C++程序设计语言(特别版) -- 一个桌面计算器
前言
- 这里要介绍各种语句和表达式,将通过一个桌面计算器的程序做些事情,该计算器提供四种座位浮点数的中缀运算符的标准算术运算。
- 这个计算器由四个部分组成:一个分析器,一个输入函数,一个符号表和一个驱动程序。
分析器
program:
END
expr_list END //END表示输入结束
expr_list:
expression PRINT // PRINT表示分号
expression PRINT expr_list
expression:
expression + term
expression - term
term
term:
term / primary
term * primary
primary
primary:
NUMBER
NAME
NAME = expression
- primary
(expression)
- 语法分析器采用通常的递归下降的风格。终结符由词法分析程序get_token()识别,而非终结符由语法分析函数expr(),term()和prim()识别。一旦一个表达式的两个运算对象都知道,就立即对这个表达式求值。
- 个人觉得分析器就像是定义程序能接受什么输入,而这里采用递归的形式,例如program代表程序,program可以接受END符号或者expr_list END,而expr_list又继续递归下去可以由其他的组成,直到可以得到一个结束情况。
总代码
#include<iostream>
#include<string>
#include<map>
#include<cctype>
using namespace std;
// 将token用他们的字符所对应的整数表示,这样做既方便有效,
// 又能帮助使用排错系统的人。
enum Token_value {
NAME, NUMBER, END, PLUS='+',
MINUS='-', MUL='*', DIV='/',
PRINT=';', ASSIGN='=', LP='(', RP=')',
};
Token_value curr_tok = PRINT;
double expr(bool);
double term(bool);
double prim(bool);
Token_value get_token();
double error(const string&);
map<string, double> table;
int no_of_errors;
int main()
{
table["pi"] = 3.1415924535;
table["e"] = 2.178;
while(cin) {
get_token();
if(curr_tok == END) break;
if(curr_tok == PRINT) continue;
cout<<expr(false)<<'\n';
}
return no_of_errors;
}
// 每个分析器都有一个bool参数,
// 指明该函数是否需要调用get_token()去取得下一个参数
// expr处理加减,一直到不是加减返回left
double expr(bool get) {
double left = term(get);
for(;;) {
switch (curr_tok){
case PLUS:
left += term(true);
break;
case MINUS:
left += term(true);
break;
default:
return left;
}
}
}
// 函数term处理乘除,采用的方式与expr()处理方法一样
double term(bool get) {
double left = prim(get);
for(;;) {
switch (curr_tok){
case MUL:
left *= prim(true);
break;
case DIV:
if (double d = prim(true)) {
left /= d;
break;
}
return error("divide by 0");
default:
return left;
}
}
}
double number_value;
string string_value;
// prim处理初等项的方式很像expr和term
double prim(bool get) {
if (get) get_token();
switch(curr_tok) {
case NUMBER: {
double v = number_value;
get_token();
return v;
}
case NAME: {
double& v = table[string_value];
if (get_token() == ASSIGN) v = expr(true);
return v;
}
case MINUS:
return -prim(true);
case LP: {
double e = expr(true);
if (curr_tok != RP) return error(" ) expected");
get_token();
return e;
}
default:
return error("primary expected");
}
}
Token_value get_token() {
char ch;
do { // 低级输入,改进输入
if(!cin.get(ch)) return curr_tok = END;
} while(ch != '\n' && isspace(ch));
switch(ch) {
case 0:
return curr_tok=END;
case '\n':
return curr_tok=PRINT;
case '+':
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':
case '.':
cin.putback(ch);
cin>>number_value;
return curr_tok = NUMBER;
default:
if (isalpha(ch)) {
string_value = ch;
while(cin.get(ch) && isalnum(ch)) string_value.push_back(ch);
cin.putback(ch);
return curr_tok = NAME;
}
error("bad token");
return curr_tok = PRINT;
}
}
double error(const string& s) {
no_of_errors ++;
cerr<<"error: "<<s<<'\n';
return 1;
}
扩展
- 自己的代码只是简单的拼接,这里发现一个更好的博客。
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