C语言源程序词法分析器（Java实现）
一. 介绍
词法分析器，又称扫描器，输入源程序，进行词法分析，输出单词符号。词法分析仅仅是编译程序工作中的一部分，编译程序一般可以划分为5个阶段：词法分析，语法分析，语义分析与中间代码产生，优化，目标代码生成。我们这里编写一个简单的C语言源程序词法分析器。
二. 目的
设计并实现一个包含预处理功能的词法分析程序，加深对编译中词法分析过程的理解。
四. 要求
1、实现预处理功能
源程序中可能包含有对程序执行无意义的符号，要求将其剔除。
首先编制一个源程序的输入过程，从键盘、文件或文本框输入若干行语句，依次存入输入缓冲区（字符型数据）；然后编制一个预处理子程序，去掉输入串中的回车符、换行符和跳格符等编辑性文字；把多个空白符合并为一个；去掉注释。
2、实现词法分析功能
输入：所给文法的源程序字符串。
输出：二元组（syn,token或sum）构成的序列。其中，
syn为单词种别码。
Token为存放的单词自身字符串。
Sum为整型常量。
具体实现时，可以将单词的二元组用结构进行处理。
3、待分析的C语言子集的词法
1）关键字
main if then while do static int double struct break else long switch case typedef char return const float short continue for void default sizeof do
所有的关键字都是小写。
2）运算符和界符
+ - * / : := < <> <= > >= = ; ( ) #
3）其他标记ID和NUM
通过以下正规式定义其他标记：
ID→letter(letter|digit)*
NUM→digit digit*
letter→a|…|z|A|…|Z
digit→0|…|9…
4）空格由空白、制表符和换行符组成
空格一般用来分隔ID、NUM、专用符号和关键字，词法分析阶段通常被忽略。
4、各种单词符号对应的种别码
单词符号 种别码 单词符号 种别码
main 1 void 23
if 2 sizeof 24
then 3 ID 25
while 4 NUM 26
do 5 + 27
static 6 - 28
int 7 * 29
double 8 / 30
struct 9 ** 31
break 10 == 32
else 11 < 33
long 12 <> 34
switch 13 <= 35
case 14 > 36
typedef 15 >= 37
char 16 = 38
return 17 [ 39
const 18 ] 40
float 19 ; 41
short 20 ( 42
continue 21 ) 43
for 22 # 0
五. 源代码
import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
public class LexicalAnalyzer {
static String[] rwtab=new String[]{"main","if","then","while","do","static",
"int","double","struct","break","else",
"long","switch","case","typedef","char",
"return","const","float","short","continue",
"for","void","sizeof"}; //已经定义的24个关键字，种别码从1开始
static String storage=""; //存储源程序字符串
static StringBuilder token=new StringBuilder(""); //存储单词自身组成的字符串
static char ch;
static int index;
static int syn, sum=0, row;
//分析器
static void analyzer(){
token.delete(0, token.length()); //置空token对象，清除
ch=storage.charAt(index++);
while(ch==' '){
ch=storage.charAt(index++); //去除空格符号
}
if((ch>='a'&&ch<='z')||(ch>='A'&&ch<='Z')){ //可能是关键字或者自定义的标识符
while((ch>='0'&&ch<='9')||(ch>='a'&&ch<='z')||(ch>='A'&&ch<='Z')){
token.append(ch);
ch=storage.charAt(index++);
}
index--; //此次识别的最后一个字符未识别入，需要将标记退原处
syn=25; //默认为识别出的字符串为自定义的标识符，种别码为25
String s=token.toString();
for(int i=0; iif(s.equals(rwtab[i])){
syn=i+1;
break; //识别出是关键字
}
}
}
else if((ch>='0'&&ch<='9')){
sum=0;
while((ch>='0'&&ch<='9')){
sum=sum*10+ch-'0';
ch=storage.charAt(index++);
}
index--;
syn=26;
}
else switch(ch){
case '<':
token.append(ch);
ch=storage.charAt(index++);
if(ch=='='){
token.append(ch);
syn=35;
}
else if(ch=='>'){
token.append(ch);
syn=34;
}
else{
syn=33;
index--;
}
break;
case '>':
token.append(ch);
ch=storage.charAt(index++);
if(ch=='='){
token.append(ch);
syn=37;
}
else{
syn=36;
index--;
}
break;
case '*':
token.append(ch);
ch=storage.charAt(index++);
if(ch=='*'){
token.append(ch);
syn=31;
}
else{
syn=13;
index--;
}
break;
case '=':
token.append(ch);
ch=storage.charAt(index++);
if(ch=='='){
syn=32;
token.append(ch);
}
else{
syn=38;
index--;
}
break;
case '/':
token.append(ch);
ch=storage.charAt(index++);
if(ch=='/'){
while(ch!=' '){
ch=storage.charAt(index++); //忽略掉注释，以空格为界定
}
syn=-2;
break;
}
else{
syn=30;
index--;
}
break;
case '+':
syn=27;
token.append(ch);
break;
case '-':
syn=28;
token.append(ch);
break;
case ';':
syn=41;
token.append(ch);
break;
case '(':
syn=42;
token.append(ch);
break;
case ')':
syn=43;
token.append(ch);
break;
case '#':
syn=0;
token.append(ch);
break;
case '\n':
syn=-2;
token.append(ch);
break;
default:
syn=-1;
}
}
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
BufferedReader stdin=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
index=0;
row=1;
String tempString;
System.out.println("请输入C语言源程序字符串（以#结尾）：");
//输入过程
try{
do{
tempString=stdin.readLine();
storage+=tempString;
ch=tempString.charAt(tempString.length()-1); //得到一行中最后一个字符
}while(ch!='#'); //输入以#字符结尾
}catch(IOException e){
e.printStackTrace();
}
index=0;
//输出过程
do{
analyzer();
switch(syn){
case 26:
System.out.println("("+syn+","+sum+")");
break;
case -1:
System.out.println("Error in row"+row+"!");
break;
case -2:
break;
default:
System.out.println("("+syn+","+token+")");
}
}while(syn!=0);
}
}
六. 运行结果
