Команды обработки строк лекция. Команды обработки строк. Свойства операций над строками
 Скачать 93.13 Kb.
|
|
Некоторые возможности Макроязыка Ниже мы описываем некоторые возможности макроязыка, в той или иной форме реализованные во всех Макропроцессорах. Мы, однако, ориентируемся прежде всего на Макропроцессор, независимый от Ассемблера, потому что в этой категории функции Макропроцессора легче определить. Заголовок макроопределения Макроопределение должно как-то выделяться в программе, поэтому оно всегда начинается с заголовка. Заголовок имеет формат, подобный следующему: имя_макрокоманды MACRO список формальных параметров имя_макрокоманды является обязательным компонентом. При макровызове это имя употребляется в поле мнемоники оператора. Имена макроопределений, имеющихся в программе, должны быть уникальны. Обычно при распознавании макровызова поиск по имени макрокоманды ведется сначала среди макроопределений имеющихся в программе, а затем (если в программе такое макроопределение не найдено) — в библиотеках макроопределений. Таким образом, имя макрокоманды, определенной в программе, может совпадать с именем макрокоманды, определенной в библиотеке, в этом случае макрокоманда, определенная в программе, заменяет собой библиотечную. Формальные параметры играют ту же роль, что и формальные параметры процедур/функций. При обработке макровызова вместо имен формальных параметров в теле макроопределения подставляются значения фактических параметров макровызова. В развитых Макроязыках возможны три формы задания параметров: u позиционная; u ключевая; u смешанная. При использовании позиционной формы соответствие фактических параметров формальным определяется их порядковым номером. (Позиционная форма всегда применяется для подпрограмм). В позиционной форме количество и порядок следования фактических параметров макровызова должны соответствовать списку формальных параметров в заголовке макроопределения. При использовании ключевой формы каждый фактический параметр макровызова задается в виде: имя_параметра=значение_параметра В таком же виде они описываются и в списке формальных параметров, но здесь значение_параметра может опускаться. Если значение_параметра в списке формальных параметров не опущено, то это — значение по умолчанию. В макровызове параметры могут задаваться в любом порядке, параметры, имеющие значения по умолчанию, могут опускаться. В смешанной форме первые несколько параметров подчиняются правилам позиционной формы, а остальные — ключевые. В некоторых Макропроцессорах имена параметров начинаются с некоторого отличительного признака (например, амперсанда — &), чтобы Макропроцессор мог отличить «свои» имена (имена, подлежащие обработке при обработке макроопределения) от имен, подлежащих обработке Ассемблером. Для Макропроцессоров, которые мы отнесли к категории сильносвязанных такой признак может и не быть необходимым, так как такой Макропроцессор обрабатывает как свои имена, так и имена Ассемблера. В любом случае возникает проблема распознавания имени в теле макроопределения. Например, если макроопределение имеет формальный параметр &P, а в макровызове указано для него фактическое значение 'X', то как должна обрабатываться подстрока '&PA' в теле макроопределения? Должна ли эта подстрока быть заменена на 'XA' или оставлена без изменений? Логика, которой следует большинство Макропроцессоров в этом вопросе, такова. &PA является именем в соответствии с правилами формирования имен. Поэтому оно не распознается как имя &P и остается без изменений. Если мы хотим, чтобы подстановка в этой подстроке все-таки произошла, следует поставить признак, отделяющий имя параметра от остальной части строки. Обычно в качестве такого признака используется точка — '.': '&P.A' заменяется на 'XA'. Окончание макроопределения Если у макроопределения есть начало (оператор MACRO), то у него, естественно, должен быть и конец. Конец макроопределения определяется оператором MEND. Этот оператор не требует параметров. Макроопределение, взятое в «скобки» MACRO — MEND может располагаться в любом месте исходного модуля, но обычно все макроопределения размещают в начале или в конце модуля. Локальные переменные макроопределения Поскольку генерация макрорасширения ведется по некоторому алгоритму, описанному в макроопределении, реализация этого алгоритма может потребовать собственных переменных. Эти переменные имеют силу только внутри данного макроопределения, в макрорасширении не остается никаких «следов» переменных