Lex简单介绍

Lex 是一种生成扫描器的工具。扫描器是一种识别文本中的词汇模式的程序。 这些词汇模式(或者常规表达式)在一种特殊的句子结构中定义,这个我们一会儿就要讨论。


一种匹配的常规表达式可能会包含相关的动作。这一动作可能还包括返回一个标记。
当 Lex
接收到文件或文本形式的输入时,它试图将文本与常规表达式进行匹配。
它一次读入一个输入字符,直到找到一个匹配的模式。
如果能够找到一个匹配的模式,Lex
就执行相关的动作(可能包括返回一个标记)。
另一方面,如果没有可以匹配的常规表达式,将会停止进一步的处理,Lex
将显示一个错误消息。

Lex 和 C 是强耦合的。一个
.lex 文件(Lex 文件具有
.lex 的扩展名)通过 lex 公用程序来传递,并生成 C
的输出文件。这些文件被编译为词法分析器的可执行版本。




Lex 的常规表达式


常规表达式是一种使用元语言的模式描述。表达式由符号组成。符号一般是字符和数字,但是
Lex 中还有一些具有特殊含义的其他标记。 下面两个表格定义了 Lex
中使用的一些标记并给出了几个典型的例子。

用 Lex 定义常规表达式


字符

含义

A-Z, 0-9, a-z
构成了部分模式的字符和数字。

.
匹配任意字符,除了 \n。

-
用来指定范围。例如:A-Z 指从 A 到 Z
之间的所有字符。

[ ]
一个字符集合。匹配括号内的
任意
字符。如果第一个字符是
^ 那么它表示否定模式。例如: [abC]
匹配 a, b, 和 C中的任何一个。

*

匹配
0个或者多个上述的模式。

+
匹配
1个或者多个上述模式。

?
匹配
0个或1个上述模式。

$

作为模式的最后一个字符匹配一行的结尾。

{ }
指出一个模式可能出现的次数。 例如:
A{1,3} 表示 A 可能出现1次或3次。

\

用来转义元字符。同样用来覆盖字符在此表中定义的特殊意义,只取字符的本意。

^
否定。

|
表达式间的逻辑或。

"<一些符号>"
字符的字面含义。元字符具有。

/

向前匹配。如果在匹配的模版中的“/”后跟有后续表达式,只匹配模版中“/”前
面的部分。如:如果输入 A01,那么在模版 A0/1 中的 A0 是匹配的。

( )
将一系列常规表达式分组。


常规表达式举例




常规表达式

含义

joke[rs]
匹配 jokes 或 joker。

A{1,2}shis+
匹配 AAshis, Ashis, AAshi, Ashi。

(A[b-e])+
匹配在 A 出现位置后跟随的从 b 到 e
的所有字符中的 0 个或 1个。


Lex 中的标记声明类似 C
中的变量名。每个标记都有一个相关的表达式。
(下表中给出了标记和表达式的例子。)
使用这个表中的例子,我们就可以编一个字数统计的程序了。
我们的第一个任务就是说明如何声明标记。


标记声明举例




标记

相关表达式

含义
数字(number)([0-9])+1个或多个数字
字符(chars)[A-Za-z]任意字符
空格(blank)" "一个空格
字(word)(chars)+1个或多个
chars
变量(variable)(字符)+(数字)*(字符)*(数字)*









Lex 编程


Lex 编程可以分为三步:


  1. 以 Lex 可以理解的格式指定模式相关的动作。
  2. 在这一文件上运行 Lex,生成扫描器的 C 代码。
  3. 编译和链接 C 代码,生成可执行的扫描器。

注意: 如果扫描器是用 Yacc
开发的解析器的一部分,只需要进行第一步和第二步。
关于这一特殊问题的帮助请阅读
Yacc
将 Lex 和 Yacc 结合起来部分。


现在让我们来看一看 Lex 可以理解的程序格式。一个 Lex
程序分为三个段:第一段是 C 和 Lex 的全局声明,第二段包括模式(C
代码),第三段是补充的 C 函数。 例如, 第三段中一般都有 main()
函数。这些段以%%来分界。 那么,回到字数统计的 Lex
程序,让我们看一下程序不同段的构成。









C 和 Lex 的全局声明



这一段中我们可以增加 C
变量声明。这里我们将为字数统计程序声明一个整型变量,来保存程序统计出来的字数。
我们还将进行 Lex 的标记声明。



字数统计程序的声明

       %{
int wordCount = 0;
%}
chars [A-za-z\_\'\.\"]
numbers ([0-9])+
delim [" "\n\t]
whitespace {delim}+
words {chars}+
%%


两个百分号标记指出了 Lex
程序中这一段的结束和三段中第二段的开始。









Lex 的模式匹配规则



让我们看一下 Lex 描述我们所要匹配的标记的规则。(我们将使用 C
来定义标记匹配后的动作。)
继续看我们的字数统计程序,下面是标记匹配的规则。



字数统计程序中的 Lex 规则

       {words} { wordCount++; /*
increase the word count by one*/ }
{whitespace} { /* do
nothing*/ }
{numbers} { /* one may
want to add some processing here*/ }
%%









C 代码



Lex 编程的第三段,也就是最后一段覆盖了 C
的函数声明(有时是主函数)。注意这一段必须包括 yywrap() 函数。 Lex
有一套可供使用的函数和变量。 其中之一就是 yywrap。
一般来说,yywrap() 的定义如下例。我们将在
高级 Lex
中探讨这一问题。



字数统计程序的 C 代码段

       void main()
{
yylex(); /* start the
analysis*/
printf(" No of words:
%d\n", wordCount);
}
int yywrap()
{
return 1;
}


上一节我们讨论了 Lex
编程的基本元素,它将帮助你编写简单的词法分析程序。 在
高级 Lex 这一节中我们将讨论 Lex
提供的函数,这样你就能编写更加复杂的程序了。









将它们全部结合起来



.lex文件是 Lex 的扫描器。它在 Lex 程序中如下表示:


   $ lex <file name.lex>


这生成了 lex.yy.c 文件,它可以用 C
编译器来进行编译。它还可以用解析器来生成可执行程序,或者在链接步骤中通过选项
�ll 包含 Lex 库。


这里是一些 Lex 的标志:



  • -c表示 C 动作,它是缺省的。

  • -t写入 lex.yy.c 程序来代替标准输出。

  • -v提供一个两行的统计汇总。

  • -n不打印 -v 的汇总。








高级 Lex



Lex
有几个函数和变量提供了不同的信息,可以用来编译实现复杂函数的程序。
下表中列出了一些变量和函数,以及它们的使用。 详尽的列表请参考 Lex
或 Flex 手册(见后文的
资源)。


Lex 变量



yyinFILE* 类型。 它指向 lexer
正在解析的当前文件。
yyoutFILE* 类型。 它指向记录 lexer
输出的位置。 缺省情况下,yyin 和 yyout 都指向标准输入和输出。
yytext
匹配模式的文本存储在这一变量中(char*)。
yyleng给出匹配模式的长度。
yylineno提供当前的行数信息。
(lexer不一定支持。)


Lex 函数



yylex()这一函数开始分析。 它由 Lex
自动生成。
yywrap()这一函数在文件(或输入)的末尾调用。
如果函数的返回值是1,就停止解析。 因此它可以用来解析多个文件。
代码可以写在第三段,这就能够解析多个文件。 方法是使用 yyin
文件指针(见上表)指向不同的文件,直到所有的文件都被解析。
最后,yywrap() 可以返回 1 来表示解析的结束。
yyless(int n)这一函数可以用来送回除了前�n?
个字符外的所有读出标记。
yymore()这一函数告诉 Lexer
将下一个标记附加到当前标记后。


对 Lex 的讨论就到这里。

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关于此日记

此日记由Cnangel发表于2008年9月 5日 15:08

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