UNIX — универсальная среда программирования

Керниган Брайан Уилсон

Упражнение 8.4

Измените программу

hoc

так, чтобы можно было использовать символ

';'

как разделитель выражений наравне с символом перевода строки.

8.3 Этап 3: переменные с произвольными именами; встроенные функции

В версию

hoc3

добавлено несколько новых средств, из-за чего увеличился текст программы. Основное нововведение возможность обращения к встроенным функциям:

sin cos atan exp log log10 sqrt int abs

Введена также дополнительно операция возведения в степень

'^'

(право ассоциативная с наивысшим приоритетом).

Поскольку лексический анализатор

должен справляться с встроенными именами длиной более чем в один символ, не так уж много усилий придется приложить, чтобы допустить переменные с именами произвольной длины. Для хранения информации об этих переменных нужна довольно сложная таблица имен, но если мы ее создаем, то можно заранее задать в ней вместе с именами значения некоторых полезных констант:

PI	3.14159265358979323846	Число
E	2.71828182845904523536	Основание натурального логарифма
GAMMA	0.57721566490153286060	Константа Эйлера-Маскерони
DEG	57.2957795130823208768	Отношение градуса к радиану
PHI	1.61803398874989484820	Золотое сечение

В результате получим полезный калькулятор:

$ hoc3

1.5^2.3

 2.5410306

exp(2*3*log(1.5))

 2.5410306

sin(PI/2)

 1

atan(1)*DEG

 45

Несколько улучшилась и работа распознавателя. В

hoc2

присваивание

x = expr

не только вызывало присваивание, но и приводило к печати значения, поскольку все выражения печатаются:

$ hoc2

x=2*3.14159

6.28318

В случае присваивания переменной значение печатается

В программе

hoc3

проводится различие между присваиваниями и выражениями; значения печатаются только для выражений:

$ hoc3

x=2*3.14159

Присваивание: значение не печатается

x

Выражение:

6.28318

Значение печатается

Получившаяся в результате всех этих изменений программа настолько велика (около 250 строк текста), что для простоты редактирования и ускорения компиляции лучше разбить ее на отдельные файлы. Итак, теперь мы имеем пять файлов вместо одного:

hoc.y	грамматика, main , yylex (как и прежде);
hoc.h	глобальные структуры данных для включения в другие файлы;
symbol.c	функции, работающие с таблицей имен: lookup , install ;
unit.c	встроенные функции и константы; init ;
math.c	функции для вызова стандартных математических функций: Sqrt , Log и т.д.

Необходимо более детально познакомиться с работой Си программы, состоящей из нескольких файлов, и программы

make

,

чтобы переложить на нее часть своих обязанностей.

Вернемся снова к программе

make

и рассмотрим вначале структуру таблицы имен. Поименованный объект имеет имя, тип (

VAR

или

BLTIN

) и значение. Так, объект типа

VAR

имеет значение

double

; если объект является встроенным, то его значением служит указатель на функцию, возвращающую

double

. Данная информация используется в

hoc.y

,

symbol.c

и

init.c

. Ее можно размножить в трех экземплярах, но тогда легко ошибиться или забыть исправить один из экземпляров при внесении изменений. Вместо этого мы поместили общую информацию в файл макроопределений

hoc.h

, который можно включить при необходимости в любой файл. (Окончание

.h

традиционно, но не контролируется никакими программами.) В файл

makefile

также добавлены сведения о зависимости исходных файлов от

hoc.h

, чтобы при изменении

hoc.h

была проведена требуемая перекомпиляция.

$ cat hoc.h

typedef struct Symbol { /* symbol table entry */

 char *name;

 short type; /* VAR, BLTIN, UNDEF */

 union {

double val; /* if VAR */

double (*ptr); /* if BLTIN */

 } u;

 struct Symbol *next; /* to link to another */

} Symbol;

Symbol *install, *lookup;

$

Тип

UNDEF

обозначает

VAR

, которой пока не присвоили значения. Объекты связаны в список с помощью элемента

next

в записи

Symbol

. Сам список является локальным для

symbol.c

, доступ к нему возможен только посредством функций

lookup

и

install

. Это позволяет в случае необходимости легко менять структуру таблицы имен (что мы уже сделали однажды). Функция

lookup

отыскивает в списке заданное имя и возвращает указатель на

Symbol

, если имя найдено, и 0 в противном случае. Таблица имен рассчитана на линейный поиск, что вполне допустимо для диалогового калькулятора, поскольку поиск имен выполняется не во время его работы, а в процессе разбора. Функция

install

вносит переменную и связанные с ней тип и значение в начало списка. Функция

emalloc

обращается к стандартной функции размещения

malloc

(см. справочное руководство по

malloc(3)

) и проверяет результат. Указанные три функции составляют содержимое файла

symbol.c

. Файл

y.tab.h

создается при выполнении команды

yacc -d

; он содержит операторы

#define

, порождаемые

yacc

для лексем

NUMBER

,

VAR

,

BLTIN

и т.д.

$ cat symbol.c

#include "hoc.h"

#include "y.tab.h"

static Symbol *symlist = 0; /* symbol table: linked list */

Symbol *lookup(s) /* find s in symbol table */

 char *s;

{

 Symbol *sp;

 for (sp = symlist; sp != (Symbol*)0; sp = sp->next)

if (strcmp(sp->name, s) == 0)