编译原理实验指导书 河北工业大学

《编译原理》实验指导书主要针对的是编译器设计中的词法分析阶段，这一阶段是编译过程的第一步，负责将源代码分解为一个个有意义的单元——单词。实验的目标是让学生通过编写和调试词法分析程序，理解并掌握如何对程序设计语言的源代码进行词法分析。 实验内容要求选择一个高级程序设计语言的子集，例如一组典型的单词，来构建词法分析程序。输出结果以（CLASS，VALUE）的二元式编码形式呈现，其中CLASS字段表示单词类型，VALUE字段对于变量和常数是它们在符号表中的序号，对于关键字和分隔符则是类别码。例如，变量和常数的CLASS字段是它们的类别码，VALUE字段是它们的字符串或二进制形式。关键字和分隔符的VALUE字段为空，但在显示时，CLASS字段会直接放置单词符号串。 词法分析程序的构造有两种常见方法：手工构造和自动生成。手工构造通常基于文法或状态转换图，而自动生成工具如LEX则可以根据正规式自动创建词法分析程序。实验中给出了一个例子，要求手工构造一个包含特定单词（如BEGIN、END、IF等）的语言的词法分析程序，并提供了标识符和无符号常数的BNF定义。 处理过程分为三个步骤：1) 分类单词，为每种单词类型分配分类码；2) 构造状态转换图，以无符号常数为例，展示了状态转换图的构建过程；3) 利用有限自动机设计词法分析程序，这里假设所有关键字都是保留字，且单词间至少有一个空白字符分隔。 在计算机实现中，状态转换图通常转化为状态矩阵，每个状态对应一行，每个可能的输入符号对应一列。矩阵元素指示了下一个状态和应执行的语义动作。为了节省存储空间，可能会使用更紧凑的数据结构。此外，实验还强调了在设计词法分析程序时，需要考虑到程序员的编程规范，确保单词的正确区分。 通过这个实验，学生不仅能深入理解词法分析的概念，还能实践如何构建词法分析程序，从而更好地理解和应用编译原理。这为后续的语法分析、语义分析和代码生成奠定了基础。