简单词法分析器
词法分析器原理

词法分析器原理词法分析器(Lexical Analyzer)是编译器中的重要组成部分,用于将输入的源代码分解为一个个词法单元(Token),为语法分析器(Syntax Analyzer)提供分析的基础。
本文将介绍词法分析器的原理和工作流程。
一、概述词法分析器通过扫描源代码字符流,并识别出其中的合法词法单元。
它将源代码转化为一个个标识符、关键字、常数、运算符等基本构件,以供后续阶段进行进一步的处理和分析。
二、工作原理1. 自动机词法分析器通常使用有限自动机(Finite Automaton)来实现。
有限自动机由一系列状态组成,每个状态所接受的输入决定了自动机的状态转移。
利用状态转移规则,自动机可以根据输入字符逐步分析源代码并产生相应的词法单元。
2. 正则表达式为了方便描述词法分析器对输入的词法单元进行匹配,可以使用正则表达式。
正则表达式是一种描述字符模式的工具,它可以定义一类字符串的集合。
词法分析器将正则表达式与状态机相结合,通过模式匹配的方式识别输入字符流中的词法单元。
3. 词法规则词法分析器通过预先定义的词法规则来描述源代码中的不同词法单元。
例如,某个编程语言的词法规则可能包含关键字、标识符、数字、字符串等。
词法规则的定义中常常使用正则表达式来指定某个词法单元的模式。
4. 符号表为了方便后续的语义处理和编译过程,词法分析器通常会维护一个符号表(Symbol Table)。
符号表记录了源代码中出现的标识符、常量等信息,以供后续的语法分析和语义分析使用。
三、工作流程词法分析器的工作流程可以分为以下几个步骤:1. 读取源代码字符流,并初始化状态机。
2. 通过状态转移规则,逐个输入字符进行状态转移,直到达到某个终止状态。
3. 判断当前状态是否为某个词法单元的终止状态,如果是,产生相应的词法单元,并将其记录在符号表中。
4. 继续读取源代码字符流,重复以上过程,直到扫描完整个源代码。
五、总结词法分析器作为编译器的重要组成部分,负责将源代码分解为一个个词法单元,并提供给语法分析器进行进一步的处理。
一个简单的词法分析器

实验一词法分析程序设计与实现一、实验目的:加深对词法分析器的工作过程的理解;加强对词法分析方法的掌握;能够采用一种编程语言实现简单的词法分析程序;能够使用自己编写的分析程序对简单的程序段进行词法分析。
二、实验内容:自定义一种程序设计语言,或者选择已有的一种高级语言(C语言),编制它的词法分析程序。
词法分析程序的实现可以采用任何一种编程工具。
三、实验要求:1. 对单词的构词规则有明确的定义;2. 编写的分析程序能够正确识别源程序中的单词符号;3. 识别出的单词以<种别码,值>的形式保存在符号表中;4. 词法分析中源程序的输入以.c格式,分析后的符号表保存在.txt文件中。
5. *对于源程序中的词法错误,能够做出简单的错误处理,给出简单的错误提示,保证顺利完成整个源程序的词法分析;6. 实验报告要求用自动机或者文法的形式对词法定义做出详细说明,说明词法分析程序的工作过程,说明错误处理的实现*。
四、实验学时:12学时五、实验步骤:1. 定义目标语言的可用符号表和构词规则;2. 依次读入源程序符号,对源程序进行单词切分和识别,直到源程序结束;3. 对正确的单词,按照它的种别以<种别码,值>的形式保存在符号表中;4. *对不正确的单词,做出错误处理*。
词法分析(Lexical Analysis) 是编译的第一阶段。
词法分析器的主要任务是读入源程序的输入字符、将他们组成词素,生成并输出一个词法单元序列,每个词法单元对应一个词素。
这个词法单元序列被输出到语法分析器进行语法分析。
知识储备词法单元:由一个词法单元名和一个可选的属性值组成。
词法单元名是一个表示某种词法单位的抽象符号,比如一个特定的关键字,或者代表一个标识符的输入字符序列。
词法单元名字是由语法分析器处理的输入符号。
模式:描述了一个词法单元的词素可能具有的形式。
词素:源程序中的一个字符序列,它和某个词法单元的模式匹配,并被词法分析器识别为该词法单元的一个实例。
词法分析器实验报告

词法分析器实验报告引言:词法分析器(Lexical Analyzer)是编译器的重要组成部分,其主要任务是将源代码转化为一个个独立的词法单元,为语法分析器提供输入。
在本次实验中,我们设计并实现了一个简单的词法分析器,通过对其功能和性能的测试,评估其在不同场景下的表现。
实验目的:1. 确定词法分析器的输入和输出要求;2. 通过构建适当的正则表达式规则,匹配不同类型的词法单元;3. 实现一个高效的词法分析器,确保在处理大型源代码时性能不受影响;4. 对词法分析器的功能和性能进行测试和评估。
实验过程:1. 设计词法分析器的接口:1.1 确定输入:源代码字符串。
1.2 确定输出:词法单元流,每个词法单元包含类型和对应的字符串值。
2. 构建正则表达式规则:2.1 识别关键字:根据编程语言的关键字列表构建正则表达式规则,将关键字与标识符区分开。
