straustrup2 (852740), страница 24
Текст из файла (страница 24)
Этот цикл необходимо как-то разорвать, для чего вполне подходит заданное доопределения prim() описание:double expr();// это описание необходимоФункция term() справляется с умножением и делением аналогично тому, как функция expr() сосложением и вычитанием:double term()// умножает и складывает{double left = prim();for(;;)switch(curr_tok){case MUL:get_token();// случай '*'left *= prim();break;case DIV:get_token();// случай '/'double d = prim();if (d == 0) return error("деление на 0");left /= d;break;default:return left;}}Проверка отсутствия деления на нуль необходима, поскольку результат деления на нуль неопределени, как правило, приводит к катастрофе.Функция error() будет рассмотрена позже.
Переменная d появляется в программе там, где онадействительно нужна, и сразу же инициализируется. Во многих языках описание может находитьсятолько в начале блока. Но такое ограничение может искажать естественную структуру программы испособствовать появлению ошибок. Чаще всего не инициализированные локальные переменныесвидетельствуют о плохом стиле программирования. Исключение составляют те переменные, которыеинициализируются операторами ввода, и переменные типа массива или структуры, для которых неттрадиционной инициализации с помощью одиночных присваиваний. Следует напомнить, что = является72Бьерн Страуструп.Язык программирования С++операцией присваивания, тогда как == есть операция сравнения.Функция prim, обрабатывающая первичное, во многом похожа на функции expr и term().
Но раз мыдошли до низа в иерархии вызовов, то в ней кое-что придется сделать. Цикл для нее не нужен:double number_value;char name_string[256];double prim()// обрабатывает первичное{switch (curr_tok) {case NUMBER:// константа с плавающей точкойget_token();return number_value;case NAME:if (get_token() == ASSIGN) {name* n = insert(name_string);get_token();n->value = expr();return n->value;}return look(name_string)->value;case MINUS:// унарный минусget_token();return -prim();case LP:get_token();double e = expr();if (curr_tok != RP) return error("требуется )");get_token();return e;case END:return 1;default:return error("требуется первичное");}}Когда появляется NUMBER (то есть константа с плавающей точкой), возвращается ее значение.Функция ввода get_token() помещает значение константы в глобальную переменную number_value.
Еслив программе используются глобальные переменные, то часто это указывает на то, что структура не доконца проработана, и поэтому требуется некоторая оптимизация. Именно так обстоит дело в данномслучае. В идеале лексема должна состоять из двух частей: значения, определяющего вид лексемы (вданной программе это token_value), и (если необходимо) собственно значения лексемы. Здесь жеимеется только одна простая переменная curr_tok, поэтому для хранения последнего прочитанногозначения NUMBER требуется глобальная переменная number_value. Такое решение проходит потому,что калькулятор во всех вычислениях вначале выбирает одно число, а затем считывает другое извходного потока.
В качестве упражнения предлагается избавиться от этой излишней глобальнойпеременной ($$3.5 [15]).Если последнее значение NUMBER хранится в глобальной переменной number_value, то строковоепредставление последнего значения NAME хранится в name_string. Перед тем, как что-либо делать сименем, калькулятор должен заглянуть вперед, чтобы выяснить, будет ли ему присваиваться значение,или же будет только использоваться существующее его значение.
В обоих случаях надо обратиться ктаблице имен. Эта таблица рассматривается в $$3.1.3; а здесь достаточно только знать, что онасостоит из записей, имеющих вид:struct name {char* string;name* next;double value;};73Бьерн Страуструп.Язык программирования С++Член next используется только служебными функциями, работающими с таблицей:name* look(const char*);name* insert(const char*);Обе функции возвращают указатель на ту запись name, которая соответствует их параметру-строке.Функция look() "ругается", если имя не было занесено в таблицу. Это означает, что в калькулятореможно использовать имя без предварительного описания, но в первый раз оно может появиться тольков левой части присваивания.3.1.2 Функция вводаПолучение входных данных - часто самая запутанная часть программы.
Причина кроется в том, чтопрограмма должна взаимодействовать с пользователем, то есть "мириться" с его прихотями, учитыватьпринятые соглашения и предусматривать кажущиеся редкими ошибки. Попытки заставить человекавести себя более удобным для машины образом, как правило, рассматриваются как неприемлемые, чтосправедливо. Задача ввода для функции низкого уровня состоит в последовательном считываниисимволов и составлении из них лексемы, с которой работают уже функции более высокого уровня. Вэтом примере низкоуровневый ввод делает функция get_token().
К счастью, написание низкоуровневойфункции ввода достаточно редкая задача. В хороших системах есть стандартные функции для такихопераций.Правила ввода для калькулятора были специально выбраны несколько громоздкими для потоковыхфункций ввода. Незначительные изменения в определениях лексем превратили бы get_token() вобманчиво простую функцию.Первая сложность состоит в том, что символ конца строки '\n' важен для калькулятора, но потоковыефункции ввода воспринимают его как символ обобщенного пробела. Иначе говоря, для этих функций '\n'имеет значение только как символ, завершающий лексему.
Поэтому приходится анализировать всеобобщенные пробелы (пробел, табуляция и т.п.). Это делается в операторе do, который эквивалентеноператору while, за исключением того, что тело оператора do всегда выполняется хотя бы один раз:char ch;do {// пропускает пробелы за исключением '\n'if(!cin.get(ch)) return curr_tok = END;} while (ch!='\n' && isspace(ch));Функция cin.get(ch) читает один символ из стандартного входного потока в ch. Значение условияif(!cin.get(ch)) - ложь, если из потока cin нельзя получить ни одного символа.
