C++

Страустрап Бьярн

Для калькулятора правила сознательно были выбраны такми, чтобы функциям по работе с потоками было неудобно эти правила обрабатывать; незначительные изменения в определении лексем сделали бы get_token обманчиво простой. Первая сложность состоит в том, что символ новой строки

'\n' является для калькулятора существенным, а функции работы с потоками считают его символом пропуска. То есть, для этих функций '\n' значим только как ограничитель лексемы. Чтобы преодолеть это, надо проверять пропуски (пробел, символы тбуляции и т.п.):

char ch

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

Вызов cin.get(ch)

считывает один символ из стандартного потока ввода в ch. Проверка if(!cin.get(ch)) не проходит в случае, если из cin нельзя считать ни одного символа. В этом случае возвращается END, чтобы завершить сеанс работы кальклятора. Используется операция ! (НЕ), поскольку get возврщает в случае успеха ненулевое значение.

Функция (inline) isspace из «ctype.h» обеспечивает стандартную проверку на то, является ли символ пропуском (#8.4.1); isspace(c) возвращает ненулевое значение, если c является символом пропуска, и ноль в противном случае. Прверка реализуется в виде поиска в таблице, поэтому использвание isspace намного быстрее, чем проверка на отдельные символы пропуска; это же относится и к функциям isalpha, isdigit и isalnum, которые используются в get_token.

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;