2.2 识别标识符:一般由字母、下划线和数字组成,且以字母或下划线开头。
2.3 识别数字:整数和浮点数可以使用不同的规则来识别。
2.4 识别字符串:使用引号(单引号或双引号)包裹的字符序列。
2.5 识别特殊符号:各类操作符、括号、分号等特殊符号需要单独进行规则设计。
3. 实现词法分析器:3.1 读取源代码字符串:逐个字符读取源代码字符串,并根据正则表达式规则进行匹配。
3.2 保存词法单元:将匹配到的词法单元保存到一个词法单元流中。
3.3 返回词法单元流:将词法单元流返回给调用者。
4. 功能测试:4.1 编写测试用例:针对不同类型的词法单元编写测试用例,包括关键字、标识符、数字、字符串和特殊符号。
4.2 执行测试用例:将测试用例作为输入传递给词法分析器,并检查输出是否和预期一致。
4.3 处理错误情况:测试词法分析器对于错误输入的处理情况,如非法字符等。
5. 性能测试:5.1 构建大型源代码文件:生成包含大量代码行数的源代码文件。
5.2 执行词法分析:使用大型源代码文件作为输入,测试词法分析器的性能。
分析器的名词解释

分析器的名词解释分析器(Analyzer)是计算机科学领域中的一个重要概念,它是指一种用于对输入的数据进行处理、解析和分析的工具或程序。
在各个领域中,分析器广泛应用于数据处理、自然语言处理、编译器设计、网络安全等方面。
一、分析器的定义和作用分析器是一种具有实时处理能力的程序,它能够将输入的数据按照预定义的规则解析并进行相应的分析。
其主要作用是将复杂的输入数据转换为有意义的信息,以便进行进一步的处理或提供给其他系统使用。
分析器常常在一个系统中扮演着重要的角色,起到数据过滤、提取、检测、报告等功能。
以编译器为例,编译器中的词法分析器(Lexical Analyzer)和语法分析器(Syntax Analyzer)是两个常见的分析器类型。
词法分析器负责将源代码按照词法规则分解为一系列的标记(Token),而语法分析器则进一步将这些标记组织成语法树,以便进行语义分析和代码生成。
这是编译器中处理源代码的重要环节。
二、分析器的种类和应用1. 词法分析器(Lexical Analyzer):词法分析器负责将输入的字符序列转换为具有语法含义的词素,即标记。
在编译器设计中,词法分析器通常是编译器的第一个阶段,它将源代码字符流转换为一系列的标记,供后续的语法分析器使用。
词法分析器也常用于文本处理和自然语言处理等领域。
2. 语法分析器(Syntax Analyzer):语法分析器是编译器的另一个重要组成部分,它将词法分析器生成的标记组织成语法树,并根据指定的语法规则进行分析和处理。
语法分析器通常也被称为解析器(Parser),它可以用于编译器、解释器、语法检查器等领域。
3. 数据分析器(Data Analyzer):数据分析器用于对大量的数据进行处理和分析,从中挖掘有意义的信息和模式。
数据分析器可以应用于各种领域,如金融、市场调研、医疗、运输等,帮助人们发现数据中的关联性、趋势性和异常情况,并为决策提供支持。
4. 安全分析器(Security Analyzer):安全分析器是网络安全领域常用的工具,用于分析和检测网络中的安全威胁、漏洞和攻击行为。
用C语言实现简单的词法分析器

⽤C语⾔实现简单的词法分析器词法分析器⼜称扫描器。
词法分析是指将我们编写的⽂本代码流解析为⼀个⼀个的记号,分析得到的记号以供后续语法分析使⽤。
词法分析器的⼯作是低级别的分析:将字符或者字符序列转化成记号.。
要实现的词法分析器单词符号及种别码对照表:单词符号#begin if then while do End+-*/:: =种别码0123456131415161718单词符号<<><=>>==;()Letter(letter|digit)digit digit*种别码2021222324252627281011#include<stdio.h>#include<string.h>char input[200];//存放输⼊字符串char token[5];//存放构成单词符号的字符串char ch; //存放当前读⼊字符int p; //input[]下标int fg; //switch标记int num; //存放整形值//⼆维字符数组,存放关键字char index[6][6]={"begin","if","then","while","do","end"};main(){p=0;printf("please intput string(End with '#'):\n");do{ch=getchar();input[p++]=ch;}while(ch!='#');p=0;do{scaner();switch(fg){case 11:printf("( %d,%d ) ",fg,num);break;case -1:printf("input error\n"); break;default:printf("( %d,%s ) ",fg,token);}}while(fg!