Тогда возвращаетсялексема END, чтобы закончить работу калькулятора. Операция ! (NOT) нужна потому, что в случаеуспешного считывания get() возвращает ненулевое значение.Функция-подстановка isspace() из <ctype.h> проверяет, не является ли ее параметр обобщеннымпробелом ($$10.3.1). Она возвращает ненулевое значение, если является, и нуль в противном случае.Проверка реализуется как обращение к таблице, поэтому для скорости лучше вызывать isspace(), чемпроверять самому. То же можно сказать о функциях isalpha(), isdigit() и isalnum(), которые используютсяв get_token().После пропуска обобщенных пробелов следующий считанный символ определяет, какой будетначинающаяся с него лексема. Прежде, чем привести всю функцию, рассмотрим некоторые случаиотдельно.
Лексемы '\n' и ';', завершающие выражение, обрабатываются следующим образом:switch (ch) {case ';':case '\n':cin >> ws;// пропуск обобщенного пробелаreturn curr_tok=PRINT;Необязательно снова пропускать пробел, но, сделав это, мы избежим повторных вызовов функцииget_token(). Переменная ws, описанная в файле <stream.h>, используется только как приемникненужных пробелов. Ошибка во входных данных, а также конец ввода не будут обнаружены доследующего вызова функции get_token().
Обратите внимание, как несколько меток выбора помечаютодну последовательность операторов, заданную для этих вариантов. Для обоих символов ('\n' и ';')74Бьерн Страуструп.Язык программирования С++возвращается лексема PRINT, и она же помещается в curr_tok.Числа обрабатываются следующим образом:case '0':case '1':case '2':case '3':case '4':case '5':case '6':case '7':case '8':case '9':case '.':cin.putback(ch);cin >> number_value;return curr_tok=NUMBER;Размещать метки вариантов горизонтально, а не вертикально,- не самый лучший способ, посколькутакой текст труднее читать; но писать строку для каждой цифры утомительно.
Поскольку оператор >>может читать константу с плавающей точкой типа double, программа тривиальна: прежде всегоначальный символ (цифра или точка) возвращается назад в cin, а затем константу можно считать вnumber_value. Имя, т.е. лексема NAME, определяется как буква, за которой может идти несколько буквили цифр:if (isalpha(ch)) {char* p = name_string;*p++ = ch;while (cin.get(ch) && isalnum(ch)) *p++ = ch;cin.putback(ch);*p = 0;return curr_tok=NAME;}Этот фрагмент программы заносит в name_string строку, оканчивающуюся нулевым символом. Функцииisalpha() и isalnum() определены в <ctype.h>. Результат isalnum(c) ненулевой, если c - буква или цифра,и нулевой в противном случае.Приведем, наконец, функцию ввода полностью:token_value get_token(){char ch;do {// пропускает обобщенные пробелы за исключением '\n'if(!cin.get(ch)) return curr_tok = END;} while (ch!='\n' && isspace(ch));switch (ch) {case ';':case '\n':cin >> ws;// пропуск обобщенного пробелаreturn curr_tok=PRINT;case '*':case '/':case '+':case '-':case '(':case ')':case '=':return curr_tok=token_value(ch);case '0': case '1': case '2': case '3': case '4':case '5': case '6': case '7': case '8': case '9':75Бьерн Страуструп.Язык программирования С++case '.':cin.putback(ch);cin >> number_value;return curr_tok=NUMBER;default:// NAME, NAME= или ошибкаif (isalpha(ch)) {char* p = name_string;*p++ = ch;while (cin.get(ch) && isalnum(ch)) *p++ = ch;cin.putback(ch);*p = 0;return curr_tok=NAME;}error("недопустимая лексема");return curr_tok=PRINT;}}Преобразование операции в значение лексемы для нее тривиально, поскольку в перечисленииtoken_value лексема операции была определена как целое (код символа операции).3.1.3 Таблица именЕсть функция поиска в таблице имен:name* look(char* p, int ins =0);Второй ее параметр показывает, была ли символьная строка, обозначающая имя, ранее занесена втаблицу.
Инициализатор =0 задает стандартное значение параметра, которое используется, еслифункция look() вызывается только с одним параметром. Это удобно, так как можно писать look("sqrt2"),что означает look("sqrt2",0), т.е. поиск, а не занесение в таблицу. Чтобы было так же удобно задаватьоперацию занесения в таблицу, определяется вторая функция:inline name* insert(const char* s) { return look(s,1); }Как ранее упоминалось, записи в этой таблице имеют такой тип:struct name {char* string;name* next;double value;};Член next используется для связи записей в таблице. Собственно таблицауказателей на объекты типа name:- это просто массивconst TBLSZ = 23;name* table[TBLSZ];Поскольку по умолчанию все статические объекты инициализируются нулем, такое тривиальноеописание таблицы table обеспечивает также и нужную инициализацию.Для поиска имени в таблице функция look() использует простой хэш-код (записи, в которых именаимеют одинаковый хэш-код, связываются вместе):int ii = 0;// хэш-кодconst char* pp = p;while (*pp) ii = ii<<1 ^ *pp++;if (ii < 0) ii = -ii;ii %= TBLSZ;Иными словами, с помощью операции ^ ("исключающее ИЛИ") все символы входной строки pпоочередно добавляются к ii.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
