Форум программистов, компьютерный форум CyberForum.ru

Форма Бэкуса-Наура (КС-грамматики) - C++

Восстановить пароль Регистрация
 
Рейтинг: Рейтинг темы: голосов - 12, средняя оценка - 5.00
Osmium
0 / 0 / 0
Регистрация: 09.10.2012
Сообщений: 18
28.11.2012, 13:49     Форма Бэкуса-Наура (КС-грамматики) #1
Помогите пожалуйста. Есть готовый калькулятор, нужно:
Добавить (+) - операцию поразрядное исключающее или, которая будет обозначаться словом xor. Правило
AddOp -> "+" | "-" | "|" | "or"
заменяется на правило
AddOp -> "+" | "-" | "|" | "or" | "xor"
Реализуется по аналогии с уже имеющейся операцией поразрядное или or.

C++ (Qt)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
447
448
449
450
451
452
453
454
455
456
457
458
459
460
461
462
463
464
465
466
467
468
469
470
471
472
473
474
475
476
477
478
479
480
481
482
483
484
485
486
487
488
489
490
491
492
493
494
495
496
497
498
499
500
501
502
503
504
505
506
507
508
509
510
511
512
513
514
515
516
517
518
519
520
521
522
523
524
525
526
527
528
529
530
531
532
533
534
535
536
537
538
539
540
541
542
543
544
545
546
547
548
549
550
551
552
553
554
555
556
557
558
559
560
561
562
563
564
565
566
567
568
569
570
571
572
573
574
575
576
577
578
579
580
581
582
583
584
585
586
587
588
589
590
591
592
593
594
595
596
597
598
599
600
601
602
603
604
605
606
607
608
609
610
/*
 * Калькулятор с 26 переменными (буквы латинского алфавита)
 * Четыре инструкции: останов, сброс, присваивание, распечатка.
 * Разбор осуществляется рекурсивным спуском. Не содержит лексического анализатора.
 *
 * Instruction ->  (Halt | Clear | Assignment | Print) (EOL | EOF)
 * Assignment  ->  Id ":=" Expression  // оператор присваивания как в Паскале
 * Print       ->  Expr
 * Id          ->  Letter  // идентификатор -- одна буква
 * Halt        ->  "halt"  // останов
 * Clear       ->  "clear" // сброс
 * 
 * Expr       ->  SimpleExpr [Relation SimpleExpr]
 * SimpleExpr ->  ["+" | "-"] Term {AddOp Term}
 * Term       ->  Factor {MulOp Factor}
 * Factor     ->  ("(" Expr ")") | Func Factor | Number | Id
 * Relation   ->  "=" | "<>" | "<" | "<=" | ">" | ">=" 
 * AddOp      ->  "+" | "-" | "|" | "or"
 * MulOp      ->  "*" | "/" | "mod" | "&" | "and"
 * PowOp      ->  "^"
 * Func       ->  "~" | "not" | "sin"
 */
#include <iostream>
#include <string>
#include <cctype> // isspace, tolower
#include <cmath>  // fmod
#include <cstdio> // sscanf
#include <cstdlib>
#include <clocale>
#include <cstdint> // int64_t
 
using std::string;
using std::cout;
using std::cerr;
using std::cin;
using std::endl;
 
// используемое представление чисел
typedef double Number;
// целое число, имеющее тот же размер, что и Number,
// кроме того, этот тип используется для выполнения поразрядных операций (см. ниже)
typedef std::int64_t NumberInt;
// позиция в строке
typedef std::size_t Pos;
 
// создать "тихое" нечисло
Number makeQNaN()  // функция используется для "забивания" значений чисел по умолчанию
{
  union { Number x; NumberInt i; } n;
  n.i = ~NumberInt(0); // все биты установлены в единицы, тихое нечисло на x86 и большинстве других архитектур
  return n.x;
}
 
 
/*
 * Синтаксический анализатор на основе рекурсивного спуска
 * обрабатывает ввод построчно
 * инструкции возвращают успех/неуспех разбора
 */
 
// функции объявляются заранее, подробности см. в определениях этих функций
// параметры: разбираемая строка, её длина
bool assignment(const string &line, const Pos len);
bool print(const string &line, const Pos len);
bool halt(const string &line, const Pos len);
bool clear(const string &line, const Pos len);
// параметры: разбираемая строка, диапазон индексов, в котором осуществлять разбор: [s, smax)
Pos skipSpaces(const string &line, Pos s, const Pos smax);
 
