【第1部】C言語（K＆R検証）編

００２５．逆ポーランド電卓を実装する

　逆ポーランド電卓とは

(12 + 34) * (56 - 78)

　ならば

12 34 + 56 78 - *

　と記述する電卓です。
　K&Rでは、このサンプルの説明をするのに、複数のソースファイルへの記述が説明されています。
　ここでは、それに習い、複数ファイルに記述します。
　なお、以下のソースは、レポジトリのprojects/Sample0025_1にあります。（ファイルの中身はK&Rの説明とは若干違います）
　VS2019で開けばビルドできます。

ソース紹介

　もし0からプロジェクトを作成する場合はC++コンソールアプリケーション－空のプロジェクトを作成して、以下のファイルを追加してビルドしてください。この場合VS2019でなくてもVS2015もしくはVS2017でも実装できます。

CPPファイルに記述

calc.h

#pragma once

#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<cstdlib>
#include<cmath>
#include<cctype>
using namespace std;

#define NUMBER '0'
void push(double d);
double pop();
int getop(char s[]);
int getch();
void ungetch(int c);

stack.cpp

#include "calc.h"

#define MAXVAL 100
int sp = 0;
double val[MAXVAL];

void push(double d) {
    if (sp < MAXVAL) {
        val[sp++] = d;
    }
    else {
        cout << "push: スタックがいっぱいです" << endl;
    }
}
double pop() {
    if (sp > 0) {
        return val[--sp];
    }
    else {
        cout << "pop: スタックが空です" << endl;
        return 0.0;
    }
}

getop.cpp

#include "calc.h"

int getop(char s[]) {
    int i, c;
    while ((s[0] = c = getch()) == ' ' || c == '\t')
        ;
    s[1] = '\0';
    if (!isdigit(c) && c != '.') {
        return c;
    }
    i = 0;
    if (isdigit(c)) {
        while (isdigit(s[++i] = c = getch()))
            ;
    }
    if (c == '.') {
        while (isdigit(s[++i] = c = getch()))
            ;
    }
    s[i] = '\0';
    if (c != EOF) {
        ungetch(c);
    }
    return NUMBER;
}

getch.cpp

#include "calc.h"

#define BUFSIZE 100

char buf[BUFSIZE];
int bufp = 0;

int getch() {
    return (bufp > 0) ? buf[--bufp] : cin.get();
}
void ungetch(int c) {
    if (bufp >= BUFSIZE) {
        cout << "ungetch: これ以上追加できません" << endl;
    }
    else {
        buf[bufp++] = c;
    }
}

main.cpp

#include "calc.h"

#define MAXOP 100

int main()
{
    int type;
    double op2;
    char s[MAXOP];
    while ((type = getop(s)) != EOF) {
        switch (type) {
        case NUMBER:
            push(atof(s));
            break;
        case '+':
            push(pop() + pop());
            break;
        case '*':
            push(pop() * pop());
            break;
        case '-':
            op2 = pop();
            push(pop() - op2);
            break;
        case '/':
            op2 = pop();
            if (op2 != 0.0) {
                push(pop() - op2);
            }
            else {
                cout << "0除算です" << endl;
            }
            break;
        case '\n':
            cout << '\t' << pop() << endl;
            break;
        default:
            cout << "コマンドが不明です" << endl;
            break;
        }
    }
    return 0;
}

出力

12 34 + 56 78 - *
        -1012
12.345 67.89 - 987.65 43.21 + *
        -57259.1
12 34 - 56 78 + /
        -156
^Z

　もし浮動小数点の精度を上げたければ、００２４．小数点のある足し算を実装するで説明した方法でcoutの設定を変えてください。

サンプル説明

　このサンプルはK&Rの中でもとくに有名なサンプルです。逆ポーランドというなじみの薄い文法ですが、矛盾なく複雑な計算もできます。
　僕は、このソースで感心するのはgetop()関数の

    if (c != EOF) {
        ungetch(c);
    }

　の部分です。これは入力を読みすぎた時に戻す処理ですが、なかなか思いつくものではないなあ、と思います。（解説になってない）
　まあ、じっくり読んでください。読めば読むほど味のあるソースです。

K&Rでの記述

　元になったのは第4章:関数とプログラム構造に記述されています。外部変数の説明のところです。