问题 问答题

【程序说明】 下列文法可用来描述化学分子式的书写规则(例如,A12(C03)、Cu(OH)2): λ→β|βλ β→δ|δn δ→ξ|ξθλ 其中,λ是一个分子式;δ或是一个元素,或是一个带括号的(子)分子式,元素或是一个大写字母(记为ξ),或是一个大写字母和一个小写字母(记为ξθ);β或是一个δ,或是在δ之后接上一个整数n,δn表示β有n个δ的元素或(子)分子式。一个完整的分子式由若干个β组成。 当然一个正确的分子式除符合上述文法规则外,还应满足分子式本身的语义要求。下面的程序输入分子式,按上述文法分析分子式,并计算出该分子式的分子量。例如,元素H的原子量是1,元素O的原子量是16。输入分子式H2O,程序计算出它的分子量为重18(1×2+16)。程序中各元素的名及它的原子量从文件atom.dat中读入。 【程序】 #include <stdio.h> #include <string.h> #define MAXN 300 #define CMLEN 30 struct elem{char name[3];/*元素名*/double v; /*原子量*/ }nTbl[MAXN]; char cmStr[CMLEN], *pos; int c; FILE *fp; double factor(); double atom() /*处理文法符号δ*/ {char w[3]; int i; double num;while((c = *pos++)=="|| c==’\t’); /* 略过空白字符 */if(c==’\n’) return 0.0;if(c>=’A’ && c<=’Z’){/* 将元素名存入W*/ w[i=0]=c; c=*pos++; if(c>=’a’ && c<=’z’) w[++i]=c; else pos--; w[++i]=’\0’; for(i=0; nTbl[i].v>0.0; i++) if(strcmp(w, nTbl[i].name)==0) return nTbl[i].v; printf("\n 元素表中没有所输入的元素: \t%s\n",w); return -1.0;}else if(c==’(’){ if((num = (1) <0.0)return -1.0; /* 包括可能为空的情况 */ if(*pos++ !=’)’){ printf(" 分子式中括号不匹配!\n"); return -1.0; } return num; } printf("分子式中存在非法字符: \t%c\n",c); return -1.0; } double mAtom() /* 处理文法符号β*/{ double num; int n=1; if((num = (2) )<0.0) return -1.0; c = *pos++; if(c>=’0’&& c <=’9’){ n=0; while(c>=’0’ && c<=’9’){ n= (3) ; c=*pos++; } } pos--; return num *n;}double factor() /* 处理文法符号λ */{ double num=0.0, d; if((num=mAtom())<0.0) return -1.0; while(*pos>=’A’ && *pos<= ’Z’ || *pos==’(’){ if((d= (4) <0.0) return -1.0; } return num;}void main(){ char fname[]="atom.dat"; /*元素名及其原子量文件*/ int i; double num; if((fp=fopen(fname, "r"))==NULL){/* 以读方式打开正文文件*/ printf("Can not open %s file.\n", fname); return;/* 程序非正常结束 */ } i=0; while(i<MAXN && fscanf(fp, "%s%lf", nTbl[i].name, &nTbl[i].v) == 2)i++; fclose(fp); nTbl[i].v=-1.0; while(I){ /* 输入分子式和计算分子量循环,直至输入空行结束*/ printf ("\n 输入分子式!(空行结束)\n"); gets(cmStr); pos=cmStr; if(cmStr[0]==’\0’)break; if((num=factor())>0.0) if (*pos != ’\0’)printf("分子式不完整!\n"); else printf(" 分子式的分子量为 %f\n", num); }}

答案

参考答案:

解析:(1) factor() (2) atom() (3) n* 10+c-’0’ (4) mAtom()或factor() (5) num+=d

[分析]: 本题是一个文法规则的C语言实现,用来处理化学分子式。解题前应先弄清楚文法规则。 程序由main函数和atom函数、mAtom函数及factor函数构成,主程序仅用来输入、输出数据,调用相应函数,不对数据做处理。3个函数各自处理一种文法,下面进行仔细分析。 函数atom是用来处理文法符号δ的。“δ可能是一个元素,或是一个带括号的(子)分子式,元素或是一个大写字母(记为ξ),或是一个大写字母和一个小写字母(记为ξθ)。”函数先用while循环略过空白字符,接着如果遇到了回车符,说明分子式识别完成,函数返回0。若遇到的是大写字母,则将其保存在w中,并检查紧接着的字符是否是小写字母,若是则与前面的大写字母共同构成元素名;否则,元素名由单一的大写字母构成,当前pos字符指针回退一个字符(注意这点)。接着查找元素名表,若找到则返回对应原子量,否则输出错误信息。若空白字符后遇到的是左括号“(”,说明遇到了一个带括号的(子)分子式,而分子式文法符号是λ,由函数factor处理,故此处应该调用factor函数以返回(子)分子式的分子量。故空 (1)应填factor()。接着处理一些匹配错误的情况,正常情况返回分子量。 函数mAtom是用来处理文法符号β的。“β或是一个δ,或是在δ之后接上一个整数n,δn表示β有n个δ的元素或(子)分子式。”所以,函数首先应该调用处理文法符合δ的函数atom函数,得到单个δ的分子量,故空(1)应填atom()。函数接着判断紧接着的字符是否是数字,若是则进行重数n识别。识别过程由高位到低位进行,因此易得空(3)应填“n*10+c-’0’”。这应该是常有的技巧,需要记住。需要注意c是字符。另外注意,if块之后的语句pos--,需要特别注意指针的指向情况。然后返回分子量。 函数factor是用来处理文法符号λ。“λ是一个分子式,由若干个(1个或1个以上)β组成。”故函数首先调用处理文法符合β的函数mAtom,得到单个β的分子量。然后函数用循环处理多个β组成的情况:当β之后还有大写字母或左圆括号时,表示其后还有β函数继续调用处理的函数mAtom()。故空(4)应填“mAtom()”。后继β的分子量d需要累加到前面求出的β的分子量num上。故空(5)应填“num6+=d”。

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