北航编译原理课件 03.词法分析.pptx

词法分析概述词法分析是编程语言处理的第一个步骤,它将输入的字符流分解为一个个有意义的词汇单元。通过识别这些基本的语言单元,为后续的语法分析和语义分析奠定基础。词法分析涉及词汇识别、分类和重排等多个方面,是编程语言编译和解释过程中的关键环节。byJerryTurnersnull

词法分析的作用编程语言翻译词法分析是编译器和解释器的第一个处理步骤,将字符序列转换为有意义的词素序列。这为后续的语法分析和语义分析奠定了基础。程序理解与调试词法分析器能够识别和分类源代码中的各种语法元素,为程序理解和调试提供重要信息。文本处理词法分析技术广泛应用于自然语言处理、文本编辑、文本搜索等领域,用于识别和提取有意义的信息单元。

词法分析的输入和输出输入:源程序的字符序列输出:由词素(tokens)组成的序列,包括关键字、标识符、常量等词素:程序语言中具有独立意义的最小单位,如标识符、关键字、运算符等

词法分析的主要任务1识别单词词法分析的首要任务是从输入的字符流中识别和提取出各种有意义的词素。这涉及对字符流进行切分和分类。2确定词性在识别出各个词素之后,词法分析器需要根据词素的特点确定它们的词性,为后续的语法分析做好准备。3提取词法属性除了词性,词法分析器还需要提取出每个词素的一些其他属性,比如数字类型、长度、大小写等,以便更好地描述词素的特征。

词法分析的基本过程词法分析的基本过程包括将输入字符流转换为词素流。首先扫描输入字符串，识别出合法的词汇单元，将其标记为一个词素。然后将这些词素组成词素流，作为输出传递给下一个编译阶段。

字符流到词素流的转换在编译器设计中,词法分析是将输入的字符序列转换为有意义的词素序列的过程。这个过程就是将无结构的字符流转换为具有语义意义的词素流,为后续的语法分析和语义分析奠定基础。词法分析器通过识别输入字符串的模式,将其划分为一系列词素。这些词素可以是关键字、标识符、常量或者其他类型的符号。词法分析的关键在于构建合适的有限状态自动机来识别这些词素。

正则表达式的基本概念1正则表达式简介正则表达式是一种简洁且强大的文本匹配语言,用于描述和识别复杂的字符模式。它广泛应用于文本处理、代码编辑和网络安全等领域。2正则表达式的组成正则表达式由字符和元字符组成,字符可以是字母、数字或特殊字符,元字符则用于描述更复杂的模式。3正则表达式的应用场景正则表达式可以用于验证、提取和替换文本中的特定模式,如电子邮件地址、电话号码和网页链接等。4正则表达式的优缺点正则表达式简洁高效,但也可能变得复杂难懂,需要一定的学习成本。合理使用正则表达式可以大大提高文本处理效率。

正则表达式的语法基本元素正则表达式由一系列字符组成,包括字母、数字和特殊字符。这些基本元素用于匹配文本中的特定模式。元字符正则表达式中的元字符具有特殊含义,如.,^,$等,用于定义更复杂的匹配模式。运算符正则表达式支持多种运算符,如连接运算符、选择运算符和重复运算符,用于构建更精细的匹配模式。组与引用正则表达式可以使用圆括号定义分组,并通过反斜杠引用这些分组,实现更灵活的匹配。

正则表达式的运算符基本运算符正则表达式包含简单的匹配字符、元字符、量词等基本运算符,用于构建灵活的模式匹配。逻辑运算符与、或、非等逻辑运算符可以组合多个模式,实现复杂的匹配规则。分组运算符圆括号可以将模式分组,方便应用量词、反向引用等高级特性。

正则表达式的匹配过程模式匹配正则表达式会逐个字符地与输入字符串进行匹配,寻找符合模式的子串。匹配过程中会应用不同的匹配操作符,如字符类、量词、边界等。状态转换正则引擎会维护一个状态机,根据当前状态和输入字符,进行相应的状态转换,直到匹配成功或失败。决策策略正则引擎会根据不同的决策策略,如最长匹配、最短匹配、贪婪匹配等,选择合适的匹配结果。性能优化正则表达式匹配过程可能涉及大量字符比较和状态转换,因此需要采取各种优化措施来提高效率,如缓存、编译优化等。

有限状态自动机的概念1可接受状态满足特定条件时进入的状态2当前状态当前机器所处的状态3状态转移由输入触发的状态变化有限状态自动机(FiniteStateAutomaton,FSA)是一种简单但强大的计算模型,它由一组有限个状态、输入字符集和状态转移规则组成。自动机从初始状态开始,根据输入字符串的字符触发状态的转移,最终到达可接受状态,从而确定输入字符串是否被自动机所接受。有限状态自动机在词法分析、正则表达式匹配等领域有广泛应用。

有限状态自动机的表示1形式定义5元组描述2状态图可视化表示3转移函数输入输出映射有限状态自动机通常用5元组表示，其中Q是状态集合，Σ是输入字母表，δ是状态转移函数，q0是初始状态，F是接受状态集合。状态图是一种直观的可视化表示方式，而转移函数则定义了自动机在接受