编译器如何确定字符串是否与正则表达式匹配?

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我最近在学习编译器,更具体地说是 Ocaml 编译器,我想知道编译器如何实际确定字符串匹配哪个正则表达式。它是否为词法分析器定义的每个正则表达式构建一个 DFA,然后测试每个 DFA 上的每个字符串,直到找到匹配项,或者是否存在其他算法/直觉。

网上找不到明确答案

compiler-construction ocaml ocamllex
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编译器通常利用算法进行模式匹配,正则表达式也不例外。以下是编译器如何确定字符串是否与正则表达式匹配的简化概述:

  1. 解析正则表达式:编译器首先解析用户提供的正则表达式。这涉及将正则表达式分解为其组成部分,例如文字、元字符、量词等。

  2. 转换为有限自动机:许多正则表达式引擎在内部将解析后的正则表达式转换为有限自动机(FA)。该自动机本质上是一个状态机,它表示基于输入字符串中的字符的所有可能的转换。

  3. 确定可能的匹配:编译器使用有限自动机来确定输入字符串中正则表达式的所有可能匹配。这涉及根据输入字符串的字符遍历自动机。

  4. 回溯和优化:根据正则表达式引擎,可能会有诸如回溯之类的优化和策略来有效地找到匹配项。回溯包括在比赛失败时重新审视之前的决定,探索替代路径。

  5. 匹配评估:当编译器遍历有限自动机并可能回溯时,它会评估输入字符串是否满足正则表达式。如果遍历整个输入字符串而没有达到指示失败的状态,则正则表达式与该字符串匹配。

  6. 报告匹配:如果找到匹配,编译器可能会返回有关匹配的信息,例如匹配的子字符串、输入字符串中的位置等。

不同正则表达式引擎之间的实际实现细节可能存在很大差异。某些引擎可能使用不同的算法、优化或数据结构,但基本过程涉及将正则表达式转换为某种形式的状态机,然后使用它来评估输入字符串。

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