Rust 实现一个表达式 Parser(5) Lexer 实现

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2023-07-17 09:09:40

词法分析：将源代码转换为 Token 流的基础

在构建编译器的过程中，词法分析是将输入源代码转换为 Token 流的基础。Token 流随后成为后续处理的基础，例如语法分析和语义分析。本文将深入探讨词法分析的过程，并使用 DFA（确定有限状态自动机）来实现部分词法分析器。

词法分析器的步骤

词法分析器可以分为四个主要步骤：

源代码读取： 将源代码读入内存，为词法分析做好准备。
DFA 扫描： 使用 DFA 扫描源代码，识别符号和单词。
Token 转换： 将 DFA 扫描的结果转换为 Token。
Token 存储： 将 Token 流存储起来，以便后续处理。

1. 源代码读取

这一步是通过使用 Rust 的 fs 库将源代码读入内存来实现的：

let input = fs::read_to_string("input.txt")?;

2. DFA 扫描

DFA 是一个状态机，用于识别单词和符号。我们首先创建一个 DFA 对象，然后调用其 scan 方法对源代码进行扫描：

let mut dfa = DFA::new();
let tokens = dfa.scan(input);

3. Token 转换

DFA 扫描的结果是 DFA Token，我们需要将它们转换为 Token：

let mut tokens = tokens.iter().map(|token| Token::from_dfa_token(token));

4. Token 存储

最后，我们将 Token 流存储起来，以便后续处理：

let mut tokens = tokens.collect();

代码示例

以下是词法分析器部分代码示例：

use std::fs;

struct DFA {
    // ...
}

impl DFA {
    fn new() -> Self {
        // ...
    }

    fn scan(&self, input: &str) -> Vec<DFAToken> {
        // ...
    }
}

enum DFAToken {
    // ...
}

struct Token {
    // ...
}

impl Token {
    fn from_dfa_token(token: &DFAToken) -> Self {
        // ...
    }
}

fn main() {
    let input = fs::read_to_string("input.txt")?;

    let mut dfa = DFA::new();
    let tokens = dfa.scan(input);

    let mut tokens = tokens.iter().map(|token| Token::from_dfa_token(token));

    let tokens = tokens.collect();

    // ...
}