词法分析器

题目

• 已知待分析的Ｃ语言子集的词法：
  • 关键字：main if else int while char 均为小写。
  • 专用符号：= + - * / < <= > >= == != ; , { } ( )
• 实现对一个满足以上词法的分析。

算法流程图

首先在这记录一下我鸡汁的舍友找到了一个画流程图的在线网站，解救了一个用破解版Visio损害自己机子内正版Office一直在用PowerPoint画流程图的苦逼： https://www.processon.com/ 愿此平台越做越好（别倒闭，否则我就枯了~）

代码实现

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// Created by ZhiNian on 2019/10/24.
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#include <stdio.h>
#include <ctype.h>
#include <string.h>

#define ID 10 //变量种别码为10
#define NUM 20 //整型数字种别码为20


char key[6][10] = {"main", "int", "char", "if", "else", "while"};//通过二位数组定义标识符（这样数组下标+1便是对应的种别码）
char TOKEN[20];//储存每一个标识符或数字或符号的字符串

FILE *fp;//定义一个文件指针用来写入


int lookup(char *token) {//TOKEN的字符串在六个标识符中寻找
    for (int i = 0; i < 6; ++i) {
        if (!strcmp(token, key[i]))
            return i + 1;//如果是就返回对应的种别码（数组下标+1便是种别码）
    }
    return 0;//若不是则返回0
}

void out(int id, char *token) {//格式化输出
    printf("种别码：%d 单词符号：%s \n", id, token);//格式化在控制台输出
    //以下是格式化输出写入文件
    fputs("种别码：", fp);
    fprintf(fp, "%d", id);
    fputs(" 单词符号：", fp);
    fputs(token, fp);
    fputs("\n", fp);

}

void scanner(FILE *fp) {
    char ch;
    int i, c;
    while (ch != EOF) {//ch是否是End Of File 即文件末尾，不是则一直循环扫描，是则退出
        ch = fgetc(fp);//指针位置的字符读入ch
        if (isalpha(ch)) {//判断此字符是否是英文
            TOKEN[0] = ch;//是则将此字母写入TOKEN
            ch = fgetc(fp);//再指向下一个字符传入ch
            i = 1;//计数器+1
            while (isalnum(ch)) {//判断字符变量c是否为字母或数字
                TOKEN[i] = ch;//是则继续传入TOKEN
                i++;//计数器+1
                ch = fgetc(fp);//光标位置后移一个字节
            }//单词识别结束
            TOKEN[i] = '\0';//加上'\0'形成字符串
            fseek(fp, -1, 1);//因为用了fgetc光标会立马后移，所以进行前移一位防止错过一个字符
            c = lookup(TOKEN);//判断是否是关键词，是则返回相应种别码
            if (c == 0)//返回c说明不是
                out(ID, TOKEN);//那么传入种别码10，并传入TOKEN确定此关键词是变量名给out函数
            else
                out(c, TOKEN);//否则传入标识符的种别码，传入字符串给out函数
        } else {//若不是字母开头
            if (isdigit(ch)) {//判断是否是十进制数字字符
                TOKEN[0] = ch;//同上写入TOKEN，直至不是十进制数字字符为止
                ch = fgetc(fp);
                i = 1;
                while (isdigit(ch)) {
                    TOKEN[i] = ch;
                    i++;
                    ch = fgetc(fp);
                }
                TOKEN[i] = '\0';
                fseek(fp, -1, 1);
                out(NUM, TOKEN);//传入NUM的种别码和当前字符串给out函数
            } else {//若既不是字母也不是数字
                switch (ch) {//switch判断是否是以下符号，是则按对应符号传入种别码并传入字符串给out函数
                    case ' ':
                        break;
                    case '\n':
                        break;
                    case '\t':
                        break;
                    case EOF:
                        break;
                    case '+':
                        out(22, "+");
                        break;
                    case '-':
                        out(23, "-");
                        break;
                    case '*':
                        out(24, "*");
                        break;
                    case '/':
                        out(25, "/");
                        break;
                    case ';':
                        out(31, ";");
                        break;
                    case ',':
                        out(30, ",");
                        break;
                    case '{':
                        out(28, "{");
                        break;
                    case '}':
                        out(29, "}");
                        break;
                    case '(':
                        out(26, "(");
                        break;
                    case ')':
                        out(27, ")");
                        break;
                    case '<'://若是小于号
                        ch = fgetc(fp);//读取下一字符
                        if (ch == '=')out(35, "<=");//若下一位字符是=，则传入<=的种别码和字符串给out函数
                        else {//否则
                            fseek(fp, -1, 1);//回退
                            out(33, "<");//传入<的种别码和字符串给out函数
                        }
                        break;
                    case '>'://若是大于号
                        ch = fgetc(fp);//读取下一字符
                        if (ch == '=')out(34, ">=");//若下一位字符是=，则传入>=的种别码和字符串给out函数
                        else {//否则
                            fseek(fp, -1, 1);//回退
                            out(32, ">");//传入>的种别码字符串给out函数
                        }
                        break;
                    case '=':
                        ch = fgetc(fp);//若是等于号
                        if (ch == '=')out(36, "==");//读取下一字符若是=则传入==的种别码和字符串给out函数
                        else {//否则
                            fseek(fp, -1, 1);//回退
                            out(21, "=");//传入=的种别码和字符串给out函数
                        }
                        break;
                    case '!'://若是感叹号
                        ch = fgetc(fp);//读取下一字符
                        if (ch == '=')out(37, "!=");//若是=则传入!=的种别码和字符串给out函数
                        else out(-1, "Wrong!");//传入-1和"Wrong!"字符串给out函数，提示输入有误
                        break;
                    default://若是其他字符
                        out(-1, "Wrong!");//传入-1和"Wrong!"字符串给out函数，提示输入有误
                        break;
                }
            }
        }
    }
}

int main() {
    FILE *fileP;//打开所需要读取分析词法的文件
    fileP = fopen("D:\\OneDrive\\Personal\\OneDrive\\JetBrains\\CTemp\\Scanner\\test.txt", "r");//以只读方式打开
    fp = fopen("D:\\OneDrive\\Personal\\OneDrive\\JetBrains\\CTemp\\Scanner\\Answer.txt", "w+");//打开可读写文件进行写入
    scanner(fileP);//传入读取分析词法的文件
    fclose(fp);//关闭文件
    fclose(fileP);//关闭文件
    return 0;
}

程序运行结果

总结

对于编程没啥总结的，因为感觉这个程序其实非常非常简单，相对于之前七七八八的算法题，但是令我收获最大的便是，原来编译器是这样工作的，当然到现在我们还没学完语法分析，从刚刚开始这个课的无聊，发现越来越有趣了，因为我在想，这是得有多聪明才能严谨地编出一个编译器，让程序对于每一个语句识别没有歧义。