=0);getch(); //⽤于让程序停留在显⽰页⾯}/*词法扫描程序:*/scaner(){int m=0;//token[]下标int n;//清空token[]for(n=0;n<5;n++)token[n]=NULL;//获取第⼀个不为0字符ch=input[p++];while(ch==' ')ch=input[p++];//关键字(标识符)处理流程if((ch<='z'&&ch>='a')||(ch<='Z'&&ch>='A')){while((ch<='z'&&ch>='a')||(ch<='Z'&&ch>='A')||(ch<='9'&&ch>='0')){token[m++]=ch;ch=input[p++];}token[m++]='\0';ch=input[--p];fg=10;for(n=0;n<6;n++)if(strcmp(token,index[n])==0)//strcmp()⽐较两个字符串,相等返回0{fg=n+1;break;}}//数字处理流程else if((ch<='9'&&ch>='0')){num=0;while((ch<='9'&&ch>='0')){num=num*10+ch-'0';ch=input[p++];}ch=input[--p];fg=11;}//运算符界符处理流程elseswitch(ch){case '<':m=0;token[m++]=ch;ch=input[p++];if(ch=='>') //产⽣<>{fg=21;token[m++]=ch;}else if(ch=='=') //产⽣<={fg=22;token[m++]=ch;}else{fg=20;ch=input[--p];}break;case '>':token[m++]=ch;ch=input[p++];if(ch=='=') //产⽣>={fg=24;token[m++]=ch;}else //产⽣>{fg=23;ch=input[--p];}break;case ':':token[m++]=ch;ch=input[p++];if(ch=='=') //产⽣:={fg=18;token[m++]=ch;}else //产⽣:{fg=17;ch=input[--p];}break;case '+':fg=13;token[0]=ch;break; case '-':fg=14;token[0]=ch;break; case '*':fg=15;token[0]=ch;break; case '/':fg=16;token[0]=ch;break; case ':=':fg=18;token[0]=ch;break; case '<>':fg=21;token[0]=ch;break; case '<=':fg=22;token[0]=ch;break; case '>=':fg=24;token[0]=ch;break; case '=':fg=25;token[0]=ch;break; case ';':fg=26;token[0]=ch;break; case '(':fg=27;token[0]=ch;break; case ')':fg=28;token[0]=ch;break; case '#':fg=0;token[0]=ch;break; default:fg=-1;}}。
词法分析器实验报告

词法分析器实验报告词法分析器实验报告一、引言词法分析器是编译器中的重要组成部分,它负责将源代码分解成一个个的词法单元,为之后的语法分析提供基础。
本实验旨在设计和实现一个简单的词法分析器,以深入理解其工作原理和实现过程。
二、实验目标本实验的目标是设计和实现一个能够对C语言代码进行词法分析的程序。
该程序能够将源代码分解成关键字、标识符、常量、运算符等各种词法单元,并输出其对应的词法类别。
三、实验方法1. 设计词法规则:根据C语言的词法规则,设计相应的正则表达式来描述各种词法单元的模式。
2. 实现词法分析器:利用编程语言(如Python)实现词法分析器,将源代码作为输入,根据词法规则将其分解成各种词法单元,并输出其类别。
3. 测试和调试:编写测试用例,对词法分析器进行测试和调试,确保其能够正确地识别和输出各种词法单元。
四、实验过程1. 设计词法规则:根据C语言的词法规则,我们需要设计正则表达式来描述各种词法单元的模式。
例如,关键字可以使用'|'操作符将所有关键字列举出来,标识符可以使用[a-zA-Z_][a-zA-Z0-9_]*的模式来匹配,常量可以使用[0-9]+的模式来匹配等等。
2. 实现词法分析器:我们选择使用Python来实现词法分析器。
首先,我们需要读取源代码文件,并将其按行分解。
然后,针对每一行的代码,我们使用正则表达式进行匹配,以识别各种词法单元。
最后,我们将识别出的词法单元输出到一个结果文件中。
3. 测试和调试:我们编写了一系列的测试用例,包括各种不同的C语言代码片段,以测试词法分析器的正确性和鲁棒性。