макроопределения. Переменные макроопределения могут использоваться двумя способами: u их значения могут подставляться вместо их имен в тех операторах макроопределения, которые переходят в макрорасширение; u их значения могут проверяться в условных операторах макроязыка и влиять на последовательность обработки. При подстановке значений переменных макроопределения в макрорасширение работают те же правила, что и при подстановки значений параметров. Для сильносвязанных Макропроцессоров необходимости в локальных переменных макроопределения, вместо них могут использоваться имена программы (определяемые директивой EQU). Для сильносвязанных и независимых процессоров переменный макроопределения и имена программы должны различаться, для этого может применяться тот же признак, что и для параметров макроопределения. Объявление локальной переменной макроопределения может иметь, например, вид: имя_переменной LOCL начальное_значение (последнее необязательно) Присваивание значений переменным макроопределения Присваивание может производиться оператором вида: имя_переменной SET выражение или имя_переменной = выражение Выражения, допустимые при присваивании, могут включать в себя имена переменных и параметров макроопределения, константы, строковые, арифметические и логические операции, функции. Основной тип операций — строковые (выделение подстроки, поиск вхождения, конкатенация. etc.), так как обработка макроопределения состоит в текстовых подстановках. Строковые операции обычно реализуются в функциях. Однако, в некоторых случаях может потребоваться выполнение над переменными макроопределения операций нестрокового типа. Как обеспечить выполнение таких операций? Можно предложить два варианта решения этой проблемы: u Ввести в оператор объявления переменной макроопределения определение ее типа. При выполнении операций должно проверяться соответствие типов. u Все переменные макроопределения имеют строковый тип, но при вычислении выражений автоматически преобразуются к типу, требуемому для данной операции (при таком преобразовании может возникать ошибка). Результат выражения автоматически преобразуется в строку. Как правило, операции присваивания могут применяться к параметрам макроопределения точно так же, как и к переменным макроопределения. Глобальные переменные макроопределения Значения локальных переменных макроопределения сохраняются только при обработке данного конкретного макровызова. В некоторых случаях, однако, возникает необходимость, чтобы значение переменной макроопределения было запомнено Макропроцессором и использовано при следующей появлении той же макрокоманды в данном модуле. Для этого могут быть введены глобальные переменные макроопределения (в сильносвязанных Макропроцессорах в них опять-таки нет необходимости). Объявление глобальной переменной макроопределения может иметь, например, вид: имя_переменной GLBL начальное_значение (последнее необязательно) Присваивание значений глобальным переменным макроопределения выполняется так же, как и локальным. Уникальные метки В некоторых случаях операторы машинных команд, имеющихся в макроопределении, должны быть помечены, например, для того, чтобы передавать на них управление. Если применить для этих целей обычную метку, то может возникнуть ошибочная ситуация. Если метка в макроопределении имеет обычное имя, и в модуле данная макрокоманда вызывается два раза, то будет сгенерировано два макрорасширения, и в обоих будет метка с этим именем. Чтобы избежать ситуации неуникальности меток, в макроязыке создается возможность определять метки, для которых формируются уникальные имена. Обычно имя такой метки имеет тот же отличительный признак, который имеют параметры и переменные макроопределения. Каждую такую метку Макропроцессор заменяет меткой с уникальными именем. Уникальное имя метки может формироваться формате, подобном следующему: &имя.nnnnnn где — nnnnnn — число, увеличивающееся на 1 для каждой следующей уникальной метки. Другой возможный способ формирования, например: имя&SYSNDX где SYSNDX — предустановленное имя, имеющее числовое значение, начинающееся с 00001 и увеличивающееся на 1 для каждой следующей уникальной метки. Следующие операторы Макроязыка влияют на последовательность обработки операторов макроопределения. В тех или иных Макропроцессорах имеется тот или иной набор таких операторов. Оператор безусловного перехода и метки макроопределения Возможный формат оператора: MGO макрометка Концептуально важным понятием является макрометка. Макрометка