Программирование. Принципы и практика использования C++ Исправленное издание - Бьёрн Страуструп

class="p1">чтобы быть действительно очевидным...

Употребление слова “очевидно” свидетельствует

об отсутствии логических аргументов”.

Эррол Моррис (Errol Morris)

В этой главе речь идет в основном об извлечении информации из текста. Мы храним свои знания в виде слов, зафиксированных в документах, таких как книги, сообщения электронной почты, или распечатанных таблиц, чтобы впоследствии извлечь их оттуда в форме, удобной для вычислений. Здесь мы опишем возможности стандартной библиотеки, которые интенсивнее остальных используются для обработки текстов: классы string, iostream и map. Затем введем регулярные выражения (класс regex), позволяющие выражать шаблонные фрагменты текстов. В заключение покажем, как с помощью регулярных выражений находить и извлекать из текста специфические элементы данных, такие как почтовые индексы, а также верифицировать форматы текстовых файлов.

23.1. Текст

 По существу, мы постоянно работаем с текстом. Наши книги заполнены текстом, большая часть того, что мы видим на экране компьютера, — это текст, и исходный код наших программ является текстом. Наши каналы связи (всех видов) переполнены словами. Всю информацию, которой обмениваются два человека, можно было бы представить в виде текста, но не будем заходить так далеко. Изображения и звуки обычно лучше всего представлять в виде изображений и звуков (т.е. в виде совокупности битов), но все остальное можно обрабатывать с помощью программ анализа и преобразования текста.

Начиная с главы 3 мы использовали классы iostreams и string, поэтому здесь кратко опишем библиотеки, которым они принадлежат. Особенно полезны для обработки текстов ассоциативные массивы (раздел 23.4), поэтому мы приводим пример их использования для анализа электронной почты. Кроме этого обзора, в главе рассматриваются вопросы поиска шаблонных фрагментов в тексте с помощью регулярных выражений (разделы 23.5–23.10).

23.2. Строки

Класс string содержит последовательность символов и несколько полезных операций, таких как добавление символа к строке, определение длины строки и конкатенация двух строк. На самом деле стандартный класс string содержит довольно мало операций, но большинство из них оказываются полезными только при низкоуровневой обработке действительно сложных текстов. Здесь мы лишь упомянем о нескольких наиболее полезных операциях. При необходимости их полное описание (и исчерпывающий список операций из класса string) можно найти в справочнике или учебнике повышенной сложности. Эти операции определены в заголовке <string> (но не <string.h>).

Операции ввода-вывода описаны в главах 10-11, а также в разделе 23.3. Обратите внимание на то, что операции ввода в объект класса string при необходимости увеличивают его размер, поэтому переполнение никогда не происходит.

Операции insert() и append() перемещают символы, чтобы освободить место для новых. Операция erase() сдвигает символы влево, чтобы заполнить пробел, оставшийся после удаления символа.

 

 На самом деле стандартная строка в библиотеке описывается шаблонным классом basic_string, поддерживающим множество наборов символов, например, Unicode, в котором предусмотрены тысячи символов (таких как £, Ω, ∞, δ, ζ, и ♫, кроме обычных символов). Скажем, если у вас есть шрифт, содержащий символ из набора Unicode, например Unicode, можете написать следующий фрагмент кода:

basic_string<Unicode> a_unicode_string;

Стандартный класс string, который мы используем, является просто классом basic_string, конкретизированным обычным типом char.

typedef basic_string<char> string; // строка — это basic_string<char>

 

 Мы не будем описывать символы или строки кода Unicode, но при необходимости вы можете работать с ними точно так же, как и с обычными символами и строками (к ним применяются точно такие же конструкции языка, класс string, потоки класса iostream и регулярные выражения). Если вам нужны символы кода Unicode, то лучше всего попросить совета у опытных пользователей; для того чтобы ваша программа стала полезной, вы должны не только выполнять правила языка, но и некоторые системные соглашения.

В контексте обработки текста важно помнить, что практически все можно представить в виде строки символов. Например, на этой странице число 12.333 представлено в виде строки, состоящей из шести символов и окруженной пробелами.

 

 Если вы считываете это число, то должны сначала превратить эти символы в число с плавающей точкой и лишь потом применять к нему арифметические операции. Это приводит к необходимости конвертирования чисел в объекты класса string и объектов класса string в числа. В разделе 11.4 мы видели, как превратить целое число в объект класса string, используя класс ostringstream. Этот прием можно обобщить для любого типа, имеющего оператор <<.

template<class T> string to_string(const T& t)

{

  ostringstream os;

  os << t;

  return os.str();

}

Рассмотрим пример.

string s1 = to_string(12.333);

string s2 = to_string(1+5*6–99/7);

Значение строки s1 равно "12.333", а значение строки s2 — "17". Фактически функцию to_string() можно применять не только к числовым значениям, но и к любому классу T с оператором << .

Обратное преобразование, из класса string в число, так же просто, как и полезно.

struct bad_from_string:std::bad_cast

  // класс для сообщений об ошибках при преобразовании строк

{

  const char* what() const // override bad_cast’s what()

  {

    return "bad cast from string";

  }

};

template<class T> T from_string(const string& s)

{

  istringstream is(s);

  T t;

  if (!(is >> t)) throw bad_from_string();

  return t;

}

Рассмотрим пример.

double d = from_string<double>("12.333");

void do_something(const string& s)

try

{

  int i = from_string<int>(s);

  // ...

}

catch (bad_from_string e) {

  error ("Неправильная строка ввода",s);

}

Дополнительная сложность функции from_string() по сравнению с функцией to_string() объясняется тем, что класс string может представлять значения многих типов. Это значит, что каждый раз мы должны указывать, какой тип значений хотим извлечь из объекта класса string. Кроме того, это значит, что класс string, который мы изучаем, может не хранить значение типа, который мы ожидаем. Рассмотрим пример.

int d = from_string<int>("Mary had a little lamb"); // Ой!

Итак, возможна ошибка, которую мы представили в виде исключения типа bad_from_string. В разделе 23.9 мы покажем,