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。
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 | 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 | 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 编程可以分为三步:
- 以 Lex 可以理解的格式指定模式相关的动作。
- 在这一文件上运行 Lex,生成扫描器的 C 代码。
- 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和
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。
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
%{ |
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。
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++; /* |
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() |
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。
.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。
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)。
yyin | FILE* 类型。 它指向 lexer 正在解析的当前文件。 |
yyout | FILE* 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。) |
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。