通过逐个测试用例的运行结果,我们可以发现和解决词法分析器中的问题,并进行相应的调试。
五、实验结果经过多次测试和调试,我们的词法分析器能够正确地将C语言代码分解成各种词法单元,并输出其对应的类别。
例如,对于输入的代码片段:```cint main() {int a = 10;printf("Hello, world!\n");return 0;}```我们的词法分析器将输出以下结果:```关键字:int标识符:main运算符:(运算符:)运算符:{关键字:int标识符:a运算符:=常量:10运算符:;标识符:printf运算符:(常量:"Hello, world!\n"运算符:)运算符:;关键字:return常量:0运算符:;```可以看到,词法分析器能够正确地将代码分解成各种词法单元,并输出其对应的类别。
编译原理实验报告一 简单样本语言的词法分析器

昆明理工大学信息工程与自动化学院学生实验报告(2012 —2013学年第一学期)一、实验目的及内容编译技术是理论与实践并重的课程,而其实验课要综合运用所学的多门课程的内容,用来完成一个小型编译程序。
从而巩固和加强对词法分析、语法分析、语义分析、代码生成和报错处理等理论的认识和理解;培养学生对完整系统的独立分析和设计的能力,进一步培养学生的独立编程能力。
调试并完成一个词法分析程序,加深对词法分析原理的理解。
二、实验原理及基本技术路线图(方框原理图或程序流程图)1、待分析的简单语言的词法(1)关键字:begin if then while do end所有关键字都是小写。
(2)运算符和界符::= + –* / < <= <> > >= = ; ( ) #(3)其他单词是标识符(ID)和整型常数(NUM),通过以下正规式定义:ID=letter(letter| digit)*NUM=digit digit *(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。
其中:syn为单词种别码;token为存放的单词自身字符串;sum为整型常数。
二、所用仪器、材料(设备名称、型号、规格等或使用软件)1台PC以及VISUAL C++6.0软件。
三、实验方法、步骤(或:程序代码或操作过程)(1)程序代码:#include<stdio.h>#include<string.h>#include<iostream.h>char prog[80],token[8];char ch;int syn,p,m=0,n,row,sum=0;char *rwtab[6]={"begin","if","then","while","do","end"};void scaner(){for(n=0;n<8;n++) token[n]=NULL;ch=prog[p++];while(ch==' '){ch=prog[p];p++;}if((ch>='a'&&ch<='z')||(ch>='A'&&ch<='Z')){m=0;while((ch>='0'&&ch<='9')||(ch>='a'&&ch<='z')||(ch>='A'&&ch<='Z')){token[m++]=ch;ch=prog[p++];}token[m++]='\0';p--;syn=10;for(n=0;n<6;n++)if(strcmp(token,rwtab[n])==0){syn=n+1;break;}}else if((ch>='0'&&ch<='9')){{sum=0;while((ch>='0'&&ch<='9')){sum=sum*10+ch-'0';ch=prog[p++];}}p--;syn=11;if(sum>32767)syn=-1;}else switch(ch){case'<':m=0;token[m++]=ch;ch=prog[p++];if(ch=='>'){syn=21;token[m++]=ch;}else if(ch=='='){syn=22;token[m++]=ch;}else{syn=23;p--;}break;case'>':m=0;token[m++]=ch;ch=prog[p++];if(ch=='='){syn=24;token[m++]=ch;}else{syn=20;p--;}break;case':':m=0;token[m++]=ch;ch=prog[p++];if(ch=='='){syn=18;token[m++]=ch;}else{syn=17;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;case'\n':syn=-2;break;default: syn=-1;break;}}void main(){p=0;row=1;cout<<"Please input string:"<<endl;do{cin.get(ch);prog[p++]=ch;}while(ch!