前回、デバッグしたつもりのソースコードを使って練習問題を解くことにする。回答例http://www.stroustrup.com/Programming/Solutions/Ch7/e7-1.cppの方が、練習問題1～3を一度に解いていたので、これにならうことにする。練習問題1～3は、下記の通り。
1．電卓プログラムの変数名でアンダースコアを使用できるようにする。
2．代入演算子=を追加し、letを使って変数を宣言した後に、その値を変更できるようにする。これがなぜ便利なのか、そしてどのような場合に問題の原因になるかについて話し合う。
3．実際に値を変更できない名前付き定数を追加する。
練習問題1は簡単だ。 Token_stream::get()で、2文字目以降をアルファベットか数字か、となっている部分に'_'を追加すればいい。
練習問題2は、変数名が初めてletされたときは登録し、それ以外のときは値をセットする。declaration()を少し手を加えた。
練習問題3は、少し複雑である。問題文にヒントがあって、それを引用する。
定数と変数を区別するメンバーをＶａｒｉａｂｌｅに追加し、それをset_value関数でチェックする必要がある。単にpiとeを定数として定義するのではなく、ユーザーが定数を定義できるようにしたい場合は、ユーザーがそれを表現するためのconst pi = 3.14;のような表記を追加する必要がある。
定数ならtrueとなるメンバーを追加し、定数と変数とは別の関数を呼び出すように変えてみた。
#include "..\..\std_lib_facilities.h"
const char let = 'L';
const char quit = 'Q';
const char print = ';';
const char number = '8';
const char name = 'a';
const char CONSTANT = 'c'; /*練習問題3*/
const string prompt = "> ";
const string result = "= ";
class Token {
public:
char kind;
double value;
string name;
Token() :kind(0) { }
Token(char ch) :kind{ ch } { }
Token(char ch, double val) :kind{ ch }, value{ val } { }
Token(char ch, string n) :kind{ ch }, name{ n } { }
};
class Token_stream {
public:
Token_stream() :full{ 0 }, buffer{ 0 } { }
Token get();
void unget(Token t) { buffer = t; full = true; };
void ignore(char c);
private:
bool full;
Token buffer;
};
Token Token_stream::get()
{
if (full) { full = false; return buffer; }
char ch;
cin >> ch;
switch (ch) {
case '(':
case ')':
case '+':
case '-':
case '*':
case '/':
case '%':
case ';':
case '=':
return Token(ch);
case '.':
case '0':
case '1':
case '2':
case '3':
case '4':
case '5':
case '6':
case '7':
case '8':
case '9':
{ cin.unget();
double val;
cin >> val;
return Token(number, val);
}
default:
if (isalpha(ch)) {
string s;
s += ch;
while (cin.get(ch) && (isalpha(ch) || isdigit(ch)) || ch=='_') s += ch; /*練習問題1*/
cin.unget();
if (s == "let") return Token(let);
if (s == "quit") return Token(quit);
if (s == "const") return Token(CONSTANT); /*練習問題3*/
return Token(name, s);
}
error("Bad token");
}
}
void Token_stream::ignore(char c)
{
if (full && c == buffer.kind) {
full = false;
return;
}
full = false;
char ch;
while (cin >> ch)
if (ch == c) return;
}
class Variable {
public:
string name;
double value;
bool constant; /*練習問題3*/
Variable(string n, double v, bool f) :name{ n }, value{ v }, constant{ f } { }
};
vector<Variable> names;
double get_value(string s)
{
for (int i = 0; i<names.size(); ++i)
if (names[i].name == s) return names[i].value;
error("get: undefined name ", s);
}
void set_value(string s, double d)
{
for (int i = 0; i <= names.size(); ++i)
if (names[i].name == s) {
if (names[i].constant) error("定数には代入できません"); /*練習問題3*/
names[i].value = d;
return;
}
error("set: undefined name ", s);
}
bool is_declared(string s)
{
for (int i = 0; i<names.size(); ++i)
if (names[i].name == s) return true;
return false;
}
Token_stream ts;
double expression();
double primary()
{
Token t = ts.get();
switch (t.kind) {
case '(':
{ double d = expression();
t = ts.get();
if (t.kind != ')') error("'(' expected");
return d;
}
case '-':
return -primary();
case '+':
return primary();
case number:
return t.value;
case name:
return get_value(t.name);
default:
error("primary expected");
}
}
double term()
{
double left = primary();
while (true) {
Token t = ts.get();
switch (t.kind) {
case '*':
left *= primary();
break;
case '/':
{ double d = primary();
if (d == 0) error("divide by zero");
left /= d;
break;
}
case '%':
{ double d = primary();
if (d == 0) error("divide by zero");
left = fmod(left, d);
break;
}
default:
ts.unget(t);
return left;
}
}
}
double expression()
{
double left = term();
while (true) {
Token t = ts.get();
switch (t.kind) {
case '+':
left += term();
break;
case '-':
left -= term();
break;
default:
ts.unget(t);
return left;
}
}
}
double declaration()
{
Token t = ts.get();
if (t.kind != name) error("name expected in declaration");
string name = t.name;
bool not_declared = !is_declared(name); /*練習問題2*/
Token t2 = ts.get();
if (t2.kind != '=') error("= missing in declaration of ", name);
double d = expression();
if (not_declared) names.push_back(Variable(name, d, false)); /*練習問題2*/
else set_value(name, d); /*練習問題2*/
return d;
}
double const_set() /*練習問題3*/
{
Token t = ts.get();
if (t.kind != name) error("name expected in declaration");
string name = t.name;
if (is_declared(name)) error("定数が既に宣言されています");
Token t2 = ts.get();
if (t2.kind != '=') error("= missing in declaration of ", name);
double d = expression();
names.push_back(Variable(name, d, true));
return d;
}
double statement()
{
Token t = ts.get();
switch (t.kind) {
case let:
return declaration();
case CONSTANT: /*練習問題3*/
return const_set();
default:
ts.unget(t);
return expression();
}
}
void clean_up_mess()
{
ts.ignore(print);
}
void calculate()
{
while (true) try {
cout << prompt;
Token t = ts.get();
while (t.kind == print) t = ts.get();
if (t.kind == quit) return;
ts.unget(t);
cout << result << statement() << endl;
}
catch (runtime_error& e) {
cerr << e.what() << endl;
clean_up_mess();
}
}
int main()
try {
calculate();
return 0;
}
catch (exception& e) {
cerr << "exception: " << e.what() << endl;
char c;
while (cin >> c&& c != ';');
return 1;
}
catch (...) {
cerr << "exception\n";
char c;
while (cin >> c && c != ';');
return 2;
}
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