Этюды для программистов

вашей ЭВМ, или вид, описанный в гл. 25 для ЭВМ УМ-1. Проведите основательное тестирование своих программ и убедитесь, что округление и обработка особых случаев выполняется правильно, а в случае ошибок выдаются соответствующие сообщения.

Указания исполнителю. Наиболее трудная часть задачи — составить ясное представление о поведении вещественных чисел на вашей ЭВМ. Преобразование данных текстового, целого и логического типов выполняется легко, а для сканирования формата и поддержания буферов годятся весьма простые методы. Однако вы, вероятно, обнаружите, что для реализации вполне правильного округления придется серьезно поразмыслить, а быть может, и немного поэкспериментировать. Обязательно включите в свои тесты значения чуть больше и чуть меньше степеней 10, чуть меньше 10^?d и т. д. Не поддавайтесь соблазну выделять все увеличивающееся количество частных случаев с целью исправить допущенные ранее в работе промахи, попытайтесь вместо этого найти какой-то другой подход. Одной из наших досаднейших программистских неудач был пакет форматного ввода/вывода, разросшийся наподобие Топси до свыше 3000 строк на языке ассемблера. Как непросто теперь заменить его более ясной и эффективной программой примерно в 1000 строк, написанной еще кем-нибудь! С какой радостью мы бы навсегда избавились от этого монстра!

Инструментовка. Это одна из тех задач, для которых можно порекомендовать язык ассемблера. Пакеты форматного ввода/вывода должны быть достаточно эффективными, и к тому же они принадлежат к числу программ, время выполнения которых не концентрируется в нескольких компактных циклах, а сильно размазано (для большинства программ на 10% текста приходится 90% времени выполнения). Кроме того, языки более высокого уровня скрывают от программиста тонкости специфической работы с данными, необходимые для реализации форматного ввода/вывода. Если в вашем распоряжении имеется такой язык, как BLISS или PL/360 (или, быть может, XPL), то это самые лучшие кандидаты, поскольку они допускают достаточно хороший контроль над машиной и свободны от недостатков языка ассемблера.

Длительность исполнения. Одному исполнителю на 5 недель.

Развитие темы. Имеется масса возможностей расширить форматы. Можно добавлять новые коды. Например:

'x···x' То же самое, что nHX···x. Апостроф представляется парой подряд стоящих кавычек.

Bw, Ow, Zw Ввод и вывод соответственно в двоичном, восьмеричном и шестнадцатеричном коде. В этом случае внутреннее представление элемента данных воспринимается как цепочка битов, прижатая к правому краю.

Tn Переместиться в n-ю позицию текущей записи. Такое передвижение может привести к повторному чтению или записи части вводного или выводного файла.

Можно также ослабить слишком строгие требования для ширины поля ввода/вывода. Так, формат E.d может означать при выводе, что система сама подберет ширину w поля, а одиночный код I при вводе может означать, что следующее целое число будет ограничено пробелом, запятой или концом записи, а не шириной поля. Почти в каждой системе ввода/вывода для Фортрана есть подобные расширения, которые вы также можете добавить.

Литература

USA Standart FORTRAN. United States ot America Standards Institute, New York, 1966.

Описанные нами коды формата несколько отличаются от тех, которые приняты в указанном стандарте. Нам кажется, что стандарт в этой области не вполне отражает потребности практического программирования, хотя, если вместо описанных здесь кодов будут реализованы спецификации, приведенные в стандарте, мы будем только рады (объем работы примерно одинаковый). Чтение стандарта уже само по себе есть некое испытание, которому надо подвергнуть каждого преданного пользователя Фортрана. Остается только удивляться: для какого же языка написаны существующие трансляторы, поскольку ясно, что они — не для стандартного Фортрана!?

* Катцан Г. Язык Фортран-77. Пер. с англ. — М.: Мир, 1982.

В книге описывается новый стандарт для языка Фортран. Основные расширения, касающиеся форматного ввода/вывода, — это ввод/вывод в свободном формате и ввод/вывод текстовых цепочек произвольной длины (в связи с введением текстового типа данных).

19. Пиковое положение, или Статистика пасьянсов

У каждого программиста рано или поздно наступает момент, когда работа не идет. Без каких-либо видимых причин программа прямо-таки сопротивляется всем вашим усилиям написать ее. Каждая новая попытка тут же оборачивается грудой макулатуры, и корзина снова полна испорченными бланками. Выход один — забросить на время эту задачу. Если ваш начальник станет выражать свое неудовольствие, объясните ему, что для повышения продуктивности вам необходимо снять умственное напряжение. И пойдите в кино. Или гоняйте мяч до изнеможения. Пообсуждайте Критику чистого разума с какой-нибудь симпатичной вам особой противоположного пола. Просадите небольшую сумму на скачках. Или возьмите колоду карт и приготовьтесь убить часа три, раскладывая свой любимый пасьянс. (В Англии бы сказали: приготовьтесь потерять терпение [28].)

Есть две разновидности пасьянсов. В пасьянсах первого рода есть правила раскладки карт, а также правила перекладывания карт. Раскладывание такого пасьянса — это некий механический ритуал, где человек выступает в роли автомата. Такая игра, хоть она и лишена творческого элемента, поможет вам в полной мере вкусить и понять эмоциональное состояние компьютера, выполняющего одну из ваших программ. В пасьянсах второго рода игроку предоставляется некоторая свобода выбора. Человек уже не пассивный наблюдатель, он вступает в борьбу против слепого Случая, олицетворенного перетасованной колодой игральных карт. В таких играх обычно имеются некоторые искусственные условия выигрыша, однако почти ничего не известно о том, каких результатов можно достичь, играя наилучшим образом. Прибегнув к помощи компьютера, можно найти тот эталон, с которым игрок мог бы сравнивать свои результаты. Итак, не раскладывание пасьянса, а программирование игры поможет вам снять умственное напряжение.

Правила раскладывания одного пасьянса

Возьмите обычную колоду карт и тщательно ее перетасуйте. Затем разложите карты так, как показано на рис. 19.1. В середине выложите слева направо ряд из семи стопок, содержащих соответственно ноль, одну, две, …, шесть карт рубашкой вверх и еще по одной карте сверху рубашкой вниз. На это уйдет 28 карт. Остальные 24 карты разложите в шесть столбиков из четырех перекрывающихся карт под шестью правыми стопками. Все карты в столбиках лежат рубашкой вниз, они перекрывают друг друга таким образом, что самая нижняя, последняя карта столбика лежит поверх предыдущей, которая в свою очередь лежит поверх предыдущей, и т. д. до карты, которая лежит поверх соответствующей стопки и служит начальной картой для этого столбика. Выкладывать карты следует так, чтобы старшинство и масть карты, лежащей рубашкой вниз, были хорошо видны. Наконец, в верхней части стола нужно предусмотреть место для четырех счетных стопок, по одной для каждой масти. На рис. 19.1 изображен общий вид первоначальной раскладки.

Рисунок 19.1. Сдача карт для пасьянса. Карты в стопках под первыми картами столбиков со второго по седьмой лежат рубашкой вверх, остальные карты лежат рубашкой вниз.

Один ход состоит в том, что выбирается произвольная карта, лежащая рубашкой вниз, вместе со всеми накрывающими ее картами, т. е. со всеми картами, лежащими ниже ее в том же столбике, и эта часть столбика пристраивается в низ какого-либо другого столбика. Перемещение возможно