Арифметические выражения: анатомия, разбор, программирование::Журнал СА 10.2013
www.samag.ru
     
Поиск   
              
 www.samag.ru    Web  0 товаров , сумма 0 руб.
E-mail
Пароль  
 Запомнить меня
Регистрация | Забыли пароль?
Журнал "Системный администратор"
Журнал «БИТ»
Подписка
Архив номеров
Где купить
Наука и технологии
Авторам
Рекламодателям
Контакты
   

  Опросы
  Статьи

Дата-центры  

Дата-центры: есть ли опасность утечки данных?

Российские компании уже несколько лет испытывают дефицит вычислительных мощностей. Рост числа проектов,

 Читать далее...

Событие  

В банке рассола ждет сисадмина с полей фрактал-кукумбер

Читайте впечатления о слете ДСА 2024, рассказанные волонтером и участником слета

 Читать далее...

Организация бесперебойной работы  

Бесперебойная работа ИТ-инфраструктуры в режиме 24/7 Как обеспечить ее в нынешних условиях?

Год назад ИТ-компания «Крок» провела исследование «Ключевые тренды сервисного рынка 2023». Результаты

 Читать далее...

Книжная полка  

Читайте и познавайте мир технологий!

Издательство «БХВ» продолжает радовать выпуском интересных и полезных, к тому же прекрасно

 Читать далее...

СУБД PostgreSQL  

СУБД Postgres Pro

Сертификация по новым требованиям ФСТЭК и роль администратора без доступа к данным

 Читать далее...

Критическая инфраструктура  

КИИ для оператора связи. Готовы ли компании к повышению уровня кибербезопасности?

Похоже, что провайдеры и операторы связи начали забывать о требованиях законодательства

 Читать далее...

Архитектура ПО  

Архитектурные метрики. Качество архитектуры и способность системы к эволюционированию

Обычно соответствие программного продукта требованиям мы проверяем через скоуп вполне себе понятных

 Читать далее...

Как хорошо вы это знаете  

Что вам известно о разработках компании ARinteg?

Компания ARinteg (ООО «АРинтег») – системный интегратор на российском рынке ИБ –

 Читать далее...

Графические редакторы  

Рисование абстрактных гор в стиле Paper Cut

Векторный графический редактор Inkscape – яркий представитель той прослойки open source, с

 Читать далее...

День сисадмина  

Учите матчасть! Или как стать системным администратором

Лето – время не только отпусков, но и хорошая возможность определиться с профессией

 Читать далее...

День сисадмина  

Живой айтишник – это всегда движение. Остановка смерти подобна

Наши авторы рассказывают о своем опыте и дают советы начинающим системным администраторам.

 Читать далее...

Виртуализация  

Рынок решений для виртуализации

По данным «Обзора российского рынка инфраструктурного ПО и перспектив его развития», сделанного

 Читать далее...

Книжная полка  

Как стать креативным и востребованным

Издательский дом «Питер» предлагает новинки компьютерной литературы, а также книги по бизнесу

 Читать далее...

Книжная полка  

От создания сайтов до разработки и реализации API

В издательстве «БХВ» недавно вышли книги, которые будут интересны системным администраторам, создателям

 Читать далее...

1001 и 1 книга  
19.03.2018г.
Просмотров: 6225
Комментарии: 0
Машинное обучение с использованием библиотеки Н2О

 Читать далее...

12.03.2018г.
Просмотров: 6931
Комментарии: 0
Особенности киберпреступлений в России: инструменты нападения и защита информации

 Читать далее...

12.03.2018г.
Просмотров: 4213
Комментарии: 0
Глубокое обучение с точки зрения практика

 Читать далее...

12.03.2018г.
Просмотров: 3006
Комментарии: 0
Изучаем pandas

 Читать далее...

12.03.2018г.
Просмотров: 3806
Комментарии: 0
Программирование на языке Rust (Цветное издание)

 Читать далее...

19.12.2017г.
Просмотров: 3819
Комментарии: 0
Глубокое обучение

 Читать далее...

19.12.2017г.
Просмотров: 6315
Комментарии: 0
Анализ социальных медиа на Python

 Читать далее...

19.12.2017г.
Просмотров: 3169
Комментарии: 0
Основы блокчейна

 Читать далее...

19.12.2017г.
Просмотров: 3459
Комментарии: 0
Java 9. Полный обзор нововведений

 Читать далее...

16.02.2017г.
Просмотров: 7276
Комментарии: 0
Опоздавших не бывает, или книга о стеке

 Читать далее...

17.05.2016г.
Просмотров: 10646
Комментарии: 0
Теория вычислений для программистов

 Читать далее...

30.03.2015г.
Просмотров: 12364
Комментарии: 0
От математики к обобщенному программированию

 Читать далее...

18.02.2014г.
Просмотров: 13998
Комментарии: 0
Рецензия на книгу «Читаем Тьюринга»

 Читать далее...

13.02.2014г.
Просмотров: 9123
Комментарии: 0
Читайте, размышляйте, действуйте

 Читать далее...

12.02.2014г.
Просмотров: 7077
Комментарии: 0
Рисуем наши мысли

 Читать далее...

10.02.2014г.
Просмотров: 5387
Комментарии: 3
Страна в цифрах

 Читать далее...

18.12.2013г.
Просмотров: 4616
Комментарии: 0
Большие данные меняют нашу жизнь

 Читать далее...

18.12.2013г.
Просмотров: 3426
Комментарии: 0
Компьютерные технологии – корень зла для точки роста

 Читать далее...

04.12.2013г.
Просмотров: 3154
Комментарии: 0
Паутина в облаках

 Читать далее...

