Программирование. Принципы и практика использования C++ Исправленное издание
вернуться

Страуструп Бьерн
Шрифт:

Эта программа работает! Ну и что, если программа довольно простая? Очень хорошо получить что-то работающее! Возможно, программирование и компьютерные науки проще, чем о них говорят. Может быть, но не стоит слишком увлекаться ранним успехом. Давайте сделаем кое-что.

1. Несколько упростим код.

2. Добавим операции умножения и деления (например,

2*3
).

3. Добавим возможность выполнять несколько операторов (например,

1+2+3
).

В частности, известно, что корректность входной информации следует проверять (в нашем варианте мы “забыли” это сделать) и что сравнивать значения с несколькими константами лучше всего с помощью инструкции

switch
, а не
if
.

Цепочку операций, например

1+2+3+4
, будем выполнять по мере считывания значений; иначе говоря, начнем с
1
, потом увидим
+2
и добавим
2
к
1
(получим промежуточный результат, равный
3
), увидим
+3
и добавим
3
к промежуточному результату, равному
3
, и т.д.

После нескольких неудачных попыток и исправления синтаксических и логических ошибок получим следующий код:

#include "std_lib_facilities.h"

int main

{

cout <<

<< "Пожалуйста, введите выражение (допускаются +, –, * и /): ";

int lval = 0;

int rval;

char op;

cin>>lval; // считываем самый левый операнд

if (!cin) error("нет первого операнда");

while (cin>>op) { // считываем оператор и правый операнд в цикле

cin>>rval;

if (!cin) error("нет второго операнда ");

switch(op) {

case '+':

lval += rval; // сложение: lval = lval + rval

break;

case '–':

lval –= rval; // вычитание: lval = lval – rval

break;

case '*':

lval *= rval; // умножение: lval = lval * rval

break;

case '/':

lval /= rval; // деление: lval = lval / rval

break;

default: // нет другого оператора: выводим результат

cout << "Результат: " << lval << '\n';

keep_window_open;

return 0;

}

}

error("неверное выражение");

}

Это неплохо, но попытайтесь вычислить выражение

1+2*3
, и вы увидите, что результат равен
9
, а не
7
, как утверждают учителя математики. Аналогично,
1–2*3
равно
–3
, а не
–5
, как мы думали. Мы выполняем операции в неправильном порядке:
1+2*3
вычисляется как
(1+2)*3
, а не
1+(2*3)
, как обычно. Аналогично,
1–2*3
вычисляется как
(1–2)*3
, а не
1–(2*3)
, как обычно. Лентяи! Мы можем считать правило, согласно которому умножение выполняется раньше, чем сложение, устаревшим, но не стоит отменять многовековые правила просто для того, чтобы упростить себе программирование.

6.3.2. Лексемы

Теперь (каким-то образом) мы должны заранее узнать, содержит ли строка символ

*
(или
/
). Если да, то мы должны (каким-то образом) скорректировать порядок выполнения вычислений. К сожалению, пытаясь заглянуть вперед, мы сразу же наталкиваемся на многочисленные препятствия.

1. Выражение не обязательно занимает только одну строку. Рассмотрим пример.

1

+

2

Это выражение до сих пор вычислялось без проблем.

2. Как обнаружить символ

*
(или
/
) среди цифр и символов
+
,
–
,
(
и
)
в нескольких строках ввода?

3. Как запомнить, в каком месте стоит символ

*
?

4. Как вычислить выражение, которое не выполняется слева направо (как

1+2*3
). Если бы мы были безоглядными оптимистами, то сначала решили бы задачи 1–3, отложив задачу 4 на более позднее время. Кроме того, нам понадобится помощь. Кто-то ведь должен знать, как считать такие вещи, как числа и операторы, из входного потока и сохранить их так, чтобы с ними было удобно работать. Общепринятый и самый полезный ответ на эти вопросы таков: разложите выражение на лексемы, т.е. сначала считайте символы, а затем объедините их в лексемы (tokens). В этом случае после ввода символов