может стоять перед оператором Макроязыка или перед оператором языка Ассемблера. Макрометки не имеют ничего общего с метками в программе. Передача управления на макрометку означает то, что при обработке макроопределения следующим будет обрабатываться оператор, помеченный макрометкой. Макрометки должны иметь какой-то признак, по которому их имена отличались бы от имен программы и переменных макроопределения. Например, если имена переменных макроопределения начинаются с символа &, то имя макрометки может начинаться с &&. Оператор условного перехода Возможный формат оператора: MIF условное_выражение макрометка Если условное_выражение имеет значение «истина», обработка переходит на оператор, помеченный макрометкой, иначе обрабатывается следующий оператор макроопределения. Условные выражения формируются по обычным правилам языков программирования. В них могут употребляться параметры и переменные (локальные и глобальные) макроопределения, константы, строковые, арифметические и логические операции и, конечно же, операции сравнения. Кроме того, в составе Макроязыка обычно имеются специальные функции, позволяющие распознавать тип своих операндов, например: является ли операнд строковым представлением числа, является ли операнд именем, является ли операнд именем регистра. Условные блоки Возможный формат оператора: IF условное_выражение операторы_макроопределения_блок1 ENDIF ELSE операторы_макроопределения_блок2 ENDIF Если условное_выражение имеет значение «истина», обрабатываются операторы макроопределения от оператора IF до оператора ENDIF, иначе обрабатываются операторы макроопределения от оператора ESLE до оператора ENDIF. Как и в языках программирования блок ELSE — ENDIF не является обязательным. Условные выражения описаны выше. Обычно предусматриваются специальные формы: IFDEF имя IFNDEF имя проверяющие просто определено или не определено данное имя. Операторы условных блоков довольно часто являются не операторами Макроязыка, а директивами самого языка Ассемблера. Операторы повторений Операторы повторений Макроязыка (или директивы повторений языка Ассемблера) заставляют повторить блок операторов исходного текста, возможно, с модификациями в каждом повторении. Операторы повторений играют роль операторов цикла в языках программирования, они не являются обязательными для макроязыка, так как цикл можно обеспечить и условным переходом. Как и в языках программирования, в Макроязыке может быть несколько форм операторов повторения, приведем некоторые (не все) из возможных форм: MDO выражение блок_операторов_макроопределения ENDMDO выражение должно иметь числовой результат, обработка блока операторов повторяется столько раз, каков результат вычисления выражения. MDOLIST переменная_макроопределения, список_выражений блок_операторов_макроопределения ENDMDO обработка блока операторов повторяется столько раз, сколько элементов имеется в списке_выражений, при этом в каждой итерации переменной_макроопределения присваивается значение очередного элемента из списка_выражений. MDOWHILE условное_выражение блок_операторов_макроопределения ENDMDO обработка блока операторов повторяется до тех пор, пока значение условного_выражения — «истина». Выдача сообщения При возникновении ошибок или ситуаций, требующих предупреждения программисту в листинг должно выводиться сообщение. Если в результате ошибки программиста, написавшего макроопределение или макровызов будет сгенерирован неправильный код программы на языке Ассемблера, то эта ошибка будет выявлена только Ассемблером на этапе трансляции программы. Однако выгоднее выявлять ошибки не как можно более ранних этапах подготовки программы, в Макроязыке ошибочные ситуации (ошибки в параметрах и т.п.) могут быть выявлены при помощи условных операторов или блоков, а для выдачи сообщения об ошибке должен существовать специальный оператор Макроязыка. Формат такого оператора примерно следующий: MOTE код_серьезности,код_ошибки,сообщение_об_ошибке код_серьезности — числовой код, определяющий возможность продолжения работы при наличии ситуации, вызвавшей сообщения. Должны индицироваться, как минимум, следующие ситуации: u работа Макропроцессора может быть продолжена, по окончании ее может выполняться ассемблирование; u работа Макропроцессора может быть продолжена, но ассемблирование выполняться не может; u работа Макропроцессора не может продолжаться. код_ошибки — числовой код, служащий, например, для поиска развернутого описания сообщений и действий при его возникновении в документе «Сообщения программы» сообщение_об_ошибке — текст, печатаемый в листинге Завершение обработки Обработка макроопределения завершается при достижении оператора MEND. Однако, поскольку алгоритм обработки макроопределения может разветвляться, должна быть предусмотрена возможность выхода из обработки и до достижения конца макроопределения. Эта возможность обеспечивается оператором MEXIT. Операндом этого оператора может быть код_серьезности. Комментарии макроопределения Если в тексте макроопределения имеются комментарии, то они переходят в макрорасширение так же, как и операторы машинных команд и директив Ассемблера. Однако, должна быть обеспечена и возможность употребления таких комментариев, которые не переходят в макрорасширение — комментарии, которые относятся не к самой программе, а к макроопределению и порядку его обработки. Такие комментарии должны обладать некоторым отличительным признаком. Возможны специальные директивы Ассемблера, определяющие режим печати комментариев макроопределения. Макрорасширения в листинге Как уже неоднократно говорилось, макрорасширения для Ассемблера неотличимы от программного текста, написанного программистом «своей рукой». Но программист, анализируя листинг программы, конечно, должен видеть макрорасширения и отличать их от основного текста. Как правило, директивы Ассемблера, управляющие печатью листинга предусматривают режим, при котором макрорасширение не печатается в листинге, а печатается только макрокоманда и режим, при котором в листинге печатается и макрокоманда, и ее макрорасширение, но операторы макрорасширения помечаются каким-либо специальным символом. Структуры данных Макропроцессора Таблица макроопределений, строго говоря, не таблица, а просто массив строк, в который записываются тексты всех макроопределений (от оператора MACRO до оператора MEND), найденных в обрабатываемом модуле. Таблица имен макроопределений содержит имена макроопределений и указатель на размещение текста макроопределения в таблице макроопределений, как показано на рисунке. Все таблицы имеют переменный размер и заполняются в процессе работы. Индекс уникальных меток — число, используемое для формирования уникальной части имен меток, встречающихся в макроопределениях Для обработки каждого макровызова создаются: u Таблица параметров, содержащая информацию о параметрах макроопределения. u Таблица локальных переменных, содержащая информацию о локальных переменных макроопределения. Структура этих таблиц — такая же, как и таблицы глобальных переменных, эти две таблицы могут быть объединены в одну таблицу параметров и локальных переменных. Алгоритм работы Макропроцессора Очевидно, что когда Макропроцессор обрабатывает макровызов, он уже должен «знать» макроопределение данной макрокоманды. Для обеспечения этого таблицы макроопределений и имен макроопределений должны быть созданы до начала обработки макровызовов. Поэтому Макропроцессор должен состоять из двух проходов, на первом проходе строятся таблицы макроопределений и имен макроопределений, а на втором осуществляется обработка макровызовов. Если макроопределения сосредоточены в начале исходного модуля, то Макропроцессор может быть и однопроходным. Ниже мы приводим алгоритм работы 2-проходного Макропроцессора, при этом мы исходим из следующих предпосылок: u наш Макропроцессор является независимым от Ассемблера; u таблица параметров объединяется с таблицей локальных переменных, в дальнейшем мы называем объединенную таблицу таблицей локальных переменных; u операторы Макроязыка включают в себя: MACRO, MEND, MEXIT, MNOTE, LOCL, GLBL, SET, MGO, MIF; u обеспечиваются локальные и глобальные переменные макроопределений, уникальные метки. Алгоритм выполнения 1-го прохода следующий: F Блок1: 1-й проход Макропроцессора F Блок2: Инициализация: открытие исходного файла, создание пустых таблиц, признак «обработка макроопределения» устанавливается в FALSE. F Блок3: Чтение следующей строки исходного файла с проверкой конца файла. F Блок4: Если при чтении строки найден конец файла, выводится сообщение об ошибке, закрываются файлы, освобождается память... F Блок5: ...