构词法,每种词类的构词模式,识别它的数学模型——有穷自动机。

7.手工构造识别单词的DFA:对于每一种单词(关键字,标识符,整数)都要分别构造识别其的DFA。

编写词法分析程序:根据画出的状态转换图构造词法分析程序,每个状态对应一段程序,完成到达此状态的工作;词法分析程序的控制程序模拟状态转换图的状态转换。

8.单词的结构用正规式描述:9.正规式——>NFA——>DFA——>min DFA用LEX建立词法分析程序的过程:LEX源程序lex.l——>LEX编译器——>Lex.yy.c——>C编译器——>a.out输入流——> a.out——>单词序列10.产生和识别单词的规则称为模式按照某个规则或模式识别出的元素称为记号(token)而单词是指被识别出的元素自身的值11.词法分析器是编译器中唯一与源程序打交道的部分,可以认为是整个编译器的预处理器。

词法分析报告

词法分析报告

编译原理实验报告实验一词法分析程序的设计与实现指导教师:姓名:学号:班级:一、实验目的基本掌握计算机语言的词法分析程序的开发方法。

二、实验内容编制一个能够分析三种整数、标识符、主要运算符和主要关键字的词法分析程序。

三、实验要求1.根据以下的正规式,编制正规文法,画出状态图;标识符<字母>(<字母>|<数字字符>)*十进制整数0 | (1|2|3|4|5|6|7|8|9) (0|1|2|3|4|5|6|7|8|9)*八进制整数0 (0|1|2|3|4|5|6|7) (0|1|2|3|4|5|6|7)*十六进制整数0 (x|X) (0|1|2|3|4|5|6|7|8|9|a|b|c|d|e|f) (0|1|2|3|4|5|6|7|8|9|a|b|c|d|e|f)*运算符和分隔符+ - * / > < = ( ) ;关键字if then else while do2.根据状态图,设计词法分析函数int scan( ),完成以下功能:(1)从输入流(键盘或文件)读入数据,分析出一个单词。

(2)返回单词种别(用整数表示),(3)返回单词属性(不同的属性可以放在不同的全局变量中)。

3.编写测试程序,循环调用函数scan( ),每次调用,获得一个单词的信息。

在测试程序中,打印输出单词种别、属性(注意:不要在词法分析函数scan 中打印输出!)。

四、实验环境微型计算机。

Windows 操作系统/Linux 操作系统。

编程语言:C/C++/Java/C#。

建议使用Visual C++/Netbeans/Eclipse 集成开发环境。

五、实验步骤1. 根据状态图,设计词法分析算法2. 设计函数scan( ),实现该算法3. 编制测试程序(在本试验中,可以是主函数main( ) )。

4. 调试程序:输入一组单词,检查输出结果。

六、状态图七. 测试数据:0 92+data> 0x3f00 while八.测试结果九,思考题1.词法分析能否采用空格来区分单词?答:不能,因为比如abc+bcd中没有空格,但这是三个单词。

编译原理词法分析

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。

词法分析的名词解释

词法分析的名词解释

词法分析的名词解释词法分析是编译器设计中的重要环节之一,也是理解和分析程序语言的起点。

本文将对词法分析这一概念进行深入解释,从定义、作用、步骤等角度进行论述。

一、定义词法分析,又被称为扫描器或词法扫描器,是编译器中的一个阶段,其目的是将程序代码转化为一个个有意义的单词或记号(Token),并为之分配相应的词法单元。

换言之,词法分析就是将输入的字符序列分割成一个个有独立含义的单元。

二、作用词法分析的作用是为编译器对程序进行后续处理提供基础。

在编译器的工作流程中,词法分析是首个执行的步骤,它负责将源代码按照语法规则进行单词划分,方便后续步骤对程序结构和语义的分析。

词法分析的作用主要有以下几个方面:1. 标记化:将程序代码划分为有限个词法单元,为后续处理提供便利;2. 错误检测与恢复:识别出非法的单词或字符序列,并提供错误处理机制,如给出错误提示或忽略错误部分,保证程序的正常处理;3. 符号表生成:收集并存储程序中出现的标识符、常量等信息,为语义分析和中间代码生成提供数据支持。

