This is bug, do you think so?

[JXLFZ]

本帖要说的是在《c专家编程》一个程序里的bug（至于这个是不是就看下大家的看法，不过我觉得挺明显的，要不就是我班门弄斧了，哈哈），还有就是想给大家看下这段程序，这是一个关于解析c语言声明的程序。没放假前的一段时间，我在论坛里看到了不少人在讨论这个声明的问题，lz也给出了分析声明的方法，至于要不要用那些复杂的声明我就不发表意见了（因为我也没有什么经验），但我们总得看明白这些声明啊。我在那个时候刚把《c专家编程》这书看完了，相信看过这书的同学都知道，书里就有一章是关于声明的，里面还有两个用来解析声明的程序（另一个是在后面的章节用有限状态机实现的）。
其实要理解声明只要知道一些在声明里的优先级就行，饿...就不扯这个了，进入正题。这里准备说的程序是那个用有限状态机实现的那个（其实这个bug在第一个解析声明的程序也有，不过我觉得这个好玩些，也可以给一些不知道FSM的同学介绍一下这个概念）。
为了让大家都可以更好的理解这个程序，我先引用一下书里关于FSM（finite state machine）有限状态机的描述：有限状态机是一个数学概念，如果把它运用于程序中，可以发挥很大的作用。它是一种协议，用于有限数量的子程序（“状态”）的发展变化。每一个子程序进行一些处理并选择下一种状态（通常取决于下一段的输入）。有限状态机可以用于程序的控制结构。它的基本思路是用一张表保存所有可能的状态，并列出进入每个状态时可能执行的所有动作，其中最后一个动作就是计算（通常在当前状态和下一个输入字符的基础上，另外再经过一次表查询）下一个应该进入的状态。你从一个“初始状态”开始。在这过程中，翻译表可能会告诉你进入了一个错误的状态，表示一个预期之外的或错误的输入。你不停的在各种状态间进行转换，直到到达结束状态。
饿...扯了这么多，就想给不知道这个的人介绍一下这个概念。说回来，要用有限状态机实现，那就要有一个适合的状态机啊（当然书里都准备好了的），下面就给大家看一个神奇的玩意（好吧，我知道很多人都看过了，不过我还是要把它弄出来）：



由于图大的问题，就分成了两部分，希望大家谅解！
这是一个可以用来分析c语言声明的环，只要按照它的步骤来就可以解析声明，它的原理就是基于声明的优先级：1.括号里的部分 2.后缀符号[]或() 3.前缀符号* ，和三个规定：1.函数不可以返回函数 2.函数的参数不可以是函数 3.数组的类型不可以是函数 （可以用指针来实现）。
再引用书里的一段描述：分析环是一个简单的状态机，它的绝大多数状态转换都是按连续的顺序进行的，与输入无关，这意味著不需要建立一个转换表用于匹配状态/输入以获得下一个状态。你可以用一个简单的变量（类型为函数指针）。在每种状态下，需要做的事情之一就是给下个一个状态赋值。在主循环中，程序将调用指针所指向的函数，并循环往复，直到结束函数被调用或遇到一个错误的状态。
好吧，终于把这些扯完了，我们可以这个分析环的步骤2，3，4，5看作是一种状态，6是结束状态。贴代码了，bug我在下面说。

// 用//是本人的注释

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <ctype.h>
#define MAXTOKENS 100
#define MAXTOKENLEN 64
enum type_tag { IDENTIFIER, QUALIFIER, TYPE };
struct token{
char type;
char string[MAXTOKENLEN];
};
int top = -1;

