Варианты заданий (1114804), страница 11
Текст из файла (страница 11)
Операция должна иметь возможность:54— извлечения операндов из стека и занесения в стек нового значения,т.е. модификации стека;— изменения указателя на текущий интерпретируемый элемент ПОЛИЗа (для выполнения операции перехода).Как уже отмечалось в §3.3, использования глобальных переменных следует избегать, насколько это возможно. Таким образом, желательно передавать методу Evaluate всю необходимую информацию через параметры.Поскольку как стек, так и указатель на текущий интерпретируемый элемент в нашем примере реализуются переменными типа PolizItem*, а самэлемент ПОЛИЗа никогда не изменяется в ходе интерпретации, профильметода Evaluate в классе PolizElem может выглядеть так:class PolizElem {public:// ...virtual void Evaluate(PolizItem **stack,PolizItem **cur_cmd) const = 0;// ...};Ясно, что этот интерфейс имеет слишком общий вид и может оказатьсянеудобен для реализации большинства объектов.
Действительно, всего двеоперации (условный и безусловный переходы) нуждаются в прямом доступе к указателю текущей команды, тогда как все остальные типы элементовпри вычислении производят над счетчиком одну и ту же операцию – сдвигна следующий элемент. Что касается стека, то практически все командыпосле выполнения помещают в стек ровно одно значение либо не помещают ни одного. Более того, относительно всех констант можно сказатьоднозначно, что они вычисляются путём помещения в стек собственнойкопии.Поскольку класс PolizElem имеет виртуальный метод, следует описатьи виртуальный деструктор. В самом классе PolizElem он, естественно, будет пустым.Наконец, для удобства работы со стеком можно добавить в классPolizElem статические (т.е.
не использующие текущий объект) методыPush и Pop. В итоге заголовок класса примет следующий вид:class PolizElem {public:virtual ~PolizElem() {}virtual void Evaluate(PolizItem **stack,55PolizItem **cur_cmd) const = 0;protected:static void Push(PolizItem **stack, PolizElem *elem);static PolizElem* Pop(PolizItem **stack);};Забегая вперед, порекомендуем для методов Push и Pop следующие соглашения: при вызове Push в стек помещается непосредственно объект, указанный параметром elem.
(т.е. предполагается, что соответствующая копияуже создана вызывающим), а при возврате из Pop возвращается указательна объект, на который больше нигде указателей нет (можно заметить, чтотут копию можно не создавать). Причины для принятия именно таких соглашений вскоре станут ясны.Методы промежуточных классов Как уже говорилось, для классов,представляющих константы, необходима возможность создания копии объекта.
Этого можно добиться, введя в классе PolizConst метод Clone:virtual PolizElem* Clone() const = 0;Метод следует объявить чисто виртуальным, т.к. мы не можем задать правило копирования, пригодное для всех констант одновременно. Реальноесодержание этот метод получит в классах, описывающих конкретные видыконстант.Теперь вcпомним, что вычисление константы заключается в помещениив стек её копии. Таким образом, метод Evaluate оказывается одинаковымдля всех констант и может быть реализован в классе PolizConst с тем,чтобы в его потомках переписывать этот метод было не нужно. Реализацияметода PolizConst::Evaluate может выглядеть так:void PolizConst::Evaluate(PolizItem **stack,PolizItem **cur_cmd) const{Push(stack, Clone());*cur_cmd = (*cur_cmd)->next;}Те из операций ПОЛИЗа, которые не требуют вмешательства в указатель текущей команды (т.е.
все, кроме двух операций перехода) объединимв класс PolizFunction и опишем для него методvirtual PolizElem* EvaluateFun(PolizItem **stack) const = 0;56PolizExPolizExNotInt...PolizExNotLabelPolizEx...Рис. 4: Классы исключений интерпретатора ПОЛИЗаОт метода Evaluate этот новый метод отличается отсутствием параметра cur_cmd и наличием возвращаемого значения. Предполагаем,что этот метод осуществляет только изъятие из стека операндов, аоперацию помещения в стек результата будет производить функцияPolizFunction::Evaluate. Если операция не производит результата (этокасается операции присваивания и операторов игровых действий), методEvaluateFun должен будет возвращать нулевой указатель.
С учетом сказанного реализация метода PolizFunction::Evaluate может выглядетьтак:void PolizConst::Evaluate(PolizItem **stack,PolizItem **cur_cmd) const{PolizElem *res = EvaluateFun(stack);if(res) Push(stack, res);*cur_cmd = (*cur_cmd)->next;}Для эстетов можно предложить еще один шаг – описать абстрактные классыPolizFun0, PolizFun1 и PolizFun2 для представления функций, получающих соответственно нуль, один и два аргумента16 . Тогда при реализации конкретных функций операции со стеком не понадобятся.4.5.4ИсключенияДля обработки исключительных ситуаций при интерпретации ПОЛИЗавам понадобятся классы, описывающие конкретные случаи исключений.В дальшейших примерах мы используем классы PolizExNotLabel иPolizExNotNumber, конструкторы которых получают на вход адрес объектакласса PolizElem; предполагается, что в конструктор будет передаваться16Функции бо́льшего числа аргументов в нашей задаче не встречаются57адрес объекта, ставшего причиной ошибки.