三、步骤词法分析的步骤主要包括以下几个阶段:1. 去除空白符和注释:将程序代码中的空格、制表符、换行符等无实际意义的字符过滤掉,并将注释部分剔除;2. 词素划分(Lexical Analysis):将程序代码划分为一个个词法单元,将其按照事先定义好的语法规则进行拆分和识别;3. 执行模式匹配(Pattern Recognition):根据已定义的正则表达式或有穷自动机,将词法单元与模式进行匹配;4. 记号生成(Token Generation):为每个词法单元生成记号,并为之分配相应的词法单元;5. 错误处理(Error Handling):对于识别出的非法单词或字符序列,触发错误处理机制,如错误提示或忽略错误部分。

四、常见的词法单元类型词法单元是指词法分析的最小单位,也即程序代码中有独立含义的最小单元。

在编程语言中,常见的词法单元类型包括以下几种:1. 标识符(Identifier):代表程序中的变量名、函数名等标识符;2. 关键字(Keyword):具有特殊含义的固定标识符,用于表示特定语法结构或功能;3. 常量(Constant):固定值的表示,包括整数、浮点数、字符串等;4. 运算符(Operator):用于进行各种运算操作的符号,如加号、减号、乘号等;5. 界符(Delimiter):用于界定语法结构的符号,如括号、分号、逗号等。

词法分析

词法分析

正规式和正规集的递归定义: 1) ε 和 Φ 都是 ∑ 上的正规式,它们所表示的正规集 分别为 {ε} 和 Φ; 2) 任何 a∈∑, a 是 ∑ 上的一个正规式,它所表示的 正规集为 {a}; 3) 假定 e1 和 e2 都是 ∑ 上的正规式,它们所表示的 正规集分别记为 L(e1)和 L(e2),则: e1|e2、e1e2 和(e1)* 也都是正规式,它们所表示 的正规集分别为 L(e1)∪L(e2)(或)、L(e1)L(e2) (连接积)和(L(e1))*(闭包),优先级为闭包、连 接积、或。 仅由有限次使用上述三步骤而得到的表达式才是∑上的正 规式。仅由这些正规式所表示的字集才是∑上的正规集。 12
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正规式的等价
若两个正规式所表示的正规集相同,则认为二者等价。 两个等价的正规式 R1 和 R2 记为 R1=R2。 【例如】 (a|b)* = (a*|b*)* b(ab)* = (ba)* b
15
正规式的性质:
令 A、B和C均为正规式,有下列关系成立: A|B = B|A A|(B|C)=(A|B)|C 交换律 结合律
20
【例 】将描述标识符的正规式R=l(l|d)*转 换成相应的正规文法
令 S 是文法开始符号,根据规则(2)变换为 Sl(l|d)* 根据规则(3)变换为 SlA A(l|d)* 根据规则(4)变换为 SlA A(l|d)A A->ε B(l|d)B B->ε 进一步变换为 SlA AlA|dA|ε
词法分析器所输出的单词符号常常表示成如下的二元式: (单词种别,单词符号的属性值) 1. 单词种别(它是语法分析需要的信息) 通常用整数编码。 一个语言的单词符号如何分种,分成几种,怎样编码, 是一个技术性的问题。它主要取决于处理上的方便。 标识符一般统归为一种。 常数则按类型分种。 关键字可将其全体视为一种,也可以一字一种。采用 一字一种的分法实际处理起来较为方便。运算符可采 用一符一种的分法,但也可以把具有一定共性的运算 符视为一种。 至于界符一般用一符一种的分法。

编译原理 第五章 词法分析

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。

编译原理第三版课后答案

编译原理第三版课后答案

编译原理第三版课后答案1. 词法分析。

1.1 什么是词法分析?它的作用是什么?词法分析是编译过程中的第一个阶段,它的主要作用是将源代码中的字符序列转换成单词(Token)序列,同时识别出每个单词的种类(标识符、关键字、常数、运算符等)。

