Этюды для программистов

Для того чтобы правильно заполнять строки и выравнивать текст, форматор должен уметь распознавать слова и предложения. Со словами все просто — любая цепочка литер без пробелов, заканчивающаяся пробелом или концом записи, является словом. Заметим, что по этому определению знаки препинания входят в состав предшествующего слова. Предложение обычно заканчивается точкой, а в конце предложения, как правило, вместо одного пробела оставляется два. Но ведь точка может стоять внутри скобок или кавычек, а после двоеточия правилами предусматривается два пробела. Поэтому слова, заканчивающиеся литерами

. ? ! .) ?) !) ." ?" !" .") ?") !") :

следует считать концом предложения. Могут быть также и другие варианты, которые здесь не упомянуты; авторы часто весьма вольно обращаются с пунктуацией.

Если ваш форматор будет работать в системе разделения времени, которая умеет вводить прописные и строчные буквы и допускает вывод на терминал, то, несомненно, алфавит языка, на котором реализован форматор, должен включать большие и малые буквы. Но если вы работаете в системе, ориентированной на ввод с перфокарт, то у вас возникнут трудности с чтением букв двух видов, поскольку на перфораторах, как правило, отсутствует переключатель регистров (лучше, если системе все-таки удастся каким-то образом печатать буквы обоих видов, иначе ваше начинание обречено на провал). Для ввода с перфокарт выберите какую-нибудь литеру, например ↑, которая будет служить признаком прописной буквы. Так, текст

Машина БЭСМ-6

нужно перфорировать как

↑машина ↑б↑э↑с↑м-6

Прописные буквы отмечаются специальным образом, поскольку они встречаются значительно реже строчных. Заметим, что буквы, отперфорированные обычным образом, считаются строчными, хотя на перфокартах они выглядят как прописные.

Аргументы команд могут быть двух видов. Некоторые аргументы представляют собой целые числа и задают либо значения управляющих параметров для форматора, либо число строк исходного текста, относящихся к этой команде. Другие аргументы являются словами или отдельными литерами, которые непосредственно используются в команде. Аргументы обоих видов разделяются пробелами, избыточные пробелы игнорируются, В команде ?имя второй аргумент может отсутствовать, тогда считается, что он равен пробелу (иначе при данных соглашениях пробел представить трудно). Следует позаботиться о том, чтобы для неправильных команд выдавались сообщения об ошибках.

Тема. Напишите для вашей системы форматор текстов, понимающий описанные выше команды. Поскольку форматирование текста не имеет большого смысла без возможности вывода прописных и строчных букв, то следует использовать выводное устройство с буквами обоих видов. Скорее всего, такое устройство окажется довольно дорогим, и вы не сможете позволить себе достаточное количество тестовых пусков. И хотя, естественно, вы рассчитываете, что у вас с первого же раза все правильно заработает, полезно все же уметь делать тестовые выдачи, по форме аналогичные вводу с перфокарт. Такие выдачи можно делать на обычном АЦПУ.

Указания исполнителю. Вы обнаружите, вероятно, что ваша программа тратит большую часть времени на ввод и вывод и совсем немного времени — на перемещение слов в строке. Значительная часть времени обработки будет уходить, по-видимому, на поиск пробелов между словами. С учетом всего этого ясно, что львиную долю усилий по оптимизации программы следует направить на центральный алгоритм сканирования и на взаимодействие форматора с внешним миром. Обработка команд и алгоритм размещения слов должны быть запрограммированы так, чтобы все было понятно. Как правило, для ввода/вывода следует пользоваться стандартными языковыми средствами, но в данной задаче мы сталкиваемся с тем случаем, когда особенности вашей операционной системы можно употребить с пользой для дела. Важно помнить только, что использование этих особенностей должно быть сконцентрировано в пределах подпрограмм ввода-вывода, а не рассеяно по всему форматору.

Набор команд был подобран с таким расчетом, чтобы требуемый вывод можно было получить за один просмотр входных данных. Ни для одной команды алгоритм не должен требовать повторного просмотра ввода. Если для некоторых алгоритмов потребуется рабочее пространство, как, например, для алгоритма обработки сноски, то попробуйте применить двойную буферизацию вывода и использовать свободный буфер в качестве рабочего пространства. Для оценки времени работы укажем, что форматор, с помощью которого был получен английский оригинал настоящего издания, тратил на одну страницу вывода примерно 2 с времени ЦП, а написан он был на некоем диалекте языка Трак (см. гл. 28). Да и большинство других форматоров тратит на оформление каждой страницы вывода тоже примерно 1–2 с независимо от скорости ЭВМ, на которой они работают. Единственное разумное объяснение этому факту — то, что пользователи находят такую скорость приемлемой, и программисты соответственно не считают нужным тратить усилия на ускорение форматоров.