 
// Instruction -> (Halt | Clear | Assignment | Print) (EOL | EOF)
bool instruction(std::istream &in)
{
  // прочитаем из потока in строку
  string line;
  std::getline(in, line);
  // удалим все пробелы с начала строки: erase(с_какого_начать, сколько_удалить)
  line.erase(0, skipSpaces(line, 0, line.size()));
  if (line.empty()) // пустая строка?
    return !in.eof(); // продолжать работу (игнорируем пустые строки), если не EOF
  const Pos len = line.size();
  // Halt | Clear | Assignment | Print
  return halt(line, len) || clear(line, len) || assignment(line, len) || print(line, len);
}
 
 
// разбор выражения возвращает позицию в строке за разобранным выражением,
// сохраняет вычисленное (если разбор был успешен) значение выражения в v
Pos expr(const string &line, Pos s, const Pos smax, Number &v);
// проверяет, идёт ли строка what, начиная с line[s] и далее
bool prefix(const string &line, const char *what, Pos s, const Pos smax, Pos *whatlen = nullptr);
// попытка загрузить или сохранить переменную по имени возвращает успех/неуспех
bool storeVar(char id, Number v);
bool loadVar(char id, Number &v);
// обнуление всех переменных
void zeroVars();
 
 
// Assignment -> Id ":=" Expression
bool assignment(const string &line, const Pos len)
{
  // считать имя переменной, здесь это одна буква
  const char id = line[0]; // Id -> Letter
  // сопоставить ":="
  Pos p = skipSpaces(line, 1, len);
  if (!prefix(line, ":=", p, len))
    return false;
 
  // считать выражение справа от :=
  p = skipSpaces(line, p + 2, len);
  if (len == p)
  {
    cerr << "присваивание: после ':=' ожидается выражение\n";
    return false;
  }
 
  // вычислить выражение справа от ":="
  Number value = makeQNaN();
  const Pos x = expr(line, p, len, value);
  if (x <= p) // не удалось разобрать выражение
  {
    cerr << "присваивание: ошибка при разборе выражения\n";
    return false;
  }
 
  // попытаться записать переменную
  if (storeVar(id, value))
    return true; // успех
  // не удалось записать
  cerr << "присваивание: '" << id << "' не годится в качестве идентификатора\n";
  return false;
}
 
 
// Print -> Expr
bool print(const string &line, const Pos len)
{
  // считать выражение
  Number value = makeQNaN();
  const Pos x = expr(line, 0, len, value);
  if (x == 0) // не удалось разобрать выражение
  {
    cerr << "вывод: ошибка при разборе выражения\n";
    return false;
  }
 
  // разбор выражения завершён успешно,
  // проверить, осталось ли в строке ещё что-то
  Pos p = skipSpaces(line, x, len);
  if (p == len) // ничего
  {
    cout << '\t' << value << endl; // вывести значение выражения
    return true; // успех
  }
  
  // что-то осталось
  cerr << "вывод: неожиданный символ: " << line[p] << '\n';
  return false;
}
 
 
// Halt -> "halt"
bool halt(const string &line, const Pos len)
{
  // сопоставить 'halt' побуквенно
  if (!prefix(line, "halt", 0, len))
    return false;
 
  // проверить, осталось ли в строке ещё что-то
  Pos p = skipSpaces(line, 4, len);
  if (p < len)
  {
    cerr << "halt: неожиданный символ: " << line[p] << '\n';
    return false;
  }
  
  // выйти из программы
  exit(0);
  return true; // сюда исполнение не доходит, return true поставлен "для порядка" :)
}
 
 
// Clear -> "clear"
bool clear(const string &line, const Pos len)
{
  // сопоставить 'clear' побуквенно
  if (!prefix(line, "clear", 0, len))
    return false;
 
  // проверить, осталось ли в строке ещё что-то
  Pos p = skipSpaces(line, 5, len);
  if (p < len)
  {
    cerr << "clear: неожиданный символ: " << line[p] << '\n';
    return false;
  }
  
  // сбросить экран
  #ifdef WIN32
  std::system("cls"); // команда очистки консоли под Windows
  #else
  std::system("clear"); // команда очистки консоли под POSIX-системами
  #endif
 
  // сбросить переменные (в 0)
  zeroVars();
  return true; // успех
}
 
 
// в диапазоне индексов строки [s, smax) найти самый левый непробельный символ,
// вернуть его индекс или smax, если такового не найдено
Pos skipSpaces(const string &line, Pos s, const Pos smax)
{
  while (s < smax && std::isspace((unsigned char)line[s])) ++s;
  return s; // или индекс первого "не-пробела" или smax
}
 
