Мюррей Хилл - C++ Страница 17

После того, как пустое место пропущено, следующий символ используется для определения того, какого вида какого вида лексема приходит. Давайте сначала рассмотрим некоторые случаи отдельно, прежде чем приводить всю функцию. Ограничители лесем '\n' и ';' обрабатываются так:

switch (ch) (* case ';': case '\n': cin »» WS; // пропустить пропуск return curr_tok=PRINT;

Пропуск пустого места делать необязательно, но он позвляет избежать повторных обращений к get_token(). WS – это стандартный пропусковый объект, описанный в «stream.h»; он используется только для сброса пропуска. Ошибка во вводе или конец ввода не будут обнаружены до следующего обращения к get _token(). Обратите внимание на то, как можно использовать несколько меток case (случаев) для одной и той же последовтельности операторов, обрабатывающих эти случаи. В обоих случаях возвращается лексема PRINT и помещается в curr_tok.

Числа обрабатываются так:

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;

Располагать метки случаев case горизонтально, а не ветикально, не очень хорошая мысль, поскольку читать это гораздо труднее, но отводить по одной строке на каждую цифру нудно.

Поскольку операция »» определена также и для чтения констант с плавающей точкой в double, программирование этого не составляет труда: сперва начальный символ (цифра или точка) помещается обратно в cin, а затем можно считывать контанту в number_value.

Имя, то есть лексема NAME, определяется как буква, за которой возможно следует несколько букв или цифр:

if (isalpha(ch)) (* char* p = name_string; *p++ = ch; while (cin.get(ch) amp; amp; isalnum(ch)) *p++ = ch; cin.putback(ch); *p = 0; return curr_tok=NAME; *)

Эта часть строит в name_string строку, заканчивающуюся нулем. Функции isalpha() и isalnum() заданы в «ctype.h»; isalnum(c) не ноль, если c буква или цифра, ноль в противном случае.

Вот, наконец, функция ввода полностью:

token_value get_token() (* char ch;

do (* // пропускает пропуски за исключением '\n' if(!cin.get(ch)) return curr_tok = END; *) while (ch!='\n' amp; amp; isspace(ch));

switch (ch) (* case ';': case '\n': cin »» WS; // пропустить пропуск return curr_tok=PRINT; case '*': case '/': case '+': case '-': case '(': case ')': case '=': return curr_tok=ch; 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; default: // NAME, NAME= или ошибка if (isalpha(ch)) (* char* p = name_string; *p++ = ch; while (cin.get(ch) amp; amp; isalnum(ch)) *p++ = ch; cin.putback(ch); *p = 0; return curr_tok=NAME; *) error(«плохая лексема»); return curr_tok=PRINT; *) *)

Поскольку token_value (значение лексемы) операции было определено как целое значение этой операции*, обработка всех операций тривиальна.

– * знака этой операции. (прим. перев.)

3.1.3 Таблица имен

К таблице имен доступ осуществляется с помощью одной функции

name* look(char* p, int ins =0);

Ее второй параметр указывает, нужно ли сначала поместить строку символов в таблицу. Инициализатор =0 задает параметр, который надлежит использовать по умолчанию, когда look() взывается с одним параметром. Это дает удобство записи, когда look(«sqrt2») означает look(«sqrt2»,0), то есть просмотр, без помещения в таблицу. Чтобы получить такое же удобство записи для помещения в таблицу, определяется вторая функция:

inline name* insert(char* s) (* return look(s,1);*)

Как уже отмечалось раньше, элементы этой таблицы имеют тип:

srtuct name (* char* string; char* next; double value; *)

Член next используется только для сцепления вместе имен в таблице.

Сама таблица – это просто вектор указателей на объекты типа name:

const TBLSZ = 23; name* table[TBLSZ];

Поскольку все статические объекты инициализируются нлем, это тривиальное описание таблицы table гарантирует также надлежащую инициализацию.

Для нахождения элемента в таблице в look() принимается простой алгоритм хэширования (имена с одним и тем же хэш-кдом зацепляются вместе):

int ii = 0; // хэширование char* pp = p; while (*pp) ii = ii««1 ^ *pp++; if (ii « 0) ii = -ii; ii %= TBLSZ;

То есть, с помощью исключающего ИЛИ каждый символ во входной строке «добавляется» к ii («сумме» предыдущих символов). Бит в x^y устанавливается единичным тогда и только тода, когда соответствующие биты в x и y различны. Перед примнением в символе исключающего ИЛИ, ii сдвигается на один бит влево, чтобы не использовать в слове только один байт. Это можно было написать и так:

ii ««= 1; ii ^= *pp++;

Кстати, применение ^ лучше и быстрее, чем +. Сдвиг важен для получения приемлемого хэш-кода в обоих случаях. Операторы

if (ii « 0) ii = -ii; ii %= TBLSZ;

обеспечивают, что ii будет лежать в диапазоне 0...TBLS1; % – это операция взятия по модулю (еще называемая получнием остатка).

