编译原理-词法分析[整理].pdf
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《编译原理-词法分析》 在软件开发过程中,编译原理是至关重要的一个环节,其中词法分析是编译器的第一步,它负责将源代码分解成一个个有意义的单词元素,为后续的语法分析和语义分析提供基础。这篇文档主要探讨了词法分析器和语法分析器的设计与实现。 词法分析器,也称为扫描器或词法生成器,其任务是识别编程语言中的关键词、标识符、常量、运算符等基本单元,将它们转换成一系列的标记或记号(Token)。在本实验中,设计了一个简单的C语言词法分析器,能够识别诸如`while`、`if`等关键字以及赋值、条件、循环语句。识别的关键字及其对应的识别码被定义,例如`main`对应0,`int`对应1,以此类推,`ERROR`表示解析错误,识别码为-1。 语法分析器,通常采用自顶向下的分析方法,如LL(1)分析,用于验证词法分析后的单词序列是否符合语言的文法规则。实验中使用了LL(1)分析表来构建文法关系,并进行了左递归的消除。LL(1)分析表包括了每个非终结符的First集(起始符号集合)和Follow集(后续符号集合),这些集合帮助确定在解析过程中如何选择下一步的操作。例如,`FIRST(S)`代表起始于S的符号集合,`FOLLOW(S)`代表在S之后可能出现的符号集合。 实验要求设计一个图形界面,用户可以通过该界面输入源代码,然后点击“词法分析”按钮查看分析结果,再点击“语法分析”按钮,观察分析过程和结果。这个界面直观地展示了编译器的工作流程,增强了学习的互动性和理解性。 为了实现词法分析,可以使用状态机或者正则表达式来定义每个单词元素的模式。而语法分析则可以采用递归下降解析法,根据文法规则构建相应的解析函数。例如,程序(S)可以由main()和语句块(K)组成,语句块(K)可以包含一个或多个语句串(C),语句(Y)可以是赋值语句(F)、条件语句(T)或循环语句(X),以此类推。 消除左递归是为了解决在解析过程中可能无限递归的问题。实验中通过拆分文法关系并重新编号,将左递归转化为右递归,使得解析过程更加清晰,避免了无穷递归的情况。 这个实验提供了实践编译原理的基础知识,涵盖了词法分析和语法分析的核心概念,对于深入理解编译器的工作原理以及软件开发过程具有重要意义。通过这样的实验,学生可以更好地掌握编译技术,并为将来编写自己的编译器或解释器打下坚实的基础。
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