03.12.2013г.
Просмотров: 3399
Комментарии: 0
Рецензия на книгу «MongoDB в действии»

 Читать далее...

02.12.2013г.
Просмотров: 3024
Комментарии: 0
Не думай о минутах свысока

 Читать далее...

Друзья сайта  

 Арифметические выражения: анатомия, разбор, программирование

Архив номеров / 2013 / Выпуск №10 (131) / Арифметические выражения: анатомия, разбор, программирование

Рубрика: Разработка /  Кафедра   | Дополнительные материалы

Алексей Вторников АЛЕКСЕЙ ВТОРНИКОВ, разработчик ПО для банков и страховых компаний (хотя не отказывается от интересных задач в других областях). Основной «недостаток» – предпочитает командную строку любым IDE

Арифметические выражения:
анатомия, разбор, программирование

Недостойно одаренному человеку тратить, подобно рабу, часы на вычисления.

Готфрид В.Лейбниц

Вне всяких сомнений, арифметические выражения поистине вездесущи. Алгоритмы их трансляции просты, по-своему изящны и универсальны. Знакомство с ними может сослужить добрую службу любому программисту

Что есть сейчас

Во многих языках программирования предусмотрены конструкции для вычисления арифметических выражений. Например, в JavaScript есть встроенная функция eval (), которой в качестве аргумента передается строка, содержащая выражение, команду или последовательность команд; следующий сценарий:

<HTML>

<HEAD>

<TITLE>Арифметические выражения (функция eval ())</TITLE>

</HEAD>

<BODY>

<SCRIPT LANGUAGE="JavaScript" TYPE="text/javascript">

document.write (eval ("(40 + 2) * 5"));

</SCRIPT>

</BODY>

</HTML>

отобразит в браузере ответ: 210. Сходная функция имеется также в PHP, Perl и многих других интерпретируемых языках.

В языке программирования Java (начиная с версии 6) добавлена похожая функциональность:

import javax.script.ScriptEngineManager;

import javax.script.ScriptEngine;

 

public class Test {

public static void main (String[] args) {

ScriptEngineManager mgr = new ScriptEngineManager ();

ScriptEngine engine = mgr.getEngineByName ("JavaScript");

try {

System.out.println(engine.eval ("(40 + 2) * 5"));

} catch (Exception ex) {

ex.printStackTrace ();

}

}

}

Нетрудно видеть, что здесь производятся вызов интерпретатора JavaScript и передача ему в качестве аргумента строки, представляющей собой арифметическое выражение. Но как такие выражения фактически вычисляются? Это отнюдь неочевидно, и в этой статье я расскажу, что происходит «за кулисами». Для начала небольшое напоминание о том, что такое стек.

Стек: главный герой

В своей знаменитой книге «Искусство программирования» (см. любое издание) Дональд Э.Кнут приводит следующее определение:

«Стек – это линейный список, в котором все операции вставки и удаления (и, как правило, операции доступа к данным) выполняются только на одном из концов списка».

Иными словами, стек – это память, доступ к элементам которой организован по принципу «последним вошел, первым вышел» (или LIFO, от англ. Last In First Out).

Стек представляет собой упорядоченную структуру данных, состоящую из отдельных элементов (ячеек). Элементы служат местом хранения данных.

Данные, хранящиеся в элементах стека, могут быть любыми: числами, символами или иными более сложными структурами; это определятся назначением стека и способом его реализации.

У стека имеется дно – место, начиная с которого в нем накапливаются элементы; очевидно, что в пустом стеке нет ни одного элемента. Новый элемент всегда помещается (синонимы – проталкивается, заносится; соответствующий англ. термин push) на место, указываемое вершиной стека; ранее имевшиеся данные утапливаются вглубь. Вместо термина «вершина» часто используется термин «голова».

Удаление (синонимы – выталкивание, снятие; соответствующий англ. термин pop) элемента производится в обратном порядке начиная с того, на который указывает голова стека. Количество элементов, находящихся в стеке в данный момент времени, характеризует его глубину; очевидно, что глубина пустого стека равна 0. Глубина может быть ограничена наперед заданной величиной или быть неограниченной.

Разумеется, на практике даже самый большой стек рано или поздно заполнится, и вся выделенная ему память будет занята. Такая ситуация называется переполнением стека (overflow). С другой стороны, возможна и противоположная ситуация (underflow), то есть попытка выборки из пустого стека. Качественная реализация стека должна «уметь» обрабатывать и предотвращать эти ситуации.

План действий

Обработка всякого арифметического выражения разбивается на три последовательных этапа:

  • выделение некоторых частей выражения (переменных, чисел, знаков операций и скобок); это задача лексического анализатора;
  • построение эквивалентной постфиксной формы;
  • вычисление выражения по ранее полученной постфиксной форме (в случае интерпретации) или генерация машинного кода (в случае компиляции).

Первые два этапа коротко называются трансляцией выражения.

Вообще алгоритмы, лежащие в основе трансляции арифметических выражений, служат основой трансляции многих других конструкций языков программирования. В примерах программного кода используется язык программирования Java (версии 6 и старше). Я рекомендую скачать исходный код (он невелик – чуть больше 300 строк) и, читая статью, сверяться с ним.

Статью целиком читайте в журнале «Системный администратор», №10 за 2013 г. на страницах 68-73.


Комментарии отсутствуют

Добавить комментарий

Комментарии могут оставлять только зарегистрированные пользователи

               Copyright © Системный администратор

Яндекс.Метрика
Tel.: (499) 277-12-45
E-mail: sa@samag.ru