//int t_num = 0;          //本人的修改，可先不管

/*在第一个标识符（identifier）前保存所有的标识（token）*/
struct token stack[MAXTOKENS];
/*保存刚读入的标记*/
struct token this;
#define pop stack[top--]
#define push(s) stack[++top]=s
enum type_tag classify_string(void)
/*判断标识符的类型*/
{
    char *s = this.string;
    if(!strcmp(s,"const")){
        strcpy(s,"read-only");
        return QUALIFIER;
    }
    if(!strcmp(s,"volatile")) return QUALIFIER;
    if(!strcmp(s,"void")) return TYPE;
    if(!strcmp(s,"char")) return TYPE;
    if(!strcmp(s,"signed")) return TYPE;
    if(!strcmp(s,"unsigned")) return TYPE;
    if(!strcmp(s,"short")) return TYPE;
    if(!strcmp(s,"int")) return TYPE;
    if(!strcmp(s,"long")) return TYPE;
    if(!strcmp(s,"double")) return TYPE;
    if(!strcmp(s,"struct")) return TYPE;
    if(!strcmp(s,"union")) return TYPE;
    if(!strcmp(s,"enum")) return TYPE;
    return IDENTIFIER;
}

void gettoken(void)
{/*读入下一个标记，保存在“this”中*/
    char *p = this.string;
    /*略过所有的空白字符*/
    while ((*p = getchar()) ==  '  ');
    if(isalnum(*p)){
        /*在标识符中读入A-Z,1-9字符*/
        while (isalnum(*++p = getchar()));
        ungetc(*p,stdin);
        *p = '\0';
        this.type = classify_string();
        return;
    }
    this.string[1] = '\0';
    this.type = *p;
    return;
}

void initialize(), get_array(), get_params(), get_lparen(), get_ptr_part(), get_type();//各种状态
void (*nextstate)(void) = initialize;

int main()
/*用有限状态机实现的cdecl*/
{
/*在不同的状态间转换，直到指针为NULL*/
    while(1){
        while(nextstate != NULL) (*nextstate)();
        nextstate = initialize;
        fflush(stdin);
    }
    return 0;
}

void initialize()
{
    gettoken();
    while (this.type != IDENTIFIER){
        push(this);
        gettoken();
    }
    printf("%s is ", this.string);
    gettoken();
    nextstate = get_array;
}

void get_array()            //状态1，也就是分析环里的步骤2
{
    nextstate = get_params;
    while (this.type == '['){
        printf("array ");
        gettoken();/*一个数字或']'*/
        if(isdigit(this.string[0])){
            printf("0..%d ",atoi(this.string)-1);
            gettoken();/*读取']'*/
        }
        gettoken();/*在']'之后读取*/
        printf("of ");
        nextstate = get_lparen;
    }
}

//状态2，也就是分析环里的步骤3。bug就在这个函数里，大家可以先看下
//这个程序是不对函数里的参数进行分析的
void get_params()
{
    nextstate = get_lparen;
    if(this.type == '('){
        while(this.type != ')'){
            gettoken();
        }
        gettoken();
        printf("function returning ");
    }
}

/*
void get_params()           //这是我的修改，为了不影响代码的可读性，bug我在后面再分析了
{
    nextstate = get_lparen;
    if(this.type == '('){
       t_num++;
        while (t_num != 0){
            gettoken();
            if(this.type == '(') t_num++;
            else if(this.type == ')') t_num--;
        }
        gettoken();
        printf("function returning ");
    }
}
*/

void get_lparen()           //状态3，也就是分析环里的步骤4
{
    nextstate = get_ptr_part;
    if(top >= 0){
        if(stack[top].type == '('){
            pop;
            gettoken();/*在'('之后读取*/
            nextstate = get_array;
        }
    }
}

void get_ptr_part()         //状态4，也就是分析环里的步骤5
{
    nextstate = get_type;
    if(stack[top].type == '*'){
        printf("pointer to ");
        pop;
        nextstate = get_lparen;
    }else if (stack[top].type == QUALIFIER){
    printf("%s ",pop.string);
    nextstate = get_lparen;
    }
}

void get_type()         //结束状态
{
    nextstate = NULL;
    /*处理在读入标识符之前被放在堆栈的所有标记*/
    while (top >= 0){
        printf("%s ",pop.string);
    }
    printf("\n");
}