Вот функция полностью:

extern int strlen(const char*); extern int strcmp(const char*, const char*); extern int strcpy(const char*, const char*);

name* look(char* p, int ins =0) (* int ii = 0; // хэширование char* pp = p; while (*pp) ii = ii««1 ^ *pp++; if (ii « 0) ii = -ii; ii %= TBLSZ;

for (name* n=table[ii]; n; n=n-»next) // поиск if (strcmp(p,n-»string) == 0) return n;

if (ins == 0) error(«имя не найдено»);

name* nn = new name; // вставка nn-»string = new char[strlen(p)+1]; strcpy(nn-»string,p); nn-»value = 1; nn-»next = table[ii]; table[ii] = nn; return nn; *)

После вычисления хэш-кода ii имя находится простым промотром через поля next. Проверка каждого name осуществляется с помощью стандартной функции strcmp(). Если строка найдена, возвращается ее name, иначе добавляется новое name.

Добавление нового name включает в себя создание нового объекта в свободной памяти с помощью операции new (см. #3.2.6), его инициализацию, и добавление его к списку имен. Последнее осуществляется просто путем помещения нового имени в голову списка, поскольку это можно делать даже не проверяя, имеется список, или нет. Символьную строку для имени тоже нужно сохранить в свободной памяти. Функция strlen() исползуется для определения того, сколько памяти нужно, new – для выделения этой памяти, и strcpy() – для копирования строки в память.

3.1.4 Обработка ошибок

Поскольку программа так проста, обработка ошибок не сотавляет большого труда. Функция обработки ошибок просто счтает ошибки, пишет сообщение об ошибке и возвращает управлние обратно:

int no_of_errors;

double error(char* s) (* cerr «„ "error: " «« s «« «\n“; no_of_errors++; return 1; *)

Возвращается значение потому, что ошибки обычно встречаются в середине вычисления выражения, и поэтому надо либо полностью прекращать вычисление, либо возвращать значение, которое по всей видимости не должно вызвать последующих ошибок. Для простого калькулятора больше подходит последнее. Если бы get_token() отслеживала номера строк, то error() мола бы сообщать пользователю, где приблизительно обнаружена ошибка. Это наверняка было бы полезно, если бы калькулятор использовался неитерактивно.

Часто бывает так, что после появления ошибки программа должна завершиться, поскольку нет никакого разумного пути продолжить работу. Это можно сделать с помощью вызова exit(), которая очищает все вроде потоков вывода (#8.3.2), а затем завершает программу используя свой параметр в качестве ее возвращаемого значения. Более радикальный способ завершения программы – это вызов abort(), которая обрывает выполнение сразу же или сразу после сохранения где-то информации для оладчика (дамп памяти); о подробностях справьтесь, пожалуйста, в вашем руководстве.

3.1.5 Драйвер

Когда все части программы на месте, нам нужен только драйвер для инициализации и всего того, что связано с запуком. В этом простом примере main() может работать так:

int main() (* // вставить предопределенные имена: insert(«pi»)-»value = 3.1415926535897932385; insert("e")-»value = 2.7182818284590452354;

while (cin) (* get_token(); if (curr_tok == END) break; if (curr_tok == PRINT) continue; cout «„ expr() «« «\n“; *) return no_of_errors; *)

Принято обычно, что main() возвращает ноль при нормалном завершении программы и не ноль в противном случае, поэтому это прекрасно может сделать возвращение числа ошибок. В данном случае оказывается, что инициализация нужна только для введения предопределенных имен в таблицу имен.

Основная работа цикла – читать выражения и писать ответ. Это делает строка:

cout «„ expr() «« «\n“;

Проверка cin на каждом проходе цикла обеспечивает завешение программы в случае, если с потоком ввода что-то не так, а проверка на END обеспечивает корректный выход из цикла, когда get_token() встречает конец файла. Оператор break осуществляет выход из ближайшего содержащего его оператора switch или оператора цикла (то есть, оператора for, оператора while или оператора do). Проверка на PRINT (то есть, на '\n' или ';') освобождает expr() от обязанности обрабатывать путые выражения. Оператор continue равносилен переходу к самому концу цикла, поэтому в данном случае

while (cin) (* // ... if (curr_tok == PRINT) continue; cout «„ expr() «« «\n“; *)

эквивалентно

while (cin) (* // ... if (curr_tok == PRINT) goto end_of_loop; cout «„ expr() «« «\n“; end_of_loop *)

Более подробно циклы описываются в #с.9.

3.1.6 Параметры командной строки

После того, как программа была написана и оттестирована, я заметил, что часто набирать выражения на клавиатуре в стадартный ввод надоедает, поскольку обычно использование прораммы состоит в вычислении одного выражения. Если бы можно было представлять это выражение как параметр командной стрки, не приходилось бы так много нажимать на клавиши.

Как уже говорилось, программа запускается вызовом main(). Когда это происходит, main() получает два параметра указывающий число параметров, обычно называемый argc и вектор параметров, обычно называемый argv. Параметры – это символные строки, поэтому argv имеет тип char*[argc]. Имя программы (так, как оно стоит в командной строке) передается в качестве argv[0], поэтому argc всегда не меньше единицы. Например, в случае команды