// сопоставить подстроку what, начиная с s, не учитывая регистр символов line 
//  (предполагается, что what набрана маленькими буквами),
// возвращает успех,
// побочный продукт: длина what записывается по адресу whatlen, если это не нулевой указатель
bool prefix(const string &line, const char *what, Pos s, const Pos smax, Pos *whatlen)
{
  Pos i = 0;
  // найти первый несовпадающий символ или нулевой символ в what
  while (s + i < smax && what[i] && std::tolower(line[s + i]) == what[i]) ++i;
  if (what[i] == '\0') // удалось сопоставить: остановились на нулевом символе, завершающем строку what
  {
    if (whatlen) *whatlen = i; // в i длина строки what, запишем её по адресу whatlen
    return true;
  }
  return false; // не удалось сопоставить
}
 
 
// найти среди строк pre[i], 0 <= i < prefixes, подстроку line ("префикс"), начиная с позиции s,
// записывает найденное i в *which, возвращает (s + длина pre[i]) в случае успеха или s в случае неудачи
Pos matchPrefix(const string &line, Pos s, const Pos smax, 
                const char* pre[], int prefixes, int *which)
{
  Pos len = 0; // длина найденного префикса записывается сюда
  // перебираем все с начала до конца, поэтому префиксы, идущие в начале
  // имеют приоритет над префиксами, идущими в конце, например, если имеем массив префиксов вида
  // { "mod", "module" }, то префикс "module" никогда не будет найден (всегда будет выходить на "mod"),
  // поэтому следует более длинные префиксы ставить в начале массива, в данном примере: { "module", "mod" }
  for (int i = 0; i < prefixes; ++i)
  {
    if (prefix(line, pre[i], s, smax, &len))
    {
      *which = i;
      return s + len;
    }
  }
  // ни один из префиксов не подошёл
  return s;
}
 
 
// возможные отношения:
// равно, не равно, меньше, меньше или равно, больше, больше или равно
enum Relation
{ Equal, NotEqual, Less, LessEq, Greater, GreaterEq };
const char* relations[] =
{ "=", "<>", "<", "<=", ">", ">=" };
 
Pos simpleExpr(const string &line, Pos s, const Pos smax, Number &v);
 
// Expr -> SimpleExpr [Relation SimpleExpr]
Pos expr(const string &line, Pos s, const Pos smax, Number &v)
{
  // разобрать первое "простое выражение"
  Number value = makeQNaN();
  const Pos a = simpleExpr(line, s, smax, value);
  if (a <= s)
    return s; // не удалось
 
  // проверить наличие отношения
  const Pos b = skipSpaces(line, a, smax);
  int rel; // номер подошедшего префикса
  const Pos c = matchPrefix(line, b, smax, relations, sizeof(relations) / sizeof(char*), &rel);
  if (c <= b) // нет отношения, сохранить значение
  {
    v = value; // сохранить значение первого "простого выражения"
    // здесь можно было бы проверить на возможную ошибку (что осталось в строке?)
    return b;
  }
 
  // есть отношение, разобрать второе "простое выражение"
  const Pos d = skipSpaces(line, c, smax);
  if (d == smax)
    return b; // оказывается, после отношения пусто (ошибка)
  
  Number value2 = makeQNaN();
  const Pos e = simpleExpr(line, d, smax, value2);
  if (e <= d)
    return b; // ошибка при разборе выражения
 
  // вычислить отношение
  switch (rel)
  {
  case Equal:     v = value == value2; break;
  case NotEqual:  v = value != value2; break;
  case Less:      v = value <  value2; break;
  case LessEq:    v = value <= value2; break;
  case Greater:   v = value >  value2; break;
  case GreaterEq: v = value >= value2; break;
  default: cerr << "внутренняя ошибка: неизвестное отношение\n"; /* невозможный исход */
  }   
  return e;
}
 
 
// возможные (+)-операции
// сложить, вычесть, поразрядное или, логическое или (приводит к 0 или 1)
enum AddOp
{ Add, Sub, BitOr, BoolOr };
const char* addops[] =
{ "+", "-", "|", "or" };
 
Pos term(const string &line, Pos s, const Pos smax, Number &v);
 
// SimpleExpr -> ["+" | "-"] Term {AddOp Term}
Pos simpleExpr(const string &line, Pos s, const Pos smax, Number &v)
{
  if (s == smax) // так как далее идёт обращение к line[s],
    return s;    // то следует предварительно убедиться в "легальности" такого действия
 
  // проверить на наличия ведущего знака (+ или -)
  bool firstNegative = false; // true, если минус
  Pos a = s;
  if (line[s] == '+') // ведущий '+' игнорируем
  {
    a = skipSpaces(line, a + 1, smax);
  }
  else if (line[s] == '-') // первый терм с отрицанием
  {
    firstNegative = true;
    a = skipSpaces(line, a + 1, smax);
  }
 
