[컴파일러 입문] 어휘분석기 구현

1. 어휘분석기의 개념

어휘분석기는 컴파일러의 첫 번째 단계로, 소스 프로그램에 포함된 문자를 의미 단위인 토큰으로 분리하는 작업을 수행한다. 이는 프로그래밍 언어의 문법과 의미를 분석하기 위한 기초 작업이며, 이후 구문 분석 및 의미 분석의 정확성을 결정짓는 핵심 역할을 담당한다. 어휘분석기는 입력된 프로그램 문자열에서 연속된 문자들을 검사하여 식별자, 예약어, 상수, 연산자, 구분자 등 다양한 토큰으로 구분한다. 예를 들어, C 언어 코드인 `int sum=0;`이 입력되면, 어휘분석기는 이를 각각 `int`, `sum`, `=`, `0`, `;`라는 토큰으로 추출한다. 현대 통계에 따르면, 대형 프로젝트에서 사용하는 소스 코드의 평균 길이는 10만 줄 이상이며, 어휘분석기의 처리 속도는 초당 수천에서 수만 개의 토큰을 분석할 수 있어 대형 프로젝트에서도 실시간 처리에 문제없음을 보여준다. 어휘분석기는 정규 표현식, 유한 오토마탑(FA), 트라이 구조 등의 자료구조와 알고리즘을 활용하여 토큰 인식에 높은 효율성을 확보한다. 특히, 정규 표현식을 통한 패턴 매칭은 복잡한 언어 규칙을 간단하고 빠르게 구현하는 데 유리하며, 유한 오토마탑은 패턴 인식의 효…