Pointers and Arrays_4

1、编写程序expr，以计算从命令行输入的逆波兰表达式的值，其中每个运算符或操作数用一个单独的参数表示。例如，命令expr 2 3 4 + * 将计算表达式2×(3+4) 的值。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h> // for atof()

#define MAXOP 100 // max size of operand or operator
#define NUMBER '0' // signal that a number was found

int getop(char []);
void ungets(char []);
void push(double);
double pop(void);

// reverse Polish calculator; uses command line
int main(int argc, char *argv[])
{
	char s[MAXOP];
	double op2;

	while(--argc > 0)
	{
		ungets(" "); // push end of argument
		ungets(*++argv); // push an argument

		switch(getop(s))
		{
			case NUMBER:
				push(atof(s));
				break;
			case '+':
				push(pop() + pop());
				break;
			case '*':
				push(pop() * pop());
				break;
			case '-':
				op2 = pop();
				push(pop() - op2);
				break;
			case '/':
				op2 = pop();
				if(op2 != 0.0)
					push(pop() / op2);
				else
					printf("error: zero divisor");
			default:
				printf("error: unknown command %s\n", s);
				argc = 1;
				break;
		}
	}
	printf("\t%.8g\n", pop());
	return 0;
}

这里给出的解决方案是在TCPL Reading Notes 中的逆波兰计算器的基础上得到的。它使用了push 和pop 函数。我们先利用ungets 函数把一个参数结束标记（' '，一个空格字符）和一个参数依次压入输入缓冲区。这样，我们就可以不加修改地使用getop 函数了。getop 将调用getch 读取字符并分离出下一个运算符或操作数。如果在读取参数的过程中遇到了错误，argc 将被设置为1，主函数中的while 循环while(--argc > 0) 将因条件表达式的求值结构为假而终止程序运行。如果来自命令行的是一个合法的表达式，它的计算结果就将被放在堆栈的最顶部，这个结果将在我们把输入参数全部处理完毕后被打印。

2、在TCPL Reading Notes 中第76 条复杂声明中，dcl 程序有很多限制（该程序的目的意在说明问题，并不想做的尽善尽美），它只能处理类似于char 或int 这样的简单数据类型，而无法处理函数中的参数类型或类似于const 这样的限定符。它不能处理带有不必要的空格的情况。由于没有完备的出错处理，因此它也无法处理无效的声明。这里，我们对它进行一定程度上的修改，使它能够处理输入中的错误。

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <ctype.h>

enum { NAME, PARENS, BRACKETS };
enum { NO, YES };

void dcl(void);
void dirdcl(void);
void errmsg(char *);
int gettoken(void);

extern int tokentype; // type of last token
extern char token[MAXTOKEN]; // last token string
extern char name[MAXTOKEN]; // identifier name
extern char out[1000];
extern int prevtoken;

// dcl: parse a declarator
void dcl(void)
{
	int ns;

	for(ns = 0; gettoken() == '*'; ) // count *'s
		ns++;
	dirdcl();
	while(ns-- > 0)
		strcat(out, " pointer to");
}

// dirdcl: parse a direct declarstor
void dirdcl(void)
{
	int type;

	if(tokentype == '(') // (dcl)
	{
		dcl();
		if(tokentype != ')')
			errmsg("error: missing )\n");
	}
	else if(tokentype == NAME) // variable name
		strcpy(name, token);
	else
		errmsg("error: expected name or (dcl)\n");
	while((type=gettoken()) == PARENS || type == BRACKETS)
		if(type == PARENS)
			strcat(out, " function returning");
		else
		{
			strcat(out, " array");
			strcat(out, token);
			strcat(out, " of");
		}
}

// gettoken.c 源文件
#include <ctype.h>
#include <string.h>

enum { NAME, PARENS, BRACKETS };
enum { NO, YES };

extern int tokentype; // type of last token
extern char token[]; // last token string
int prevtoken = NO; // there is no previous token

