编译原理：词法分析程序的设计与实现

词法分析程序（Lexical Analyzer）要求：

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• 从左至右扫描构成源程序的字符流
• 识别出有词法意义的单词（Lexemes）
• 返回单词记录（单词类别，单词本身）
• 滤掉空格
• 跳过注释
• 发现词法错误

程序结构：

输入：字符流（什么输入方式，什么数据结构保存）

处理：

• 遍历（什么遍历方式）
• 词法规则

输出：单词流（什么输出形式）

• 二元组

单词类别：

1. 标识符（10）
2. 无符号数（11）
3. 保留字（一词一码）
4. 运算符（一词一码）
5. 界符（一词一码）

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单词符号	种别码	单词符号	种别码
begin	1	:	17
if	2	:=	18
then	3	<	20
while	4	<=	21
do	5	<>	22
end	6	>	23
l(l|d)*	10	>=	24
dd*	11	=	25
+	13	;	26
-	14	(	27
*	15	)	28
/	16	#	0

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程序词法分析代码：

#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<stdlib.h>//关键字 
string key[6]={"main","int","if","else","while","do"}; 
//关键字的种别码
int keyNum[6]={1,2,3,4,5,6}; 
//运算符和界符 
string symbol[17]={"<",">","!=",">=","<=","==",",",";","(",")","{","}","+","-","*","/","="};
//char symbol[12]={'<','>','!=','>=','<=','==',',',';','(',')','{','}'};
//运算符和界符的种别码 
int symbolNum[17]={7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22,23};
//存放文件取出的字符 
string letter[1000];
//将字符转换为单词
string words[1000];
int length; //保存程序中字符的数目 
int num;

//判断运算符和界符
int isSymbol(string s){  
    int i;
    for(i=0;i<17;i++){
        if(s==symbol[i])
        return symbolNum[i]; 
    }
    return 0;
} 
//判断是否为数字 
bool isNum(string s){
    if(s>="0" && s<="9")
    return true;
}
//判断是否为字母 
bool isLetter(string s){
    if(s>="a" && s<="z")
    return true;
}
//判断是否为关键字,是返回种别码 
int isKeyWord(string s){
    int i;
    for(i=0;i<6;i++){
        if(s==key[i])
        return keyNum[i];
    }
    return 0;
}

//返回单个字符的类型 
int typeword(string str){
    if(str>="a" && str<="z") // 字母 
    return 1;
    
    if(str>="0" && str<="9") //数字 
    return 2;
    
    if(str==">"||str=="="||str=="<"||str=="!"||str==","||str==";"||str=="("||str==")"||str=="{"||str=="}"
    ||str=="+"||str=="-"||str=="*"||str=="/") //判断运算符和界符 
    return 3; 
}

string identifier(string s,int n){
    int j=n+1;
    int flag=1;
    while(flag){
        if(isNum(letter[j]) || isLetter(letter[j])){
            s=(s+letter[j]).c_str();
            if(isKeyWord(s)){
                j++;
                num=j;
                return s;
            }
        j++;
        }
        else{
            flag=0;
        }
    } 
    num=j;
    return s;
}

string symbolStr(string s,int n){
    int j=n+1;
    string str=letter[j];
    if(str==">"||str=="="||str=="<"||str=="!") {
        s=(s+letter[j]).c_str();
        j++;
    }
    num=j;
    return s;
}

string Number(string s,int n){
    int j=n+1;
    int flag=1;
    while(flag){
        if(isNum(letter[j])){
            s=(s+letter[j]).c_str();
            j++;
        }
        else{
            flag=0;
        }
    }
    num=j;
    return s;
}

void print(string s,int n){
    cout<<"("<<s<<","<<n<<")"<<endl;
}

//取单词 
void TakeWord(){ 
    int k;
    for(num=0;num<length;){
        string str1,str;
        str=letter[num];
        k=typeword(str);
        switch(k){
            case 1:
                str1=identifier(str,num);
                if(isKeyWord(str1))
                    print(str1,isKeyWord(str1));
                else
                    print(str1,0);
                break;
            case 2:
                str1=Number(str,num);
                print(str1,24);
                break;
            case 3:
                str1=symbolStr(str,num);
                print(str1,isSymbol(str1));
                break; 
        }
    } 
}

int main(){
    char w;
    int i,j;
    freopen("test.txt","r",stdin);//读取本地文件 
    freopen("result.txt","w",stdout); //从控制台输出，而不是文本输出
    length=0;
    while(cin>>w){
        if(w!=' '){
            letter[length]=w;
            length++;
        } //去掉程序中的空格
    }
    TakeWord();
    fclose(stdin);//关闭文件 
    fclose(stdout);//关闭文件 
    return 0;
}

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运行程序前准备一个分析文本test.txt内容如下：

int main()
{
    int m,n;
    int num=0;
    n=10;
    if(n<0){
       m=-n;
    }
    else{
       m=n;
    }
    while(m!=0){
             num=m*n;
    }
}

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执行程序会输出如下结果：

(int,2)
(main,1)
((,15)
(),16)
({,17)
(int,2)
(m,0)
(,,13)
(n,0)
(;,14)
(int,2)
(num,0)
(=,23)
(0,24)
(;,14)
(n,0)
(=,23)
(10,24)
(;,14)
(if,3)
((,15)
(n,0)
(<,7)
(0,24)
(),16)
({,17)
(m,0)
(=,23)
(-,20)
(n,0)
(;,14)
(},18)
(else,4)
({,17)
(m,0)
(=,23)
(n,0)
(;,14)
(},18)
(while,5)
((,15)
(m,0)
(!=,9)
(0,24)
(),16)
({,17)
(num,0)
(=,23)
(m,0)
(*,21)
(n,0)
(;,14)
(},18)
(},18)