='#');p=0;do{scaner();switch(syn){case 11: cout<<"("<<syn<<","<<sum<<")"<<endl; break;case -1: cout<<"Error in row "<<row<<"!"<<endl; break;case -2: row=row++;break;default: cout<<"("<<syn<<","<<token<<")"<<endl;break;}}while (syn!=0);}(2)创建编辑程序(3)连接、编译和调试程序(4)运行程序五、实验过程原始记录( 测试数据、图表、计算等)(1)给定源程序begin x:=8; if x>0 then x:=2*x+1/5; end#输出结果(2)源程序(包括上式未有的while、do以及判断错误语句):beginx<=$;whilea<0dob<>9-x;end#六、实验结果、分析和结论(误差分析与数据处理、成果总结等。
词法分析器的实验报告

词法分析器的实验报告词法分析器的实验报告引言:词法分析器是编译原理中的重要组成部分,它负责将源代码中的字符序列转换为有意义的词法单元,为后续的语法分析提供基础。
本实验旨在设计和实现一个简单的词法分析器,并对其进行测试和评估。
实验设计:1. 词法规则设计:在开始实验之前,我们首先需要设计词法规则,即定义源代码中的合法词法单元。
例如,对于一门类C的语言,我们可以定义关键字(如if、while、int等)、标识符、运算符(如+、-、*等)、分隔符(如()、{}等)等。
2. 有限自动机(DFA)的设计:基于词法规则,我们可以设计一个有限自动机,用于识别和分析源代码中的词法单元。
有限自动机是一个状态转换图,其中每个状态代表一种词法单元,而边表示输入字符的转换关系。
3. 实现代码:根据有限自动机的设计,我们可以使用编程语言(如Python、C++等)实现词法分析器的代码。
代码的主要功能包括读取源代码文件、逐个字符进行词法分析、识别和输出词法单元。
实验过程:1. 词法规则设计:我们以一门简单的算术表达式语言为例,设计了以下词法规则:- 数字:由0-9组成的整数或浮点数。
- 运算符:包括+、-、*、/等。
- 分隔符:包括括号()和逗号,。
- 标识符:以字母开头,由字母和数字组成的字符串。
2. 有限自动机(DFA)的设计:我们基于词法规则,设计了一个简单的有限自动机。
该自动机包含以下状态:- 初始状态:用于读取和识别源代码中的字符。
- 数字状态:用于识别和输出数字。
- 运算符状态:用于识别和输出运算符。
- 分隔符状态:用于识别和输出分隔符。
- 标识符状态:用于识别和输出标识符。
3. 实现代码:我们使用Python编程语言实现了词法分析器的代码。
代码主要包括以下功能:- 读取源代码文件。
- 逐个字符进行词法分析,根据有限自动机的设计进行状态转换。
- 识别和输出词法单元。
实验结果:我们对几个测试样例进行了词法分析,并对结果进行了评估。
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{
ch = table[i].name[k];
fputc(ch, fp);
}
fputc('\n', fp);
}
}
fclose(fp);
cout<<"分析完毕!"<<endl;
}
//词法分析
void lex(string input)
$PLUS
—
*
10
$STAR
—
**
11
$POWER
—
;
12
$SEMICOLON
—
{
13
$LBRACE
—
}
14
$RBRACE
—
/*
*词法分析:将源文件中的单词符号一一识别
*并将其与助记符保存到文本文件
*/
#include "iostream"
#include "string"
using namespace std;
//reserve保留字
string reserve[5] = {"DIM","IF","DO","STOP","END"};
//结构体数组,保存已识别的单词
struct table
{
string str;
string name;
}table[400];
int count = 0;
//判断是否为保留字
break;
}
}
}
strToken = ""; //清空,以备下次使用
} else if(isdigit(c)) {
while(isdigit(c))
{
strToken += c;
c = input[i++];
n --;
}
i--;
n++;
table[count].str = strToken;
table[count++].name = "$DIGIT";
{Байду номын сангаас
c = input[i++];
n --;
}
if(isalpha(c)) {
while(isalpha(c) || isdigit(c))
{
strToken += c;
