Программирование. Принципы и практика использования C++ Исправленное издание

3. Добавьте оператор вычисления факториала: для его представления используйте знак восклицания, !. Например, выражение 7! означает 7*6*5*4*3*2*1. Присвойте оператору ! более высокий приоритет по сравнению с операторами * и /, т.е. 7*8! должно означать 7*(8!), а не (7*8)!. Начните с модификации грамматики, чтобы учесть оператор с более высоким приоритетом. Для того чтобы учесть стандартное математическое определение факториала, установите выражение 0! равным 1.

4. Определите класс Name_value, хранящий строку и значение. Включите в него конструктор (так же как в классе Token). Повторите упр. 19 из главы 4, чтобы вместо двух векторов использовался вектор vector<Name_value>.

5. Добавьте пункт в английскую грамматику из раздела 6.4.1, чтобы можно было описать предложения вида “The birds fly but the fish swim”.

6. Напишите программу, проверяющую корректность предложений в соответствии с правилами грамматики английского языка из раздела 6.4.1. Будем считать, что каждое предложение заканчивается точкой, ., окруженной пробелами. Например, фраза birds fly but the fish swim. является предложением, а фразы but birds fly but the fish swim (пропущена точка) и birds fly but the fish swim. (перед точкой нет пробела) — нет. Для каждого введенного предложения программа должна просто отвечать “Да” или “Нет”. Подсказка: не возитесь с лексемами, просто считайте строку с помощью оператора >>.

7. Напишите грамматику для описания логических выражений. Логическое выражение напоминает арифметическое за исключением того, что в нем используются не арифметические, а логические операторы: ! (отрицание), ~ (дополнение), & (и), | (или) и ^ (исключающее или). Операторы ! и ~ являются префиксными унарными операторами. Оператор ^ имеет более высокий приоритет, чем оператор | (так же, как оператор * имеет более высокий приоритет, чем оператор +), так что выражение x|y^z означает x|(y^z), а не (x|y)^z. Оператор & имеет более высокий приоритет, чем оператор ^, так что выражение x^y&z означает x^y&z).

8. Повторите упр. 12 из главы 5 (игра “Коровы и быки”), используя четыре буквы, а не четыре цифры.

9. Напишите программу, считывающую цифры и составляющую из них целые числа. Например, число 123 считывается как последовательность символов 1, 2 и 3. Программа должна вывести на экран сообщение: “123 — это 1 сотня, 2 десятки и 3 единицы”. Число должно быть выведено как значение типа int. Обработайте числа, состоящие из одной цифры, двух, трех и четырех цифр. Подсказка: для того чтобы получить число 5 из символа '5', вычтите из него символ '0' , иначе говоря, '5'–'0'==5.

10. Перестановка — это упорядоченное подмножество множества. Например, допустим, что вы хотите подобрать код к сейфу. Существует шестьдесят возможных чисел, а вам необходимо выбрать три числа для комбинации. Для этой комбинации чисел существует P(60,3) перестановок, где количество перестановок определяется по формуле:

где символ ! означает факториал. Например, 4! — это 4*3*2*1. Сочетания напоминают перестановки за исключением того, что в них порядок следования не имеет значения. Например, если вы делаете банановое мороженое и хотите использовать три разных вкуса из пяти, имеющихся в наличии, вам все равно, когда вы используете ваниль — в начале или в конце, вы просто хотите использовать ваниль. Формула для вычисления количества сочетаний имеет следующий вид:

Разработайте программу, запрашивающую у пользователя два числа, предлагающую ему вычислить количество перестановок или сочетаний и вывести результат на экран. Напишите, что именно должна делать программа. Затем переходите на этап проектирования. Напишите псевдокод программы и разбейте ее на части. Эта программа должна проверять ошибки. Убедитесь, что все неправильные входные данные приводят к появлению осмысленных сообщений об ошибках.

Послесловие

Осмысление входных данных — одна из основных составных частей программирования. Каждая программа в той или иной степени сталкивается с этой проблемой. Осмысление чего бы то ни было, сделанного человеком, относится к одной из труднейших задач. Например, многие аспекты распознавания голоса остаются нерешенными задачами. Простые варианты этой задачи, такие как наш калькулятор, можно решить с помощью грамматики, описывающей входные данные.

Глава 7. Завершение программы

“Цыплят по осени считают”.

Поговорка

Создание программы предполагает последовательное уточнение того, что вы хотите сделать и как вы желаете это выразить. В главе 6 мы разработали первоначальную версию программы, имитирующей работу калькулятора. Теперь мы ее улучшим. Завершение программы, т.е. ее настройка с учетом потребностей пользователей, подразумевает улучшение пользовательского интерфейса, выполнение серьезной работы по устранению ошибок, добавление новых полезных функциональных возможностей и перестройку программы для повышения ее ясности и проведения модификаций.

7.1. Введение

Когда программа в первый раз начинает работать нормально, вы, вероятно, находитесь лишь на полпути к финишу. Для больших программ и программ, неправильная работа которых может привести к тяжелым последствиям, даже “полпути” — слишком оптимистическая оценка. Когда программа в принципе работает, начинается самое интересное! Именно в этот момент мы можем приступить к экспериментам с нашими идеями на основе работоспособного кода.

В данной главе мы продемонстрируем ход мыслей профессионального программиста, пытающегося улучшить калькулятор из главы 6. Обратите внимание на то, что вопросы о программе и рассмотренные проблемы намного интереснее, чем сам калькулятор. Мы покажем, как эволюционирует реальная программа под влиянием требований и ограничений и как программист может постепенно улучшить ее.

7.2. Ввод и вывод

В начале главы 6 мы решили, что приглашение пользователю ввести данные должно выглядеть следующим образом:

 Выражение:

Кроме того, вывод результатов предварялся словом Результат:.

 Результат:

Торопясь поскорее запустить программу, мы постоянно забываем об этих деталях. И это совершенно естественно. Мы не можем постоянно думать обо всем сразу, поэтому, когда прекращаем размышлять, обнаруживаем, что нечто забыли.

Иногда первоначальные требования измениться не могут. Как правило, программы, учитывающие такие требования, подчиняются слишком жестким правилам и представляют собой слишком ограниченное решение поставленных задач. Таким образом, целесообразно рассмотреть, что мы можем сделать, предполагая, что можем изменять спецификации, описывающие цели программы. Действительно ли мы хотим, чтобы программа выводила на экран слова Выражение: и Результат:?