180110115-方澳阳-实验一词法分析1

《编译原理》实验报告-2020 秋 本次实验主要关注的是词法分析这一编译原理的重要环节，由计算机科学与技术专业的学生方澳阳完成。实验旨在通过设计和实现一个C语言的词法分析程序，帮助学生深入理解词法分析的功能和实现方法，增强对高级语言，特别是C语言文法的认识，并了解有穷自动机、编码表和符号表在编译过程中的应用。 实验采用了C++作为编程语言，利用Clion2020.2作为开发环境。实验流程主要包括四个步骤：通过`read_program()`函数从文本文件中读取C语言源程序；接着，初始化C语言的种别码，即编码表；然后，运用`getNext()`函数逐个读取字符，由`scanner()`扫描器根据字符判断并转化为相应的token；遍历所有token，将标识符存入符号表，并初始化其他字段。 实验内容中，词法规则采用了正则表达式来描述不同类型的词素，如标识符、关键字、常数和运算符。对于标识符和关键字，实验使用了特定的文法描述，涵盖了字母、数字和下划线的组合。常数的文法描述包括整数和浮点数，而运算符的文法描述则包括各种算术、比较和逻辑运算符。为了实现词法分析，设计了有穷自动机，分别用于检测标识符、关键字、常数、分界符和特殊运算符。 编码表是实验的核心部分，列出了C语言中所有的关键字、运算符和特殊符号，每个符号都有对应的编码，这有助于程序识别和处理。例如，'auto'编码为1，'break'编码为26，'='编码为51等。此外，还定义了Token串的存储结构，使用动态数组`vector<pair<int,string>>`，其中`pair.first`表示词法单元的类型，`pair.second`存储对应的词法串。标识符和常数等信息会被记录在符号表中，以便后续的语法分析阶段使用。 通过这个实验，学生能够实际操作词法分析的过程，加深对编译原理中词法分析这一基础概念的理解，同时提高编程实现能力，为后续的语法分析和编译器设计打下坚实基础。实验不仅锻炼了学生的理论知识应用，也强化了其解决实际问题的能力。