Бьерн Страуструп. Язык программирования С++ Второе дополненное издание



Pdf көрінісі
бет66/256
Дата11.07.2022
өлшемі2,87 Mb.
#37591
1   ...   62   63   64   65   66   67   68   69   ...   256
Байланысты:
Бьерн Страуструп. Язык программирования С . М Бином, 2011

ГЛАВА 3. ВЫРАЖЕНИЯ И ОПЕРАТОРЫ 
"Но с другой стороны не следует забывать про эффективность" 
(Джон Бентли) 
С++ имеет сравнительно небольшой набор операторов, который позволяет создавать гибкие структуры 
управления, и богатый набор операций для работы с данными. Основные их возможности показаны в 
этой главе на одном завершенном примере. Затем приводится сводка выражений, и подробно 
обсуждаются операции преобразования типа и размещение в свободной памяти. Далее дана сводка 
операторов, а в конце главы обсуждается выделение текста пробелами и использование комментариев. 
3.1 Калькулятор 
Мы познакомимся с выражениями и операторами на примере программы калькулятора. Калькулятор 
реализует четыре основных арифметических действия в виде инфиксных операций над числами с 
плавающей точкой. В качестве упражнения предлагается добавить к калькулятору переменные. 
Допустим, входной поток имеет вид: 
r=2.5 
area=pi*r*r 
(здесь pi имеет предопределенное значение). Тогда программа калькулятора выдаст: 
2.5 
19.635 
Результат вычислений для первой входной строки равен 2.5, а результат для второй строки - это 
19.635. 
Программа калькулятора состоит из четырех основных частей: анализатора, функции ввода, таблицы 
имен и драйвера. По сути – это транслятор в миниатюре, в котором анализатор проводит 
синтаксический анализ, функция ввода обрабатывает входные данные и проводит лексический анализ, 
таблица имен хранит постоянную информацию, нужную для работы, а драйвер выполняет 
инициализацию, вывод результатов и обработку ошибок. К такому калькулятору можно добавить много 
других полезных возможностей, но программа его и так достаточно велика (200 строк), а введение 
новых возможностей только увеличит ее объем, не давая дополнительной информации для изучения 
С++. 
3.1.1 Анализатор 
Грамматика языка калькулятора определяется следующими правилами: 
программа: 
END // END -
это конец ввода 
список-выражений END 
список-выражений: 
выражение PRINT // PRINT - это '\n' или ';' 
выражение PRINT список-выражений 
выражение: 
выражение + терм 
выражение - терм 
терм 
терм: 
терм / первичное 
терм * первичное 
первичное 


Бьерн Страуструп.
Язык программирования С++ 
 
71 
первичное: 
NUMBER // число с плавающей запятой в С++ 
NAME // имя в языке С++ за исключением '_' 
NAME = выражение 
-
первичное 
( выражение ) 
Иными словами, программа есть последовательность строк, а каждая строка содержит одно или 
несколько выражений, разделенных точкой с запятой. Основные элементы выражения - это числа, 
имена и операции *, /, +, - (унарный и бинарный минус) и =. Имена необязательно описывать до 
использования. 
Для синтаксического анализа используется метод, обычно называемый рекурсивным спуском. Это 
распространенный и достаточно очевидный метод. В таких языках как С++, то есть в которых операция 
вызова не сопряжена с большими накладными расходами, это метод эффективен. 
Для каждого правила грамматики имеется своя функция, которая вызывает другие функции.
Терминальные символы (например, END, NUMBER, + и -) распознаются лексическим анализатором 
get_token(). Нетерминальные символы распознаются функциями синтаксического анализатора expr(), 
term() и prim(). Как только оба операнда выражения или подвыражения стали известны, оно 
вычисляется. В настоящем трансляторе в этот момент создаются команды, вычисляющие выражение. 
Анализатор использует для ввода функцию get_token(). Значение последнего вызова get_token() 
хранится в глобальной переменной curr_tok. Переменная curr_tok принимает значения элементов 
перечисления token_value: 
enum token_value { 
NAME, NUMBER, END, 
PLUS='+', MINUS='-', MUL='*', DIV='/', 
PRINT=';', ASSIGN='=', LP='(', RP=')' 
}; 
token_value curr_tok; 
Для всех функций анализатора предполагается, что get_token() уже была вызвана, и поэтому в curr_tok 
хранится следующая лексема, подлежащая анализу. Это позволяет анализатору заглядывать на одну
лексему вперед. Каждая функция анализатора всегда читает на одну лексему больше, чем нужно для 
распознавания того правила, для которого она вызывалась. Каждая функция анализатора вычисляет
"свое" выражение и возвращает его результат. Функция expr() обрабатывает сложение и вычитание. 
Она состоит из одного цикла, в котором распознанные термы складываются или вычитаются: 
double expr() 
// складывает и вычитает 

double left = term(); 
for(;;) 
// 
``
вечно'' 
switch(curr_tok) 

case 
PLUS: 
get_token(); 
// 
случай '+' 
left 
+= 
term(); 
break; 
case 
MINUS: 
get_token(); 
// 
случай '-' 
left 
-= 
term(); 
break; 
default: 
return 
left; 


Сама по себе эта функция делает немного. Как принято в высокоуровневых функциях больших 
программ, она выполняет задание, вызывая другие функции. Отметим, что выражения вида 2-3+4 
вычисляются как (2-3)+4, что предопределяется правилами грамматики. Непривычная запись for(;;) - это 


Бьерн Страуструп.
Язык программирования С++ 
 
72 
стандартный способ задания бесконечного цикла, и его можно обозначить словом "вечно". Это 
вырожденная форма оператора for, и альтернативой ей может служить оператор while(1). Оператор 
switch выполняется повторно до тех пор, пока не перестанут появляться операции + или - , а тогда по 
умолчанию выполняется оператор return (default). 
Операции += и -= используются для выполнения операций сложения и вычитания. Можно написать 
эквивалентные присваивания: left=left+term() и left=left-term(). Однако вариант left+=term() и left-=term() 
не только короче, но и более четко определяет требуемое действие. Для бинарной операции @ 
выражение x@=y означает x=x@y, за исключением того, что x вычисляется только один раз. Это 
применимо к бинарным операциям: 
+ - * / % & | ^ << >> 
поэтому возможны следующие операции присваивания: 
+= -= *= /= %= &= |= ^= <<= >>= 
Каждая операция является отдельной лексемой, поэтому a + =1 содержит синтаксическую ошибку (из-за 
пробела между + и =). Расшифровка операций следующая: % - взятие остатка, &, | и ^ - разрядные 
логические операции И, ИЛИ и Исключающее ИЛИ; << и >> сдвиг влево и сдвиг вправо. Функции term() 
и get_token() должны быть описаны до определения expr(). В главе 4 рассматривается построение 
программы в виде совокупности файлов. За одним исключением, все программы калькулятора можно 
составить так, чтобы в них все объекты описывались только один раз и до их использования. 
Исключением является функция expr(), которая вызывает функцию term(), а она, в свою очередь, 
вызывает prim(), и уже та, наконец, 


Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   62   63   64   65   66   67   68   69   ...   256




©emirsaba.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет