Также, вместо ^2, можно слово назвать **2, в стиле python:
: **2 ( A -> A^2 ) DUP * . ; \ возведение числа в квадрат
5 **2
25 Ok
В итоге получаем тот же ответ, но стилистика программы изменилась.
Для начала этого достаточно. Далее при решении конкретных задач, в среде программирования SP-Forth, процесс станет более понятным и осознанным.
BEGIN 1-10
Начать нашу практику программирования мы будем с задач из книги М. Э. Абрамян "1000 задач по программированию Часть I Скалярные типы данных, управляющие операторы, процедуры и функции" 2004. Автор пишет, что получить задачник можно по e-mail: [email protected] или за подробностями обращайтесь к веб ресурсу ptaskbook.com. Текст задач я приводить не буду, дабы исключить плагиат. Думаю, пояснения к коду с описанием слов (функций-программ) должно быть достаточно, в противном случае обращайтесь к первоисточнику за текстом задач.
Пример 1. Итак, начнем, (для простоты вначале мы будем рассматривать все входные параметры как целые числа, далее мы перепишем код для вещественных аргументов, где об этом указано в условии задачи). Вот и решение первой задачи:
: B1 ( A -> P ) 4 * ; \ P=4*A
B – это сокращение от BEGIN, что обозначает первую группу заданий (мы и далее будем использовать такой вид названий в последующих группах заданий), затем слитно пишется номер примера. Сразу после имени в скобках пишется комментарий стековой нотации. Так принято в Форте. В данном случае Слово-функция B1 берет один параметр A (четырехбайтовое целое число и оставляет другое того же типа). A – сторона квадрата – вход функции, P – его периметр – возвращаемое функцией значение. Тело – очень короткое, просто умножает число на вершине стека на 4 (не забываем, что в Форте обратная польская нотация, сначала идут операнды, затем операция).
Теперь чтобы воспользоваться нашим словом, например, чтобы посчитать периметр квадрата со стороной 3, используем следующий код:
3 B1 .
12 Ok
Точка «.» – это стандартное форт слово, которое печатает число на вершине стека на экран.
Напомним, общий вид определения нового слова в Форте:
: Название-Слова ( стек до выполнение –> после ) Код-Тела-Функции ; \ комментарий
Пример 2. Нам нужно посчитать площадь квадрата:
: B2 ( A -> S ) DUP * ; \ S=A^2
Мы просто дублируем содержимое на вершине стека число (для чего используем оператор языка Форт – DUP) и умножаем его на себя. Данный пример можно оформить более красиво для использования в ваших будущих программах:
: SQR ( A -> A^2 ) DUP * ; \ A^2 – вычисление квадрата числа, или
: ^2 ( A -> A^2 ) DUP * ; \ или
: **2 ( A -> A^2 ) DUP * ; \ отличие только в названии
Какой нравится, тот и можете использовать. Или все сразу, так тоже можно.
Пример 3. По сторонам прямоугольника нужно вычислить его Площадь и Периметр:
: B3 ( A B -> S P ) \ ( S=A*B P=2*(A+B) )
2DUP ( A B -> A B A B ) \ Слово 2DUP, дублирует сразу два числа
* ( A B A B -> A B A*B=S ) \ Площадь вычислен – это просто произведение сторон
ROT ROT ( A*B=S A B ) \ оператор ROT вытаскивает 3-ий от вершины параметр на вершину
\ применив его два раза на вершине мы получаем A B и вычисленный под ним Площадь
+ 2* ; \ складываем A и B, и умножив на 2, оператором 2*, получаем периметр
Слово «2*» делает тоже самое что и два слова «2 *», только короче и проще.
В итоге на стеке мы получаем Площадь и Периметр. Чтобы напечатать результаты на экран из примеров нужно просто ввести точку с клавиатуры «.» и затем нажать «Enter». Сначала напечатается вершина, т. е. периметр, в данном примере, затем повторив действия площадь. Чтобы изменить порядок печати, можно набрать слово SWAP, который меняет местами 2 числа на вершине стека ( A B -> B A), т.е., например чтобы вычислить площадь и периметр прямоугольника со сторонами 1 и 2 введём следующее:
1 2 B3 SWAP . .
2 6 Ok
Площадь равна 1*2=2, а периметр равен 2*(1+2)=6. Слово работает корректно и вычисляются площадь и периметр соответственно стековой нотации, а выводятся по условию задачи.
Пример 4. Нужно вычислить длину круга зная его диаметр:
: B4 ( D -> L ) 314 * ; \ L=Pi*D*100
Ответ буде в 100 раз больше для целочисленных данных, таким образом избавимся от дробной части. Перепишем код, чтобы можно было работать с вещественными числами. Для этого в SP-Forth нужно подключить соответствующие библиотеки. Скопируйте и вставьте следующие две строчки:
S" lib\include\float.f" INCLUDED
S" lib\include\float2.f" INCLUDED
Но можно только вторую строчку.
Теперь чтобы ввести вещественное число, скажем 0,5, нужно набрать на клавиатуре следующее:
5E-1
До E – это мантисса (число), после экспонента (степень). Мантисса и экспонента могут быть как положительными (знак не требуется), так и отрицательными (в данном случае степень -1, что значит 10 в минус первой степени).
После ввода, вещественное число размещается на соответствующем ей стеке, поэтому мы не видим его после вывода слова Ok в скобках, так как это другой стек для целых чисел. Чтобы его увидеть нужно ввести «F.». Итак, чтобы проверить, что всё работает как надо, введём код:
5E-1 F.
В ответ увидим:
0.5000000 Ok
Слово «F.», аналогично, как и «.» выводит число на экран, только не с целочисленного стека, а с вещественного.
Теперь мы можем переписать пример 4 для вещественных аргументов:
: B4 ( D -> L ) \ L=Pi*D
314E-2 F* ;
Посчитаем длину окружности диаметром 0,5, набрав следующее:
5E-1 B4 F. \ вызываем слово, которое считает длину и «F.» печатает ответ
1.5700000 Ok
Переделаем таким же образом первые 3 примера для случая с вещественными аргументами, сделав их более универсальными.
Пример 1:
: B1 ( A -> P ) 4E F* ; \ P=4*A
Знак «*» заменяется на «F*», четверка вводится как вещественное число (операция «F*», в отличие от «*» производит операцию над вещественными числами на вещественном стеке). Теперь проверим, посчитаем периметр квадрата со стороной 0,5:
5E-1 B1 F.
2.0000000 Ok
Ответ 2 (0,5*4=2) что является правдой.
Данный пример, так же можно преобразовать, написав в стиле:
: B1 ( A -> P ) \ P=4*A
4E F*
;
Но он настолько маленький и примитивный, что едва ли это необходимо, проще и лаконичней всё оставить на одной строчке. В более сложных и больших примерах код нужно писать структурированным, понятным и разумеется в едином стиле.
Пример 2:
: B2 ( A -> S ) FDUP F* ; \ S=A^2
Опять DUP превращается в FDUP, умножение как в первом случае. Проверим работу слова. Посчитаем площадь квадрата со стороной 0,5:
5E-1 B2 F.
0.2500000 Ok \ 0,5*0,5 = 0,25
Пример 3:
: B3 ( A B -> S P ) \ ( S=A*B P=2*(A+B) )
FOVER FOVER ( A B -> A B A B )
\ Слово FOVER, дублирует слово под вершиной стека на ее вершину т.е. ( A B -> A B A )
\ Повторив его 2 раза получим ( A B -> A B A B )
F* F. ( A B A B -> A B A*B=S )
\ Площадь вычислен – это просто произведение сторон
F+ 2E F* F. ; \ складываем A и B, и умножив на 2, оператором F*, получаем периметр
Проверим работу слова B3:
2E-1 3E-1 B3
0.0600000 1.0000000 Ok
Как можете увидеть ниже всё работает верно:
S = 0,2*0,3=0,06
P=2*(0,2+0,3)=2*0,5=1
0,2 и 0,3 можно вводить и в следующем виде: 0.2E и 0.3E. Самостоятельно можете убедиться, что слово «F.» выведет на экран тоже самое значение.
Универсальный вариант того же примера, если вы не хотите сразу печатать результаты обработки в слове:
: B3 ( A B -> S P ) \ ( S=A*B P=2*(A+B) )