/*******************************************************************************************
对bug的分析：
while(this.type != ')'){
            gettoken();
出现问题的就是上面这一个循环语句，它这里只判断了是不是找到了右括号，但作者可能没想到这个
右括号可以不是匹配函数左括号的右括号，举个例子：int foo(int(*p)[10]),大家看这个就知道了这
个循环语句会在把数组指针括起来的右括号就终止了，但实际上它应该找到的是最右边那个函数的右
括号，就这bug产生了，后面的声明部分可能会被抛弃或错用。由此想到那个环对步骤3“如何阅读”的
描述：“到右括号为止的内容”也应该说成是和前面左括号匹配的右括号才对。
    大家可以测试一下这个声明，信号函数：void (*signal(int sig, void(*func)))(int);
    或者我随便写的一个： int (*foo(int(*p)(void)))[10];
    至于我修改就是加了一个计数的变量，这样就可以准确找到对应的右括号了，当然可能会有更好
的方法，哈哈。
    我写这个也不是贬低这本书，我知道我也没这个能力，这个只是我的一个发现，发上来和大家分
享一下而已。还有不得不说的就是《c专家编程》的确是一本好书，c语言进阶必备啊。。。哈哈！
*********************************************************************************************/

要是有错，请各位大大们指出哈。。。。。

[lisency]

没有看过这本书，但是知道实际中的DFA远比上面那个复杂，估计是作者的一个疏忽，LZ可以在网上找找C语言的文法规则，有很详细的解释，做词法分析的时候有很多编程语言并没有手动实现，而是借助LEX，所以没必要较劲吧

[JXLFZ]

[Quote=引用 1 楼 的回复:]

没有看过这本书，但是知道实际中的DFA远比上面那个复杂，估计是作者的一个疏忽，LZ可以在网上找找C语言的文法规则，有很详细的解释，做词法分析的时候有很多编程语言并没有手动实现，而是借助LEX，所以没必要较劲吧
[/Quote]
嗯，也不是在较劲。

[图灵狗]

楼主还是有两把刷子，这样的学习态度，令人感慨后生可畏！

[zhanshen2891]

是挺可畏！

[时间坐标]

首先，需要明确一点，在进行扫描的之前，需要做词素分析，也就是此法分析。书中所说的括号指的是“词素:符号: )”。而不是字符')'
while(this.type != ')')
上面这句话经过词法分析之后，得到的词素为：
"while" "(" "this" "." "type" "!=" "')'" ")"
这样你就能明白为什么没有匹配里面的')'了，因为词素"')'"并不是")"。

楼主需要明白的很重要一点就是，在任何的语法分析和语言分析之前，都必须进行词法分析。语义语法分析都在词素表上进行的，《C专家编程》之所以没介绍，是它假设你已经懂这些知识了，从而减少篇幅，把最精华的东西写出来。

[JXLFZ]

[Quote=引用 5 楼 的回复:]

首先，需要明确一点，在进行扫描的之前，需要做词素分析，也就是此法分析。书中所说的括号指的是“词素:符号: )”。而不是字符')'
while(this.type != ')')
上面这句话经过词法分析之后，得到的词素为：
"while" "(" "this" "." "type" "!=" "')'" ")"
这样你就能明白为什么没有匹配里面的')'了，因为词素"')'"并不是")"。
……
[/Quote]

好吧，我必须得承认我并不知道你说的词素分析。但我在这里想说的并不是while(this.type != ')')这个语句没有匹配好，而是想说作者的这个语句用在他的程序上是不对了，会产生错误，要是你不相信，你可以编译源码试一下

[DataChat.Club]

确实没考虑函数的参数！

[JXLFZ]

[Quote=引用 7 楼 的回复:]

确实没考虑函数的参数！
[/Quote]
嗯，那些参数都抛弃了。。

[ljhhh0123]

向楼主的钻研精神学习.

[赵4老师]

搜索下载一个C语言语法编译器开源项目的源代码，阅读并单步调试之。

[赵4老师]

比如gcc的源代码

[JXLFZ]

[Quote=引用 11 楼 的回复:]

比如gcc的源代码
[/Quote]

在学linux下的编程呢，不过还做过什么大的项目。哈哈。。要分析gcc的源码么？感觉有压力，但有时间的话我一定会去做的，可惜马上就要回校上课了

[pathuang68]

楼主对待学习的这种态度令人钦佩！

[Universe_Admin]

[Quote=引用 13 楼 的回复:]
楼主对待学习的这种态度令人钦佩！
[/Quote]
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