// gettoken: return next token
int gettoken(void) // return next token
{
	int c, getch(void);
	void ungetch(int);
	char *p = token;

	if(prevtoken == YES)
	{
		prevtoken = NO;
		return tokentype;
	}
	while((c = getch()) == ' ' || c == '\t')
		;
	if(c == '(')
	{
		if((c = getch()) == ')')
		{
			strcpy(token, "()");
			return tokentype = PARENS;
		}
		else
		{
			ungetch(c);
			return tokentype = '(';
		}
	}
	else if(c == '[')
	{
		for(*p++ = c; (*p++ = getch()) != ']'; )
			;
		*p = '\0';
		return tokentype = BRACKETS;
	}
	else if(isalpha(c))
	{
		for(*p++ = c; isalnum(c = getch()); )
			*p++ = c;
		*p = '\0';
		ungetch(c);
		return tokentype = NAME;
	}
	else
		return tokentype = c;
}

我们对函数dirdcl 做了一些修改，它现在能够分析出两种记号——跟在dcl 调用后的一个右括号（')'）或一个变量名。如果不是这两种记号，我们将调用函数errmsg 而不是printf。errmsg 会先打印一条出错信息，然后把变量prevtoken 设置为YES 以通知gettoken 说已经读入了一个记号。gettoken 开头部分有一个新的if 语句：

if(prevtoken == YES){
		prevtoken = NO;
		return tokentype;
}

它的意思是：如果已经有了一个记号，就不要再读入一个新记号了。这个改进版本并不是十全十美的，但它已经具备一定的出错处理能力了。

3、修改TCPL Reading Notes 中第76 条复杂声明中的undcl 程序，使它在把文字描述转换为声明的过程中不会生产多余的圆括号。

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <ctype.h>

#define MAXTOKEN 100

enum { NAME, PARENS, BRACKETS };

void dcl(void);
void dirdcl(void);
int gettoken(void);
int nexttoken(void);

int tokentype; // type of last token
char token[MAXTOKEN]; // last token string
char out[1000];

// undcl: convert word description to declation
int main(void)
{
	int type;
	char temp[MAXTOKEN];

	while(gettoken() != EOF)
	{
		strcpy(out, token);
		while((type = gettoken()) != '\n')
			if(type == PARENS || type == BRACKETS)
				strcat(out, token);
			else if(type == '*')
			{
				if((type = nexttoken()) == PARENS || type == BRACKETS)
					sprintf(temp, "(*%s)", out);
				else
					sprintf(temp, "*%s", out);
			}
			else if(type == NAME)
			{
				sprintf(temp, "%s %s", token, out);
				strcpy(out, temp);
			}
			else
				printf("invalid input at %s\n", token);
		printf("%s\n", out);
	}
	return 0;
}

enum { NO, YES };

int gettoken(void);

// nexttoken: get the next token and push it back
int nexttoken(void)
{
	int type;
	extern int prevtoken;

	type = gettoken();
	prevtoken = YES;
	return type;
}

如果"x 是一个指向char 的指针"，undcl 程序的输入将是：x * char。改进前的undcl 程序的输出结果是：char (*x)。这里，输出结果中的括号是多余的。事实上，只有当下一个记号是() 或[] 时，undcl 程序才有必要在自己的输出结果中使用括号。

再比如，如果"daytab 是一个指针，它指向一个有[13] 个int 元素的数组"，undcl 程序的输入将会是：daytab * [13] int。改进前的程序的输出结果：int (*daytab)[13] 就是正确的。但是，如果"daytab 是一个有[13] 个元素的指针数组，数组中的每个元素分别指向一个int"，undcl 程序的输入将是：daytab [13] * int，改进前的undcl 程序的输出结果：int (*daytab[13]) 中就会有多余的圆括号。

我们对undcl 进行了修改，让它检查下一个记号是不是() 或[]。如果下一个记号是() 或[]，undcl 程序就必须给它加上括号；否则，输出结果中的括号就将是多余的。也就是说，我们必须根据undcl 中程序输入中的下一个记号来决定是否需要添加括号。

我们编写了一个简单的nexttoken 函数，它将调用gettoken，记录已经读入一个记号的事实并返回该记号的类型。gettoken 是我们在上一个练习中编写的一个函数，它在读入下一个记号前会先检查是否已经有一个可用的记号了。改进后的undcl 程序将不再产生多余的括号。