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词法分析器是一种计算机程序，它将输入的字符序列（源代码）转换为令牌（token）序列。在编程语言中，令牌是具有特定含义的标识符，例如变量名、关键字或操作符。

Python可以用正则表达式和有限状态机实现一个简单的词法分析器。该词法分析器将读取字符串并将其拆分成标记序列。下面是一个示例代码：


import re

# 定义关键字
keywords = {'if', 'else', 'while', 'for'}

# 定义正则表达式模式
token_specification = [
('NUMBER', r'\d+(\.\d*)?'), # 整数或小数
('ASSIGN', r':='), # 赋值运算符
('ID', r'[A-Za-z]+'), # 标识符
('OP', r'[+\-*/]'), # 算术运算符
('NEWLINE', r'\n'), # 换行符
('SKIP', r'[ \t]+'), # 忽略空格和制表符
('MISMATCH',r'.'), # 其他任何字符都不匹配
]

# 将模式组合成正则表达式
regex_pattern = '|'.join('(?P<%s>%s)' % pair for pair in token_specification)

def tokenize(source_code):
# 扫描源代码并生成标记序列
for mo in re.finditer(regex_pattern, source_code):
kind = mo.lastgroup # 获取令牌名称
value = mo.group() # 获取令牌的实际值
if kind == 'ID' and value in keywords:
kind = value # 将关键字转换为标识符
elif kind == 'NUMBER':
value = float(value) if '.' in value else int(value)
elif kind == 'NEWLINE':
continue # 忽略换行符
elif kind == 'SKIP':
continue # 忽略空格和制表符
elif kind == 'MISMATCH':
raise RuntimeError(f'Unexpected character: {value!r}')
yield kind, value # 返回标记序列

# 示例用法
source_code = '''
x := 3
y := 4.2
if x < y:
print("x is less than y")
else:
print("x is greater than or equal to y")
'''

for token in tokenize(source_code):
print(token)


在上面的示例中，我们使用了正则表达式模式来定义各种不同类型的标记。模式以元组的形式存储在token_specification列表中，并且由于每个模式都是一个命名捕获组，因此它们可以使用P<name>语法通过名称引用。

然后我们按照优先级将所有的模式组合成一个大的正则表达式regex_pattern，并将其传递给re.finditer函数进行扫描。该函数返回一个迭代器，依次产生匹配的对象。

我们遍历这些匹配对象，获取它们的类型和值，并根据需要进行转换。如果我们发现一个不支持的字符，则引发运行时错误。最后，我们使用yield语句生成标记序列，该序列可以用于解析源代码。