Программирование. Принципы и практика использования C++ Исправленное издание

  left –= term; // вычисляем Терм и вычитаем его
  t = get_token;
  break;
  default:
  return left; // финал: символов + и – нет;
  // возвращаем ответ
  }
  }
 }

Обратите внимание на то, что — за исключением цикла — этот вариант напоминает первый (см. раздел 6.5.2.1). Мы просто удалили вызов функции expression в функции expression и заменили его циклом. Другими словами, перевели Выражение в грамматическом правиле в цикл поиска Терма, за которым следует символ + или –.

6.5.3. Термы

Грамматическое правило для Терма очень похоже на правило для Выражения.

 Терм:
  Первичное выражение
  Терм '*' Первичное выражение
  Терм '/' Первичное выражение
  Терм '%' Первичное выражение

Следовательно, программный код также должен быть похож на код для Выражения. Вот как выглядит его первый вариант:

 double term
 {
  double left = primary;
  Token t = get_token;
  while(true) {
  switch (t.kind) {
  case '*':
  left *= primary;
  t = get_token;
  break;
  case '/':
  left /= primary;
  t = get_token;
  break;
  case '%':
  left %= primary;
  t = get_token;
  break;
  default:
  return left;
  }
  }
 }

К сожалению, этот код не компилируется: операция вычисления остатка (%) для чисел с плавающей точкой не определена. Компилятор вежливо предупредит нас об этом. Когда мы утвердительно ответили на вопрос 5 из раздела 6.3.5 — “Следует ли позволить ввод чисел с плавающей точкой?”, — мы не думали о таких последствиях и просто поддались искушению добавить в программу дополнительные возможности. Вот так всегда! Что же делать? Можно во время выполнения программы проверить, являются ли оба операнда операции % целыми числами, и сообщить об ошибке, если это не так. А можно просто исключить операцию % из возможностей нашего калькулятора. Эту функцию всегда можно добавить позднее (см. раздел 7.5). Исключив операцию %, получим вполне работоспособную функцию: термы правильно распознаются и вычисляются. Однако опытный программист заметит нежелательную деталь, которая делает функцию term неприемлемой. Что произойдет, если ввести выражение 2/0? На нуль делить нельзя. Если попытаться это сделать, то аппаратное обеспечение компьютера обнаружит это и прекратит выполнение программы, выдав сообщение об ошибке. Неопытный программист обязательно столкнется с этой проблемой. По этой причине лучше провести проверку и выдать подходящее сообщение.

 double term
 {
  double left = primary;
  Token t = get_token;
  while(true) {
  switch (t.kind) {
  case '*':
  left *= primary;
  t = get_token;
  break;
  case '/':
  { double d = primary;
if (d == 0) error("деление на нуль");
  left /= d;
  t = get_token;
  break;
  }
  default:
  return left;
  }
  }
 }

Почему мы поместили обработку операции / внутри блока? На этом настоял компилятор. Если мы хотим определить и инициализировать переменные в операторе switch, то должны поместить ее в блоке.

6.5.4. Первичные выражения

Грамматическое правило для первичных выражений также простое.

 Первичное выражение:
  Число
  '('Выражение')'

Программный код, реализующий это правило, немного сложен, поэтому он открывает больше возможностей для синтаксических ошибок.

 double primary
 {
  Token t = get_token;
  switch (t.kind) {
  case '(': // обработка варианта '('выражение')'
  { double d = expression;
  t = get_token;
  if (t.kind != ')') error("')' expected");
  return d;
  }
  case '8': // используем '8' для представления числа
  return t.value; // возвращаем значение числа
  default:
  error("ожидается первичное выражение");
  }
 }

По сравнению с функциями expression и term в этом программном коде нет ничего нового. В нем используются те же самые языковые конструкции и методы, и объекты класса Token обрабатываются точно так же.

6.6. Испытание первой версии

Для того чтобы выполнить эти функции калькулятора, необходимо реализовать функции get_token и main. Функция main тривиальна: мы просто вызываем функцию expression и выводим результат на печать.

 int main
 try {
  while (cin)
  cout << expression << '\n';
  keep_window_open;
 }
 catch (exception& e) {
  cerr << e.what << endl;
  keep_window_open ;
  return 1;
 }
 catch (...) {
  cerr << "exception \n";
  keep_window_open ;
  return 2;
 }

Обработка ошибок представляет собой обычный шаблон (см. раздел 5.6.3). Отложим реализацию функции get_token до раздела 6.8 и протестируем эту первую версию калькулятора.

ПОПРОБУЙТЕ

Первая версия программы, имитирующей работу калькулятора (включая функцию get_token), содержится в файле calculator00.cpp. Запустите его и испытайте.