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:?
На каком основании? Простые размышления тут вряд ли помогут. Мы должны проверить разные варианты и выбрать лучший.
В текущей версии при вычислении выражения
2+3; 5*7; 2+9;
программа выводит следующие результаты:
= 5
= 35
= 11
Если добавить слова
Выражение:
и
Результат:
, получим следующее:
Выражение: 2+3; 5*7; 2+9;
Результат: 5
Выражение: Результат: 35
Выражение: Результат: 11
Выражение:
Мы уверены, что кому-то нравится один стиль, а кому-то — другой. В таких ситуациях мы можем предоставить пользователям выбор, но для данной простой задачи это было бы излишне, поэтому мы должны принять волевое решение. По нашему мнению, слова Выражение: и Результат: слишком загромождают экран и сбивают с толку. Из-за них сами выражения и результаты занимают лишь небольшую часть экрана, а ведь именно они являются предметом нашего внимания, поэтому ничто не должно нас отвлекать от них. С другой стороны, если каким-то образом не отделить входную информацию, которую печатает пользователь, и результаты, вычисленные компьютером, получится путаница. Во время первоначальной отладки для индикации результата мы использовали символ =, а для короткого приглашения — символ >, который часто используется для этой цели.
> 2+3;
= 5
> 5*7;
= 35
>
Теперь экран выглядит намного лучше, и мы можем приступать к изменениям основного цикла в функции
main()
.
double val = 0;
while (cin) {
cout << "> "; // приглашение к вводу
Token t = ts.get();
if (t.kind == 'q') break;
if (t.kind == ';')
cout << "= " << val << '\n'; // вывод результатов
else
ts.putback(t);
val = expression();
}
К сожалению, результат ввода нескольких выражений в одной строке выглядит запутанно.
> 2+3; 5*7; 2+9;
= 5
> = 35
> = 11
>
Основная проблема заключается в том, что мы не подумали о возможности ввести в одной строке сразу несколько выражений. На самом деле мы подразумевали следующий вариант ввода и вывода:
> 2+3; 5*7; 2+9;
= 5
= 35
= 11
>
Это выглядит правильно, но, к сожалению, неясно, как этого добиться. Сначала посмотрим на функцию
main()
. Существует ли способ выводить символ
>
тогда и только тогда, когда он не следует за символом
=
немедленно? Неизвестно! Мы должны вывести символ
>
до вызова функции
get()
, но мы не знаем, действительно ли функция
get()
считывает новые символы или просто возвращает объект класса
Token
, созданный из символов, уже считанных с клавиатуры. Иначе говоря, для того чтобы внести это улучшение, нам придется переделать поток
Token_stream
.
Пока можем считать, что текущий вариант достаточно хорош. Если мы будем вынуждены модифицировать поток
Token_stream
, то пересмотрим это решения. Нецелесообразно вносить в программу серьезные структурные изменения, чтобы добиться минимальных преимуществ, а ведь мы еще даже не протестировали калькулятор как следует.
7.3. Обработка ошибок
Первое, что необходимо сделать, получив в принципе работающую программу,— попытаться “сломать” ее, т.е. ввести входные данные, надеясь вызвать неправильную работу программы. Мы говорим “надеясь”, потому что основная задача на этом этапе — найти как можно больше ошибок, чтобы исправить их до того, как их обнаружит кто-то другой. Если вы приступите к проверке с убеждением: “Моя программа работает, и я не делаю никаких ошибок!”, то не сможете найти многих ошибок и будете очень огорчены, если все же обнаружите их. Вы должны подвергать сомнению то, что делаете! Правильная позиция формулируется так: “Я “сломаю” ее! Я умнее, чем любая программа, даже моя собственная!” Итак, введем в калькулятор мешанину правильных и неправильных выражений. Рассмотрим пример.