词法分析的结果将作为语法分析的输入,为后续的语义分析和代码生成提供基础。

1.2 词法分析的主要步骤有哪些?词法分析的主要步骤包括扫描、识别和归类。

首先,词法分析器会从源代码中逐个读取字符,并将它们组合成单词。

然后,词法分析器会根据事先定义好的词法规则,识别出每个单词的种类,并将其归类为相应的Token。

1.3 请简要介绍一下有限自动机(DFA)在词法分析中的应用。

有限自动机(DFA)是词法分析中常用的一种工具,它可以根据事先定义好的状态转移规则,对输入的字符序列进行逐个扫描,并最终确定每个单词的种类。

DFA具有高效、简洁的特点,能够快速地识别出单词,并将其转换成Token序列。

2. 语法分析。

2.1 什么是语法分析?它的作用是什么?语法分析是编译过程中的第二个阶段,它的主要作用是将词法分析得到的Token序列转换成抽象语法树(AST),同时检查源代码中是否存在语法错误。

语法分析的结果将为后续的语义分析和代码生成提供基础。

2.2 语法分析的主要步骤有哪些?语法分析的主要步骤包括识别、分析和构建。

首先,语法分析器会从词法分析得到的Token序列中逐个读取Token,并根据语法规则进行识别和分析。

然后,语法分析器会根据语法规则构建抽象语法树,以表示源代码的结构和语法关系。

2.3 请简要介绍一下递归下降分析法在语法分析中的应用。

递归下降分析法是语法分析中常用的一种方法,它通过递归地调用自身来分析源代码的语法结构。

递归下降分析法具有简单、直观的特点,能够方便地根据语法规则构建抽象语法树,并且易于与语法规则进行对应。

3. 语义分析。

3.1 什么是语义分析?它的作用是什么?语义分析是编译过程中的第三个阶段,它的主要作用是对源代码进行语义检查,并为后续的代码生成和优化提供基础。

词法分析知识点总结

词法分析知识点总结

词法分析知识点总结一、词法分析的基本概念1. 词法分析的定义词法分析是自然语言处理和计算机语言处理中的一个重要领域,它涉及到研究自然语言的词法结构、词法规则、单词辨识和语言模式匹配等内容。

通过词法分析,我们可以更好地理解和解释文本中的语言现象,处理和管理大量的文本数据,并且可以进行文本分类、关键词提取、信息检索和语言模式匹配等各种应用。

2. 词法分析的基本任务词法分析的基本任务包括:单词辨识、分词和断句。

单词辨识是指根据相应的词法规则将文本中的单词和标点符号识别出来;分词是指将文本按照相应的语言规则进行分割,形成一个个有意义的词单元;断句是指将文本按照相应的语言规则进行分割,形成一个个有意义的句子。

3. 词法分析的基本方法词法分析的基本方法包括:基于规则的词法分析和基于统计的词法分析。

基于规则的词法分析是指根据语言的词法规则和语法规则,通过对文本进行分析和处理,得到相应的词法信息;基于统计的词法分析是指根据大量的语料库数据,通过统计分析和机器学习等技术,得到文本中的词法信息。

4. 词法分析的基本原理词法分析的基本原理包括:正则表达式、自动机理论和语言模型。

正则表达式是一种描述文本模式的表达式,通过对文本进行匹配和识别,得到相应的词法信息;自动机理论是一种描述文本结构的理论,通过对文本进行分析和处理,得到相应的词法信息;语言模型是一种描述文本语言现象的模型,通过对文本进行建模和分析,得到相应的词法信息。

二、词法分析的相关知识点1. 词法规则的设计词法规则是词法分析的基础,它包括:单词的形态、语义和用法规则。

单词的形态规则是指单词的结构、词根、词缀、词性和语法等规则;单词的语义规则是指单词的含义、词义和搭配等规则;单词的用法规则是指单词的用法、谓词、主语、宾语和修饰等规则。

2. 分词和断句的处理方法分词和断句是词法分析的基本任务,它包括:正向最大匹配、逆向最大匹配、最短路径匹配和动态规划匹配。

正向最大匹配是指从文本的左边开始匹配,匹配长度最大的词;逆向最大匹配是指从文本的右边开始匹配,匹配长度最大的词;最短路径匹配是指通过路径规划算法,得到最短路径匹配结果;动态规划匹配是指根据文本的属性和上下文,得到最佳的匹配结果。