  // разобрать первый терм
  Number sum = makeQNaN();
  const Pos b = term(line, a, smax, sum);
  if (b <= a) // не удалось
    return s;
 
  // применить отрицание, если нужно
  if (firstNegative)
    sum = -sum;
 
  // продолжать, считывая (+)-операции и термы,
  // последняя позиция сохраняется в переменную a
  a = b;
  while (a < smax)
  {
    const Pos c = skipSpaces(line, a, smax);
    if (c == smax)
      break; // строка кончилась
 
    // считать (+)-операцию
    int op;
    a = matchPrefix(line, c, smax, addops, sizeof(addops) / sizeof(char*), &op);
    if (a <= c)
      break;
 
    // считать следующий терм
    a = skipSpaces(line, a, smax);
    if (a == smax)
    {
      // ошибка: после операции нет терма
      cerr << "ошибка: после " << c << ':' << addops[op] << " нет терма\n";
      return c;
    }
    // разобрать терм
    Number nextOperand = makeQNaN();
    const Pos d = term(line, a, smax, nextOperand);
    if (d <= a)
      return c; // ошибка, можно сообщить аналогично случаю выше
 
    // применить считанные операцию и терм к накопленной "сумме"
    a = d;
    switch (op)
    {
    case Add:    sum += nextOperand; break;
    case Sub:    sum -= nextOperand; break;
    case BitOr:  sum = Number((NumberInt)sum | (NumberInt)nextOperand); break;
    case BoolOr: sum = Number((sum != 0.0) || (nextOperand != 0.0)); break;
    default: cerr << "внутренняя ошибка: неизвестная (+)-операция\n"; /* impossible */
    }
  }
 
  // вернуть результат
  v = sum;
  return a;
}
 
 
// возможные (*)-операции
// умножить, разделить, остаток от деления, поразрядное и, логическое и
enum MulOp
{ Mul, Div, Mod, BitAnd, BoolAnd };
const char* mulops[] =
{ "*", "/", "mod", "&", "and" };
 
Pos factor(const string &line, Pos s, const Pos smax, Number &v);
 
// Term -> Factor {MulOp Factor}
Pos term(const string &line, Pos s, const Pos smax, Number &v)
{
  // прочитать первый "фактор"
  Number product = makeQNaN();
  Pos a = factor(line, s, smax, product);
  if (a <= s)
    return s; // не удалось
 
  // продолжать, считывая (*)-операции и операнды,
  // последняя позиция сохраняется в переменную a
  while (a < smax)
  {
    const Pos c = skipSpaces(line, a, smax);
    if (c == smax)
      break;  // строка кончилась
 
    // считать (*)-операцию
    int op;
    a = matchPrefix(line, c, smax, mulops, sizeof(mulops) / sizeof(char*), &op);
    if (a <= c)
      break;
 
    // считать следующий powerTerm
    a = skipSpaces(line, a, smax);
    if (a == smax)
    {
      // ошибка: после операции нет терма
      cerr << "ошибка: после " << c << ':' << mulops[op] << " нет терма\n";
      return c;
    }
    // разобрать следующий фактор
    Number nextOperand = makeQNaN();
    const Pos d = factor(line, a, smax, nextOperand);
    if (d <= a)
      return c; // ошибка, можно сообщить аналогично случаю выше
 
    // операция и фактор считаны успешно, применить к product
    a = d;
    switch (op)
    {
    case Mul:     product *= nextOperand; break;
    case Div:     product /= nextOperand; break;
    case Mod:     product = fmod(product, nextOperand); break;
    case BitAnd:  product = Number((NumberInt)product & (NumberInt)nextOperand); break;
    case BoolAnd: product = Number((product != 0.0) && (nextOperand != 0.0)); break;
    default: cerr << "внутренняя ошибка: неизвестная (*)-операция\n"; /* impossible */
    }
  }
  
  // вернуть результат
  v = product;
  return a;
}
 
 
// возможные встроенные функции
enum Func
{ BitNot, BoolNot, Sine };
 
const char *funcs[] =
{ "~", "not", "sin" };
 
// Factor -> ("(" Expr ")") | Func Factor | Number | Id
Pos factor(const string &line, Pos s, const Pos smax, Number &v)
{
  if (s == smax)
    return s;
  
  // выражение в скобках?
  if (line[s] == '(')
  {
    // разобрать выражение после (
    Pos a = expr(line, skipSpaces(line, s + 1, smax), smax, v);
    if (a <= s + 1)
      return s; // не удалось
 
