编译原理课程设计(1).doc

编译原理是计算机科学领域中的一门重要课程，它主要研究如何将高级语言编写的源程序翻译成机器语言程序，即目标代码。编译过程可以分为多个阶段，其中包括词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成、代码优化以及目标代码生成。词法分析是整个编译过程中的第一个阶段，其主要任务是将源程序输入的字符序列转换成一个个有意义的词素序列。 词法分析器，又称为扫描器或分词器，是编译器的一个重要组成部分。它的主要功能是读入源程序的字符序列，按构词规则将字符序列切分成一系列的词法单元，这些词法单元通常称为单词或词法单元。每个词法单元包含了单词的种别码和属性值。单词是语言中具有独立意义的最小单位，它们包括关键字、标识符、运算符、界符、常量等。例如，在一个编程语言中，“if”和“while”是保留字，也就是特定的关键字，而诸如“x”、“y”之类的字母序列则被识别为标识符。运算符如“+”、“-”、“*”、“/”、“=”等表示操作，界符如“{”、“}”、“[”、“]”等用于标识程序结构的边界。 在实现词法分析器时，首先需要明确其算法思想。词法分析器的基本算法思想是根据扫描到的词素的第一个字符来判断后续字符的处理方式，以识别出完整的词素。这一过程通常涉及有限自动机的设计，包括确定有限自动机（DFA）和非确定有限自动机（NFA）。其中，DFA由于其简单高效被广泛应用于词法分析器的构建中。 在编程实现词法分析器时，可以通过正规式定义来确定各个单词的识别规则。正规式是描述字符序列模式的一种方式，可以精确地定义各种词素的组成和结构。在本课程设计中，已经给出了关键字、运算符、界符、标识符和常量的正规式定义。例如，标识符的正规式为ID = letter (letter | digit)*，即标识符由字母开始，后续可以跟任意数量的字母或数字。整型常数的正规式为NUM = digit digit*，即至少一个数字后跟零个或多个数字。 程序代码部分则是词法分析器的具体实现，它依赖于特定的编程语言。在本课程设计中，程序代码部分应该包含对源程序字符串的读入、扫描和分析过程，最终输出由单词种别码、单词自身字符串以及整型常数构成的序列。这个序列是编译器后续阶段处理的基础。 在结果分析部分，需要对词法分析器的输出进行检验，以确保每个输入的字符序列都正确地被识别为相应的单词，并且输出的二元组序列准确无误。例如，在给定的示例输入字符串中，词法分析器应该输出序列为：(1,begin)(10,x)(18,:=)(11,9)(26,;)(2,if)...等等，每个元素由一个单词种别码和对应的单词组成。 在总结部分，需要回顾整个实验的设计和实现过程，评估所实现的词法分析器的性能和效率。同时，总结可能存在的问题和改进空间，以及通过实验加深了对词法分析原理的理解程度。 通过编译原理课程设计，学生不仅能够加深对词法分析原理的认识，而且还能通过实践活动提高编程和调试的能力。词法分析器的设计和实现是理解编译过程不可或缺的一环，它为进一步学习编译器的其他阶段打下了坚实的基础。