工学第四章词法分析1课件

工学第四章词法分析1课件

内部字符串
整数值
数值
0或1 内部字符串
-
-
-
-
…..
-
-
-
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计算机教研室
考虑下述C++代码段:while (i>=j) i--; 经词法分析器处理后,它将被转换为如下的单词符号 序列: <while, -> <(,-> <id,指向i的符号表项的指针> <>=,-> <id,指向j的符号表项的指针> <),-> <id,指向i的符号表项的指针> <--,-> <;,->
点,另一个为句末符。所以一直搜索到这里 才能区分开1 句是DO语句,3语句是赋值句。 语句2、4主要区别在于右括号之后的第一个字符:一个 为字母,另一个为等号。所以也只能搜索到该字符才能得 到语句2是IF语句,语句4是赋值句。
2024/7/22
第四章:词法分析
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计算机教研室
4.2单词的描述工具
的值。标识符单列一种。常数按类型分种类。
2024/7/22
第四章:词法分析
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计算机教研室
1)按单词种类分类
单词名称
类别编码 单词值
标识符
1
无符号常数(整)
2
无符号浮点数
3
布尔常数
4
字符串常数
5
保留字
6
分界符
7
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第四章:词法分析
内部字符串 整数值 数值 0或1 内部字符串 保留字或内部编码 分界符或内部编码
任何a∈Σ, a是Σ上的一个正规式,它所表示的正规集为

词法分析

词法分析

词法分析(字符串分析)词法分析是编译器实现的第一步。

主要是分析输入的源程序(字符串),输出该字符串中出现的所有的合法的单词。

例如:int a = 3 + 5;经过词法分析会输出int,a,=,3,+,5和;这七个单词。

实现词法分析器的官方做法是:1.写出各个单词的正规式(正则表达式);2.根据正规式构造NFA(不确定的有限自动机);3.将NFA转换DFA(确定的有限自动机);4.根据DFA就可以实现词法分析器,写出程序。

下面用实例来说明上面的各个步骤:假设我们要实现一个很简单的脚本,该脚本中只有两种类型的单词,一种就是变量,变量名的规则就是以字母开头后面紧跟0个或多个字母或数字的的字符串,如 a 和a12d3 等;另一种就是操作符,很简单只有&,|,~,(,),==,!= 这几个。

给出几个脚本的实例:result1 & result2,rst1&(rst2|rst3),answer1 | (~answer2)。

按照上面的步骤,让我们来看一下如何实现这个词法分析器:第一步:写出正规式变量的正规式是:letter(letter|digit)*操作符的正规式:&,|,~,(,)。

由于操作符都是固定字符的,所以正规式就是它本身。

第二步:根据正规式构造NFA正规式构造NFA的基础是先构造正规式中每个字符的NFA,如变量的正规式中只有两个字符letter 和digit,他们的正规式分别是:根据构造|形式的NFA的公式可以构造letter|digit 的NFA如下图:(letter|digit)*的NFA为:letter(letter|digit)*的NFA为:第三步:将NFA转换为DFA先是将所有通过ε可以到达的状态合并,由上图NFA可以看出1,2,3,4,6,9都是通过ε可以直接用箭头连接的,以此类推5,8,9,3,4,6和7,8,9,3,4,6都是可以合并称一个状态的,如下图:此图用新的DFA表示如下:由于生成的DFA的状态过多,需要将上面的DFA最小化,生成状态数最少的DFA,最小化DFA的过程就是将那些无论怎样转换都仍然转换到本组合内部的状态组合合并,如上图{B,C,D}这三个状态组合称状态组无论经过letter还是digit转换都仍然转换到该组合,那么就可以将这三个状态合并,如下图:用新状态表示为:脚本中变量的DFA已经构造好了。