    // сопоставить )
    a = skipSpaces(line, a, smax);
    if (a == smax || line[a] != ')')
    {
      cerr << "ошибка: не найдена соответствующая ')'\n";
      return s; // не удалось
    }
 
    return a + 1; // успешно разобрали фактор "(" Expr ")"
  }
 
  { // Func фактор?
    int f;
    Pos a = matchPrefix(line, s, smax, funcs, sizeof(funcs) / sizeof(char*), &f);
    if (s < a)
    {
      a = skipSpaces(line, a, smax);
      Pos b = factor(line, a, smax, v);
      if (b <= a)
        return s; // не удалось
      // удалось, применить функцию к v
      switch (f)
      {
      case BitNot:  v = Number(~(NumberInt)v); break; 
      case BoolNot: v = v == 0.0; break;
      case Sine:    v = std::sin(v); break;
      default: cerr << "внутренняя ошибка: неизвестная функция\n"; /* impossible */
      }
      return b;
    }
  }
 
  // имя переменной? (загрузить, если так)
  if (loadVar(line[s], v))
    return s + 1;
 
  // остался только один вариант: число
  double value;
  int read = 0; // сколько символов считано
  // используем сканирование line как C-строки, аналогично можно использовать strtod
  // c_str() возвращает указатель на содержимое string как указатель на C-строку (добавляет '\0')
  if (std::sscanf(line.c_str() + s, "%lf%n", &value, &read))
  {
    // успех, сохранить считанное значение
    v = value;
    return s + read;
  }
 
  return s; // не удалось разобрать фактор
}
 
 
/*
 * Переменные
 */
 
// каждой букве латинского алфавита отвечает одна переменная
Number vars[26];
 
// записать v в переменную id, если это возможно
// возвращает успех
bool storeVar(char id, Number v)
{
  id = tolower(id);
  if (id < 'a' || 'z' < id)  
    return false;
 
  vars[id - 'a'] = v;
  return true;
}
 
// считать v из переменной id, если это возможно
// возвращает успех
bool loadVar(char id, Number &v)
{
  id = tolower(id);
  if (id < 'a' || 'z' < id)  
    return false;
 
  v = vars[id - 'a'];
  return true;
}
 
// сбрасывает содержимое переменных, присваивая им всем 0
void zeroVars()
{
  std::memset(vars, 0, sizeof vars); // осторожно, "sizeof массив" годится только
  // для статических массивов, определённых в том же контексте, где используется,
  // частой ошибкой является ситуация, когда вместо размера массива получают размер указателя
}
 
 
/*
 * Main: главный цикл интерпретатора
 */
 
int main()
{
  std::setlocale(LC_ALL, "C"); // стандартные настройки для языка C, поддерживается на всех платформах
  #ifdef WIN32 // чтобы видеть сообщения на русском
  std::setlocale(LC_CTYPE, "Russian"); // MSVC-specific, только буквы, но не числа (1.5, а не 1,5)
  #endif
  cout.precision(16); // точность вывода 16 знаков
  int line = -1; // номер текущей строки
  while (true)
  {
    do // считывать, разбирать и выполнять инструкции до возникновения ошибки
      cout << ++line << ": ";
    while (instruction(cin));
 
    if (cin.eof()) // конец файла, закончить работу
    {
      cout << '\n' << line << " строк прочитано" << endl;
      break;
    }
    else // ошибка ввода
    {
      cerr << "ошибка в строке " << line << '\n';
      if (cin.fail())
      {
        cin.clear();
        cin.ignore();
      }
    }
  }
}
Similar
Эксперт
41792 / 34177 / 6122
Регистрация: 12.04.2006
Сообщений: 57,940
28.11.2012, 13:49     Форма Бэкуса-Наура (КС-грамматики)
Посмотрите здесь:

C++ По поводу грамматики
Примеры схем Бэкуса Наура. C++
Формы Бэкуса Науэра C++
C++ Составление грамматики
C++ Создание правильной грамматики
C++ Страуструп. Грамматики. Парсер
C++ Расширенные формы Бэкуса-Наура (синтаксический анализатор)
C++ Сделать вывод КС-грамматики

Искать еще темы с ответами

Или воспользуйтесь поиском по форуму:
После регистрации реклама в сообщениях будет скрыта и будут доступны все возможности форума.
Ответ Создать тему
Опции темы

Текущее время: 04:48. Часовой пояс GMT +3.
КиберФорум - форум программистов, компьютерный форум, программирование
Powered by vBulletin® Version 3.8.9
Copyright ©2000 - 2016, vBulletin Solutions, Inc.
Рейтинг@Mail.ru