и Макропроцессор завершается с признаком ошибки. F Блок6: Если конец файла не достигнут, выполняется лексический разбор прочитанной строки с выделением имени и мнемоники операции. F Блок7: Алгоритм Макропроцессора разветвляется в зависимости от мнемоники операции F Блок8: Если мнемоника операции MACRO — заголовок макроопределения, то в таблицу имен макроопределений заносится имя, находящееся в этом операторе и начальный адрес свободной области в таблице макроопределений. (При занесении имени в таблицу имен макроопределений проверяется, нет ли уже в таблице такого имени, если есть — ошибка) F Блок9: Оператор MACRO записывается в таблицу макроопределений. F Блок10: Признак «обработка макроопределения» устанавливается в TRUE. F Блок11: Если мнемоника операции MEND — конец макроопределения, то оператор записывается в таблицу макроопределений... F Блок12: ...и признак «обработка макроопределения» устанавливается в FALSE. F Блок13: Если мнемоника операции END — конец программы, то проверяется установка признака «обработка макроопределения». F Блок14: Если этот признак установлен в TRUE, т.е., конец программы встретился до окончания макроопределения, то выводится сообщение об ошибке, закрываются файлы, освобождается память... F Блок15: ...и Макропроцессор завершается с признаком ошибки. F Блок16: Если этот признак установлен в FALSE, то выполняются завершающие операции ... F Блок17: ...и заканчивается 1-й проход Макропроцессора. F Блок18: При любой другой мнемонике оператора проверяется установка признака «обработка макроопределения». F Блок19: Если этот признак установлен в TRUE, то оператор записывается в таблицу макроопределений, если признак установлен в FALSE, то оператор игнорируется Макропроцессором. Алгоритм выполнения 2-го прохода следующий: F Блок1: 2-й проход макропроцессора F Блок2: Начальные установки: открытие файлов, создание пустых таблиц. Признак режима обработки устанавливается в значение «обработка программы». F Блок3: Признак конца обработки установлен? F Блок4: Если признак конца обработки установлен, выполняются завершающие операции... F Блок5: ...и работа Макропроцессора заканчивается. F Блок6: Выполняется разбор строки. F Блок7: Проверяется признак режима обработки. F Блок8: Если признак режима установлен в значение «обработка макроопределения», то проверяется мнемоника оператора. F Блок9: Если в режиме обработки макроопределения встречается мнемоника MEND, то режим переключается в «обработка программы», все прочие операторы в режиме обработки макроопределения игнорируются. F Блок10: Если признак режима работы установлен в значение «обработка программы», происходит ветвление алгоритма в зависимости от мнемоники оператора. F Блок11: Обработка оператора MACRO заключается в установке режима обработки в значение «обработка программы». F Блок12: Обработка директивы Ассемблера END заключается в установке признака окончания работы и выводе оператора в выходной файл. F Блок13: Любая другая мнемоника ищется в Таблице машинных команд и в Таблице директив Ассемблера. Если мнемоника найдена в одной из этих таблиц, то... F Блок14: ...оператор просто выводится в выходной файл. F Блок15: Если оператор не является оператором языка Ассемблера, то предполагается, что это макровызов и соответствующее мнемонике имя ищется в Таблице имен макроопределений. F Блок16: Если имя не найдено в Таблице имен макроопределений, то оно ищется в библиотеках макроопределений. F Блок17: Если имя не найдено и в библиотеках макроопределений, вырабатывается сообщение об ошибке и управление передается на чтение следующего оператора программы. F Блок18: Если имя не найдено в библиотеках макроопределений, соответствующие элементы включаются в Таблицу имен макроопределений и в Таблицу макроопределений. F Блок19: Если имя есть в Таблице макроопределений, выполняется обработка макровызова, после чего управление передается на чтение следующего оператора программы. Алгоритм обработки макровызова следующий: F Блок1: Обработка макровызова. На входе этого модуля есть номер элемента в Таблице имен макроопределений и разобранный текст оператора макровызова. F Блок2: Создание пустых: Таблицы локальных переменных, Таблицы меток. F Блок3: Чтение первой строки из Таблицы макроопределений по адресу, записанному в элементе Таблице имен макроопределений. (Здесь и далее мы подразумеваем, что после чтения очередной строки макроопределения указатель для следующего чтения устанавливается на адрес следующей строки, если он не изменен явным образом.) F Блок4: Проверка параметров: сопоставление фактических параметров вызова с формальными параметрами, описанными в заголовке макроопределения (Заголовок находится в строке, только что считанной из Таблицы макроопределений). F Блок5: При несоответствии фактических параметров формальным выдается сообщение об ошибке... F Блок6: ...