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else if(ch=='#') syn=0; return 0; }
int main() {p=0;
cout<<"请输入源程序: \n"; do {cin>>ch;
prog[p++]=ch; }while(ch!='#');
q=p; p=0; do {
scaner(); switch(syn) { case 3: cout<<"(3,"<<sum<<")\n";break;
实验二:词法分析
一、实验目的: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。(遇到错误时可显示“Error”,然后跳过错误部分继续显示)
二、估计实验时间:1.课余准备 15 小时;2.上机二次 4 小时;3.完成实验报告 5 小时。
还是简单的。因此要认真把握这个过渡期的练习。程序规模大概为 200 行。本实验和以后的
实验相关。通过练习,掌握对字符进行灵活处理的方法。
(五)为了能设计好程序,主意以下事情:
1.模块设计:将程序分成合理的多个模块(函数),每个模块做具体的同一事情。
2.写出(画出)设计方案:模块关系简图、流程图、全局变量、函数接口等。
int scaner() {
for(n=0;n<8;n++) token[n]=NULL; ch=prog[p++]; if((ch>='A'&&ch<='Z')||( ch>='a'&&ch<='z')) { m=0;
while((ch>='A'&&ch<='Z')||(ch>='a'&&ch<='z')) {token[m++]=ch; ch=prog[p++]; for(n=0;n<8;n++) if(strcmp(token,rwtab[n])==0) { syn=1;//syn=n+1; token[m++]='\0'; p--; return 0; }
int a,b; a = 10; b = a + 20; } 要求输出如右图。 要求: 识别保留字:if、int、for、while、do、return、break、continue 其他的都识别为标识符; 常数为无符号整形数; 运算符包括:+、-、*、/、=、>、<、>=、<=、!= 分隔符包括:,、;、{、}、(、) 以上为参考,具体可自行增删。
三、实验过程和指导:
(一)准备:1.阅读课本有关章节,花一周时间明确语言的语法,写出基本保留字、标识符、
常数、运算符、分隔符和程序例。2.初步编制好程序。3.准备好多组测试数据。
(二)上课上机:将源代码拷贝到机上调试,发现错误,再修改完善。第二次上机调试通过。
(三)程序要求:
程序输入/输出示例: 如源程序为 C 语言。输入如下一段: main() {
else if(ch>='0'&&ch<='9') { sum=0;
while(ch>='0' && ch<='9') {
sum=sum*10+ch-'0'; ch=prog[p++]; } p--; syn=3;//syn=11; } else if(ch==';' ||ch=='('||ch==')'||ch==',') syn=5;
(2,”main”) (5,”(“) (5,”)“) (5,”{“) (1,”int”) (2,”a”) (5,”,”) (2,”b”) (5,”;”) (2,”a”) (4,”=”) (3,”10”) (5,”;”) (2,”b”) (4,”=”) 0.定义部分:定义常量、变量、数据结构。 1.初始化:从文件将源程序全部输入到字符缓冲区中。 2.取单词前:去掉多余空白。
} token[m++]='\0'; p--; syn=2;
return 0; }
if((ch=='+')||(ch=='-')||(ch=='*')||(ch=='/')||(ch=='=')||(ch=='>=')||(ch=='<=')||ch=='<'||ch=='>') { syn=4; token[0]=ch; token[1]='\0'; return 0; }
3.编程时注意编程风格:空行的使用、注释的使用、缩进的使用等。
四、上交: 1.程序源代码; 2.已经测试通过的测试数据 3 组(全部存在一个文本文件中,以“第一组输入/输出/第二组 输入/输出/第三组输入/输出”的顺序存放); 3.实验报告: (1)功能描述:该程序具有什么功能? (2)程序结构描述:函数调用格式、参数含义、返回值描述、函数功能;函数之间的调用 关系图、程序总体执行流程图(参考课本第二章)。 (3)实验过程记录:出错次数、出错严重程度、解决办法摘要。 (4)实验总结:你在编程过程中花时多少?多少时间在纸上设计?多少时间上机输入和调 试?多少时间在思考问题?遇到了哪些难题?你是怎么克服的?你对你的程序的评价?你 的收获有哪些? #include<stdio.h> #include<string.h> #include<iostream.h> char prog[80],token[8]; char ch; int syn,p,q,m=0,n,sum=0; char *rwtab[8]={"int","if","for","while","do","return","break","main"};//种别码 1 char *operat[9]={"+","-","*","/",">","<",">=","<=","="};// 4
case -1: cout<<"error!"; break; case 4: cout<<"(4,"<<ch<<")"<<endl;break;
(4,”+”) (3,”20”) (5,”;”) (5,”}“)
3.取单词后:去掉多余空白(可选,看着办)。
4.取单词:利用实验一的成果读出单词的每一个字符,组成单词,分析类型。(关键是如何
判断取单词结束?取到的单词是什么类型的单词?)
5.显示结果。
(四)练习该实验的目的和思路:
程序开始变得复杂起来,可能是大家以前编过的程序中最复杂的,但相对于以后的程序来说
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