Рекомендуется наследовать этии другие классы исключений от некоего общего предка, например, PolizEx(см. рис. 4).4.5.5Примеры реализаций конкретных классовВ этом параграфе мы приведём реализацию нескольких классов иерархии.Реализацию остальных классов предоставим читателю произвести самостоятельно.Прежде всего напомним, что узнать, действительно ли данный указатель, имеющий тип “указатель на класс-предок”, указывает на объект потомок нужного типа, проще всего с помощью оператора dynamic_cast. Так,если переменная p имеет тип PolizElem *, выражениеdynamic_cast<PolizInt*>(p)будет равно нулю, если p указывает на объект, не являющийся экземпляромPolizInt. Если же p действительно указывает на объект класса PolizIntили его потомка, выражение вернёт адрес типа PolizInt *, равный значению указателя p.Константы Для начала опишем класс PolizInt как один из самых простых.class PolizInt : public PolizConst {int value;public:PolizInt(int a) { value = a; }virtual ~PolizInt() {}virtual PolizElem* Clone() const{ return new PolizInt(value); }int Get() const { return value; }};Другие константы описываются совершенно аналогично.
На всякий случай дадим также описание класса PolizLabel, т.к. этот класс вызывает умногих студентов непонимание.class PolizLabel : public PolizConst {PolizItem* value;public:PolizLabel(PolizItem* a) { value = a; }58virtual ~PolizLabel() {}virtual PolizElem* Clone() const{ return new PolizLabel(value); }PolizItem* Get() const { return value; }};Желающим можно предложить реализовать понятие константы в виде класса-шаблонаPolizGenericConst<class T>, а приведенные выше классы оформить с помощью конструкции typedef.Безусловный переход Описание класса операции “безусловный переход” может выглядеть примерно так:class PolizOpGo : public PolizElem {public:PolizOpGo() {}virtual ~PolizOpGo() {}void Evaluate(PolizItem **stack,PolizItem **cur_cmd) const{PolizElem *operand1 = Pop(stack);PolizLabel *lab = dynamic_cast<PolizLabel*>(operand1);if(!lab) throw PolizExNotLabel(operand1);PolizItem *addr = lab->Get();*cur_cmd = addr;delete operand1;}};Обратите внимание на оператор delete.
Нелишним будет напомнить, чтов стеке хранятся копии констант; после извлечения с помощью функцииPop соответствующего объекта из стека он больше ни в каких структурахданных не фигурирует, единственный указатель на него – наш локальныйoperand1. Если не уничтожить этот объект, он окажется в “мусоре”.Операция сложения Реализацию класса PolizFunPlus, представляющего операцию ПОЛИЗа “сложение двух чисел”, приведем в предположении, что этот класс наследуется непосредственно от PolizFunction.class PolizFunPlus : public PolizFunction {public:59PolizFunPlus() {}virtual ~PolizFunPlus() {}PolizElem* EvaluateFun(PolizItem **stack) const{PolizElem *operand1 = Pop(stack);PolizLabel *i1 = dynamic_cast<PolizInt*>(operand1);if(!i1) throw PolizExNotInt(operand1);PolizElem *operand2 = Pop(stack);PolizLabel *i2 = dynamic_cast<PolizInt*>(operand2);if(!i2) throw PolizExNotInt(operand2);int res = i1->Get() + i2->Get();delete operand1;delete operand2;return new PolizInt(res);}};4.6Еще о переводе в ПОЛИЗПеревод текста на вашем языке программирования в ПОЛИЗ лучше всего осуществлять на этапе синтаксического анализа с помощью действий,вставленных в грамматику.У cтудентов часто возникают затруднения с пониманием того, какимобразом происходит соответствующий перевод.В этом параграфе мы опишем алгоритм перевода арифметических выражений в ПОЛИЗ с помощью стека операций.Для перевода арифметического выражения в ПОЛИЗ будет просматривать выражение слева направо, выписывая по мере возможности элементыочередные ПОЛИЗа.
В процессе этого будем использовать вспомогательный стек, в который будут в некоторых случаях помещаться символы операций и открывающие круглые скобки. Алгоритм устроен таким образом,что операнды (константы и переменные), а также закрывающие круглыескобки в стек никогда не попадают.1. Итак, в начале алгоритма делаем текущей первую позицию исходноговыражения. ПОЛИЗ считаем пустым.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
