综合程序设计

REliable,INtelligent&Scalable程序设计Programming第13REliable,INtelligent&Scalable程序设计Programming第13编写程ChapterWriting翻译自Stroustrup概REliable,INtelligent&Scalable•••概REliable,INtelligent&Scalable•••••2构建程REliable,INtelligent&Scalable•构建程REliable,INtelligent&Scalable•••–––调测•3编写程序：策REliable,INtelligent&Scalable•编写程序：策REliable,INtelligent&Scalable•问题的描述是否清楚肯定有！例如iostreams,vector等••••–4编写程序：策REliable,INtelligent&Scalable•–即使编写程序：策REliable,INtelligent&Scalable•–即使有经验的程序员也会犯错–设计优秀的程序相当困–让编译器探测错误比在一开始就仔细确保每个细节都正确要快捷–构建简单的、不完备的版本可以使我们能够进行试验和反5一个简单的计算REliable,INtelligent&Scalable•–一个简单的计算REliable,INtelligent&Scalable•–••••••Expression:Result:4Result:8Expression:2+3-Result:•下面，我们细化这个问题6伪代REliable,INtelligent&Scalable•第一个想法int{while(get伪代REliable,INtelligent&Scalable•第一个想法int{while(getaline)analyze//pseudo//what’sa//whatdoesthatevaluatetheexpressionprinttheresult}}•••••45+5/7表示成数据如何从输入字符串中发现 /如何确45+5/7表示45+(5/7)而不我们是否允许进行浮点数运算(必需的我们是否可以定义变量v=7m=9;v*m以后就可以运算它们7一个简单的计算REliable,INtelligent&Scalable•等一下我们只不过在做毫无意义的重复性工作一个简单的计算REliable,INtelligent&Scalable•等一下我们只不过在做毫无意义的重复性工作•专家们会做什么–––计算机能够计算表达式已经超过50年肯定已经有解决方案了专家们都做了些什么••8一个简单的计算器-第一个版REliable,INtelligent&Scalable一个简单的计算器-第一个版REliable,INtelligent&Scalableint{cout<<"Pleaseenterexpression(wecanhandle+and-):";intlval=0;intintres;if读入表达式，例如1res=lval+rval;elseif(op=='-')res=lval-cout<<"Result:"<<res<<'\n';return}9一个简单的计算器-第二个版REliable,INtelligent&一个简单的计算器-第二个版REliable,INtelligent&Scalable{cout<<"Pleaseenterexpression(wecanhandle+,-,*,and/):";intlval=0;intchar//读入最左边的操作if(!cin)error("nofirstwhile(cin>>op){if(!cin)error("nosecond//重复读入操作符和右操作一个简单的计算器-第二个版REliable,INtelligent&Scalable一个简单的计算器-第二个版REliable,INtelligent&Scalable{caselval+=rval;case'-lval-=rval;caselval*=rval;caselval/=rval;//add:lval=lval+//subtract:lval=lval-//multiply:lval=lval*//divide:lval=lval/一个简单的计算器-第二个版REliable,INtelligent&一个简单的计算器-第二个版REliable,INtelligent&Scalable//notanotheroperator:printcout<<"Result:"<<lval<<'\n';return}}error("bad}catch(exception&e)cerr<<"error:"<<e.what()<<'\n';return1;}catch(...)cerr<<"Oops:unknownexception!\n";return2;}表达式文REliable,INtelligent&Scalable•编写一种文法-专家的做法表达式文REliable,INtelligent&Scalable•编写一种文法-专家的做法Expression‘-’TermTermTerm‘*’PrimaryTerm‘/’PrimaryTerm‘%’PrimaryNumber:floating-pointe.g.,(1-e.g.,(1-e.g.,e.g.,e.g.,3.14,构建出来的(e.g.,numbersand•程序就是由符号文REliable,INtelligent&Scalable•什么是文法––关于表达式的文REliable,INtelligent&Scalable•什么是文法––关于表达式的一系列(语法)规这些规则描述了如何分析(“解析parse”)––有些就像是我们脑子中固有的例如，我们知道下面表达式的birdsflybutfish我们知道下面的表达式是错误2*+3flybirdsfishbut––––我们如何将所知道的教给计算文法-英REliable,INtelligent&Scalable文法-英REliable,INtelligent&Scalable文法-表达REliable,INtelligent&Scalable文法-表达REliable,INtelligent&Scalable文法-表达REliable,INtelligent&Scalable文法-表达REliable,INtelligent&Scalable文法-表达REliable,INtelligent&Scalable文法-表达REliable,INtelligent&Scalable编写文REliable,INtelligent&Scalable•编写文REliable,INtelligent&Scalable•区分规则和符表达重复模识别文法规{A{B{A,B{A,A,A,A,B"{"Sequence"}"Element","Sequence{{A,A,C,A,B{AB{A,A,A,A,B,用于解析的函REliable,INtelligent&Scalable•我们需要下面的用于解析的函REliable,INtelligent&Scalable•我们需要下面的函数来匹配文//读入字符，并组cin输term()*,/,和%term//处理数字和//expression()••类比:将一组人群聚在一起解决复杂问题时，每个人指出了他的专业部分，函数返回类REliable,INtelligent&Scalable•–Tokendouble函数返回类REliable,INtelligent&Scalable•–Tokendouble//读入字符，并组(或差*,和返回乘积(或商和余数doubletermdouble//处理数字和返回•什么是符REliable,INtelligent&Scalable•我们可以将输入看做是一个符–––(包含13个字符，其中什么是符REliable,INtelligent&Scalable•我们可以将输入看做是一个符–––(包含13个字符，其中2个是空格+4*(-6)6种符号:*(-)•我们认为每一个符号都包含两––“种类e.g.,数字值e.g•我们需要一种类型来表示“符号–––t.kindt.value+什么是符REliable,INtelligent&Scalable•classToken{charkind;doublevalue;什么是符REliable,INtelligent&Scalable•classToken{charkind;doublevalue;用于数字数//从一个字符创建符:kind(ch),value(0){}Token(charch,double:kind(ch),value(val){//从一个字符和一个doubleTokent;t.kind='8';t.value=Tokenut;//Token的行为与内置类型很像，例如cout<<什么是符REliable,INtelligent&Scalable•classToken{什么是符REliable,INtelligent&Scalable•classToken{charkind;doublevalue;用于数字数//从一个字符创建符:kind(ch),value(0){}Token(charch,double:kind(ch),value(val){//从一个字符和一个double•––//“kind”‘+’来创建对//使用“kind”‘8’和值4.5来创建对和——第一个版REliable,INtelligent&Scalable和——第一个版REliable,INtelligent&ScalableExpression‘-’Termdouble{doubleleft=expression();Tokent=get_token();switch(t.kind)//读入和计算//获取下一个//查看符号的case'+':returnleft+case'-':returnleft-term();//读入并计算Term，然后执行加//读入并计算Term，然后执行减return//返回Expression的}}和——第二个版REliable,INtelligent&Scalable和——第二个版REliable,INtelligent&ScalableExpression‘-’Termdouble{doubleleft=term();Tokent=get_token();switch(t.kind)//获取下一个//查看符号的casereturnleftexpression();读入并计算Expression，然后执returnleft;返回Expression的}}和——第三个版REliable,INtelligent&Scalable和——第三个版REliable,INtelligent&ScalableExpression‘-’Termdouble{doubleleft=term();while(true){Tokent=get_token();switch(t.kind){case'+':left+=term();break;case'-':left-=term();break;default:returnleft;}}}//读入和计算Expression://获取开头的//获取下一个符号//…并对其执行正确的操//返回Expression的*、第一个版REliable,INtelligent&Scalable*、第一个版REliable,INtelligent&ScalableTerm'/'Term'%'double//就像expression()一样，但是用于处理*,/,和{doubleleft=primary();while(true){Tokent=获取//获取下一个符号switch{casecase}left*=primary();break;left/=primary();break;left%=primary();return返回}}*、第二个版REliable,INtelligent&Scalable*、第二个版REliable,INtelligent&ScalableTerm'/'Primarydouble{doubleleft=primary();while(true){Tokent=get_token();switch(t.kind){//就像expression()一样，但是用于处理*,/,和获取//获取下一个符号casecase'/':left*=primary