c = input[i++];
n --;
}
i--; //将游标回退一位
n++;
table[count].str = strToken;
{
char c;
string strToken;
int i = 0, n;
//i数组input游标;n数组input剩余长度
n = input.size();
while(n > 0)
{
c = input[i++];
n --;
//找到第一个不为空的字符
while(c == ' ' || c == '\n' || c == '\t')
table[count++].name = "$STAR";
}
} else {
strToken += c;
table[count].str = strToken;
switch(c) {
//暂时识别以下符号
case '#' :
table[count++].name = "$POUND";
break;
case '"' :
bool Reserve(string str)
{
bool flag = false;
for(int i=0; i<sizeof(reserve); i++)
{
if(str == reserve[i])
{
flag = true;
break;
}
}
return flag;
}
//读入源程序
string readStr() {
{
cout<<"file not found"<<endl;
exit(0);
} else {
for(i=0; i<count; i++)
{
for(j=0; j<table[i].str.size(); j++)
{
ch = table[i].str[j];
fputc(ch, fp);
}
fputc('\t', fp);
table[count++].name = "$RBRACE";
break;
default :
count++;
break;
}
strToken = "";
}
}
}
int main()
{
string str;
str = readStr();
lex(str);
putToFile(table);
return 0;
简单词法分析器
1、将源文件中的单词识别出来,以用'$'为首的标识符标记识别出的单词
2、单词符号及内部表示如表:
单词符号
种别编码
助记符
内码值
DIM
1
$DOM
—
IF
2
$IF
—
DO
3
$DO
—
STOP
4
$STOP
—
END
5
$END
—
标识符
6
$ID
内部字符串
常数
7
$INT
标准二进制形式
=
8
$ASSIGN
—
+
9
strToken = "";
} else if(c == '*') {
c = input[i++];
n--;
if(c == '*') {
table[count].str = "**";
table[count++].name = "$POWER";
} else {
i--;
n++;
table[count].str = "*";
if(!Reserve(strToken))
{
//不是保留字
table[count++].name = "$ID";
} else {
for(int k=0; k<sizeof(reserve); k++)
{
if(strToken == reserve[k])
{
table[count++].name = "$"+reserve[k];
}
FILE *fp;
string str = "";
char c, filename[20];
cout<<"输入源文件名:";
cin>>filename;
if((fp = fopen(filename,"r")) == NULL)
{
cout<<"file not found"<<endl;
exit(0);
table[count++].name = "$QUOTE";
break;
case '=' :
table[count++].name = "$ASSIG";
break;
case '+' :
table[count++].name = "$PLUS";
break;
case ';' :
table[count++].name = "$SEMICOLON";
break;
case '(' :
table[count++].name = "$LPAR";
break;
case ')' :
table[count++].name = "$RPAR";
break;
case '{' :
table[count++].name = "$LBRACE";
break;
case '}' :
} else {
while((c = fgetc(fp)) != EOF)
{
str += c;
}
}
fclose(fp);
return str;
}
//将结果写入文本
void putToFile(struct table tablep[])