и обработка макровызова завершается F Блок7: При правильном задании фактических параметров параметры и их значения заносятся в Таблицу локальных переменных. F Блок8: Создается и заполняется Таблица меток макроопределения. При этом текст макроопределения просматривается до оператора MEND, выявляются метки и заносятся в таблицу. Проверяется уникальность меток. После заполнения таблицы меток указатель чтения из Таблицы макроопределений устанавливается на вторую (следующую за заголовком строку) текста макроопределения. F Блок9: Читается следующая строка текста макроопределения. F Блок10: Если строка является комментарием Ассемблера, строка выводится в макрорасширение. F Блок11: Если строка является комментарием Макроязыка, управление передается на чтение следующей строки макроопределения. F Блок12: Выполняется разбор строки. F Блок13: Алгоритм ветвится в зависимости от мнемоники оператора. F Блок14: При обработке оператора LOCL имя локальной переменной ищется сначала в Таблице локальных переменных... F Блок15: ...а затем — в Таблице глобальных переменных. F Блок16: Если имя найдено в одной из таблиц, формируется сообщение о неуникальном имени. F Блок17: В противном случае заносится новая строка в таблицу локальных имен. В любом случае управление передается на чтение следующей строки макроопределения. F Блок18: Обработка оператора GLBL отличается от оператора LOCL только тем, что новая строка создается в Таблице глобальных переменных. F Блок19: При обработке оператора LOCL вычисляется выражение — операнд команды. Вычисление включает в себя подстановку значений входящих в выражение переменных. Возможны ошибки — из-за использования неопределенных имен и ошибок в синтаксисе выражения. F Блок20: Имя переменной ищется сначала в Таблице локальных переменных. F Блок21: Если имя найдено, изменяется его значение в Таблице локальных переменных. F Блок22: Если имя переменной не найдено, оно ищется в Таблице глобальных переменных. F Блок23: Если имя найдено в Таблице глобальных переменных, изменяется его значение в этой таблице. F Блок24: Если имя не найдено ни в одной из таблиц, формируется сообщение о неопределенном имени. F Блок25: При обработке оператора MIF вычисляется условное выражение — 1-й операнд команды (возможны ошибки). F Блок26: Проверяется значение вычисленного условного выражения. F Блок27: Если значение выражения «истина», имя метки — 2-го операнда команды ищется в Таблице меток макроопределения. F Блок28: Если метка найдена в таблице, указатель для следующего чтения из Таблице макроопределений устанавливается на адрес соответствующий метке F Блок29: Если метка найдена в таблице, выдается сообщение о неопределенной метке. F Блок30: При обработке оператора MGO имя метки — операнда команды ищется в Таблице меток макроопределения. F Блок31: Если метка найдена в таблице, указатель для следующего чтения из Таблице макроопределений устанавливается на адрес соответствующий метке. F Блок32: Если метка найдена в таблице, выдается сообщение о неопределенной метке. F Блок33: При обработке оператора MNOTE выводится сообщение, определяемое операндом. F Блок34: Устанавливается и анализируется код серьезности. Код серьезности является общим для всей работы Макропроцессора, его значение изменяется только, если новое значение больше текущего (более серьезная ошибка) F Блок35: Если код серьезности не допускает продолжения работы Макропроцессора, устанавливается признак завершения работы. F Блок36: При обработке оператора MEXIT устанавливается и анализируется код серьезности. F Блок37: Если код серьезности не допускает продолжения работы Макропроцессора, устанавливается признак завершения работы. F Блок38: Освобождаются структуры данных, созданные для обработки макровызова... F Блок39: ...и обработка макровызова завершается. F Блок40: При обработке оператора MEND освобождаются структуры данных, созданные для обработки макровызова... F Блок41: ...и обработка макровызова завершается. F Блок42: Любая другая мнемоника операции означает, что оператор является не оператором Макроязыка, а оператором языка Ассемблера. В этом случае прежде всего проверяется, не имеет ли оператор метки, которая должна быть уникальной. F Блок43: Если оператор имеет такую метку, формируется имя уникальной метки и индекс уникальных меток увеличивается на 1. F Блок44: Выполняются подстановки в операторе языка Ассемблера (значение имен ищутся в Таблицах локальных и глобальных переменных, возможны ошибки). F Блок45: Оператор языка Ассемблера записывается в макрорасширение. |