();break;left/=primary();break;returnleft;返回}}}*、第三个版REliable,INtelligent&Scalable*、第三个版REliable,INtelligent&ScalableTerm'/'Primarydouble//就像expression()一样，但是用于处理*,/,和{doubleleft=primary();while(true){Tokent=获取//获取下一个符号switch{casecaseleft*=primary();{doubled=if(d==0)error("dividebyzero");left/=d;break;}return返回}}}处理数字和符REliable,INtelligent&Scalable'('Expressiondouble处理数字和符REliable,INtelligent&Scalable'('Expressiondoubleprimary()Expression{Tokent=get_token();switch(t.kind){case‘(’expression{doubled=t=if(t.kind!=')')error("')'expected");returnd;}casereturn//我们使用‘8’表示种类为error("primary}}程序组REliable,INtelligent&Scalable程序组REliable,INtelligent&Scalable程REliable,INtelligent&Scalable#include//Token部程REliable,INtelligent&Scalable#include//Token部分(下节课介绍doubleexpression();//这里声明是为了让primary()可以调用doubleprimary(){/*…*/}doubleterm(){/*…*/}doubleexpression(){/*…*/}//处理数字和*不包括intmain(){/*…*/下一程REliable,INtelligent&Scalabletry{while程REliable,INtelligent&Scalabletry{whilecout<<expression()<<'\n';}catch(exception&e)cerr<<e.what()<<endl;keep_window_open();return1;}catch(...)cerr<<"exception\n";keep_window_open();return2;}运23425XBad1234+56+78+910111468和REliable,INtelligent&ScalableExpression‘-’和REliable,INtelligent&ScalableExpression‘-’double{doubleleft=term();while(true){Tokent=get_token();switch(t.kind){case'+':left+=term();break;case'-':left-=term();break;default:returnleft;}}}//读入和计算Expression://获取开头的//获取下一个符号//…并对其执行正确的操//返回Expression的和REliable,INtelligent&Scalable放回到哪里当然是和REliable,INtelligent&Scalable放回到哪里当然是“输入”；也•double{doubleleft=term();while(true){Tokent=处理和//“符号流”获取下一个switch(t.kind)casecase'-':left+=term();break;left-=term();break;return}}}*、REliable,INtelligent&Scalable•double*、REliable,INtelligent&Scalable•double{doubleleft=primary();while(true){switch(t.kind){case'*':处理case处理returnleft;//将未使用的符号放回到输入流}}}程REliable,INtelligent&Scalable•int{doubleval程REliable,INtelligent&Scalable•int{doubleval=0;while(cin){Tokentts.get();不是使用if(t.kind==‘q’)break;if(t.kind==';')cout<<val<<//‘q’for//‘;’for“print//printval=expression();//将符号放回到输计}}异常处理符号REliable,INtelligent&Scalable•••Token_stream读入字符，按照需要产生符号REliable,INtelligent&Scalable•••Token_stream读入字符，按照需要产生Token_stream“缓存”来保存放回的符号Token_streamInput是“其他函数”的工作，然后将+放回到Token_stream中稍后expression()+••Token_streamInput符号REliable,INtelligent&Scalable•自定义类型–get()和classToken_stream符号REliable,INtelligent&Scalable•自定义类型–get()和classToken_streamToken//创建一个从cin读//获取一个符号(get()是在其他地方定义的voidputback(Token//将一个符号boolToken//这个符号在缓存//我们将使用putback()放回的符号放在符号REliable,INtelligent&Scalable•–:full(false),{}//符号REliable,INtelligent&Scalable•–:full(false),{}//Token•voidToken_stream::putback(Token{if(full