# 基于C#实现的词法分析器

# 一、软件使用说明

**词法分析器初始界面**

![](http://www.writebug.com/myres/static/uploads/2021/10/19/f29297041861101c93a124a4f901c47b.writebug)

单击“打开文件”可添加代码文件至词法分析器，并将类C代码显示在左上方的文本框一中；之后单击“词法分析”，可在右方的表格中显示词法分析的结果；单击“代码高亮”可在左下方的文本框二中高亮显示中间代码文件。

**词法分析器运行界面**

![](http://www.writebug.com/myres/static/uploads/2021/10/19/80d2af836f6cb1da5cac9bcb4606a45f.writebug)

# 二、设计思路

## 2.1 总体设计思路

本词法分析器的总体思想是使用具有25个状态的自动机，对于需要分析的代码进行逐行逐字符扫描，通过状态机的不同对应状态获取各个词；对于获取的词，为其添加相关信息后得到一个数据结构Date，加入到队列token中，在本行扫描结束后，将队列返回结果输出到对应位置，准备进行下一次扫描。

## 2.2 运行流程

- 打开软件后，单击“打开文件”按钮，调用相关click事件，读取选定文件并将其添加到对应文本框中

- 在已经读取代码文件的情况下，单击“词法分析”按钮，调用相关click事件，对代码文件进行扫描，每次获取一行代码字符串line，调用方法analysis对其进行逐字符扫描
  - 使用状态转移，根据终止状态来判断各个词的类型，为每一个扫描出的词添加Type类型的说明标识和中文说明，存储为Date结构，插入队列token中
  - 在一行的字符串扫描结束后，将token队列返回，调用listView相关方法将token中的内容添加到表格中
  - 获取新的一行代码字符串line，进行下一次词法分析，直到所有文本分析结束

- 在已经读取代码文件的情况下，单击“代码高亮”按钮，调用相关click事件，对代码文件进行扫描，每次获取一行代码字符串line，调用方法analysis对其进行逐字符扫描
  - 先判断所读取的line的内容，保证之后输出结果的tab或空格能够对应
  - 使用状态转移，根据终止状态来判断各个词的类型，为每一个扫描出的词添加Type类型的说明标识和中文说明，存储为Date结构，插入队列token中
  - 在一行的字符串扫描结束后，将token队列返回，对token中的每一个元素进行分析，根据Type类型修改字体颜色，将对应内容通过尾部追加的方式加入到富文本框中
  - 所有元素追加完成后，输出\n换行
  - 获取新的一行代码字符串line，进行下一次词法分析，直到所有文本分析结束

## 2.3 状态转移表

![](http://www.writebug.com/myres/static/uploads/2021/10/19/8cc414f45c904600652b3e3e5dc7b057.writebug)

## 2.4 状态转移图

本词法分析器使用的自动机对应的状态转移图：

![](http://www.writebug.com/myres/static/uploads/2021/10/19/9f4df0e3efcc8faa4749b5c9e53ea8a2.writebug)

**状态说明**：

| 状态名  | 说明                             |
| :--: | ------------------------------ |
|  0   | 初始状态，终结状态，表示未读入字符或是刚结束一个单词的识别。 |
| 0-a  | 读入一个字符，并且这个字符是括号或#等单个字符即为单词的字符 |
|  1   | 读入字母或是下划线                      |
| 1-a  | 此时读入的字母已经组成了一个关键字              |
|  2   | 读入数字                           |
|  3   | 在已经读入数字的情况下第一次读入点              |
|  4   | 读入加号+                          |
| 4-a  | 连续读入加号，表示++                    |
| 4-b  | 连续读入加号等号，表示+=                  |
|  5   | 读入减号-                          |
| 5-a  | 连续读入减号，表示--                    |
| 5-b  | 连续读入减号等号，表示-=                  |
|  6   | 读入乘号*                          |
| 6-a  | 连续读入乘号等号，表示*=                  |
|  7   | 读入除号/                          |
| 7-a  | 连续读入除号，表示单行注释//                |
| 7-b  | 连续读入除号等号，表示除等于/=               |
|  8   | 连续读入除号乘号，表示多行注释/*              |
|  9   | 在多行注释状态下读入乘号*                  |
|  10  | 读入大于号>                         |
| 10-a | 连续读入大于号等号，表示大于等于>=             |
|  11  | 读入小于号<                         |
| 11-a | 连续读入小于号等号，表示小于等于<=             |
|  12  | 读入等号=                          |
| 12-a | 连续读入两个等号，表示等于比较                |