習題 49: 創建句子

從我們這個小游戲的詞匯掃描器中，我們應該可以得到類似下面的列表：

>>> from ex48 import lexicon
>>> print lexicon.scan("go north")
[('verb', 'go'), ('direction', 'north')]
>>> print lexicon.scan("kill the princess")
[('verb', 'kill'), ('stop', 'the'), ('noun', 'princess')]
>>> print lexicon.scan("eat the bear")
[('verb', 'eat'), ('stop', 'the'), ('noun', 'bear')]
>>> print lexicon.scan("open the door and smack the bear in the nose")
[('error', 'open'), ('stop', 'the'), ('noun', 'door'), ('error', 'and'),
('error', 'smack'), ('stop', 'the'), ('noun', 'bear'), ('stop', 'in'),
('stop', 'the'), ('error', 'nose')]
>>>

現在讓我們把它轉化成游戲可以使用的東西，也就是一個 Sentence 類。

如果你還記得學校學過的東西的話，一個句子是由這樣的結構組成的：

主語(Subject) + 謂語(動詞 Verb) + 賓語(Object)

很顯然實際的句子可能會比這復雜，而你可能已經在英語的語法課上面被折騰得夠嗆了。我們的目的，是將上面的元組列表轉換為一個 Sentence 對象，而這個對象又包含主謂賓各個成員。

匹配(Match)和窺視(Peek)

為了達到這個效果，你需要四樣工具：

1. 循環訪問元組列表的方法，這挺簡單的。
2. 匹配我們的主謂賓設置中不同種類元組的方法。
3. 一個“窺視”潛在元組的方法，以便做決定時用到。
4. 跳過(skip)我們不在乎的內容的方法，例如形容詞、冠詞等沒有用處的詞匯。

我們使用 peek 函數來查看元組列表中的下一個成員，做匹配以后再對它做下一步動作。讓我們先看看這個 peek 函數：

def peek(word_list):
    if word_list:
        word = word_list[0]
        return word[0]
    else:
        return None

很簡單。再看看 match 函數：

def match(word_list, expecting):
    if word_list:
        word = word_list.pop(0)

        if word[0] == expecting:
            return word
        else:
            return None
    else:
        return None

還是很簡單，最后我們看看 skip 函數:

def skip(word_list, word_type):
    while peek(word_list) == word_type:
        match(word_list, word_type)

以你現在的水平，你應該可以看出它們的功能來。確認自己真的弄懂了它們。

句子的語法

有了工具，我們現在可以從元組列表來構建句子(Sentence)對象了。我們的處理流程如下：

1. 使用 peek 識別下一個單詞。
2. 如果這個單詞和我們的語法匹配，我們就調用一個函數來處理這部分語法。假設函數的名字叫 parse_subject 好了。
3. 如果語法不匹配，我們就 raise 一個錯誤，接下來你會學到這方面的內容。
4. 全部分析完以后，我們應該能得到一個 Sentence 對象，然后可以將其應用在我們的游戲中。

演示這個過程最簡單的方法是把代碼展示給你讓你閱讀，不過這節習題有個不一樣的要求，前面是我給你測試代碼，你照著寫出程序來，而這次是我給你的程序，而你要為它寫出測試代碼來。

以下就是我寫的用來解析簡單句子的代碼，它使用了 ex48.lexicon 這個模組。

class ParserError(Exception):
    pass


class Sentence(object):

    def __init__(self, subject, verb, object):
        # remember we take ('noun','princess') tuples and convert them
        self.subject = subject[1]
        self.verb = verb[1]
        self.object = object[1]


def peek(word_list):
    if word_list:
        word = word_list[0]
        return word[0]
    else:
        return None


def match(word_list, expecting):
    if word_list:
        word = word_list.pop(0)

        if word[0] == expecting:
            return word
        else:
            return None
    else:
        return None


def skip(word_list, word_type):
    while peek(word_list) == word_type:
        match(word_list, word_type)


def parse_verb(word_list):
    skip(word_list, 'stop')

    if peek(word_list) == 'verb':
        return match(word_list, 'verb')
    else:
        raise ParserError("Expected a verb next.")


def parse_object(word_list):
    skip(word_list, 'stop')
    next = peek(word_list)

    if next == 'noun':
        return match(word_list, 'noun')
    if next == 'direction':
        return match(word_list, 'direction')
    else:
        raise ParserError("Expected a noun or direction next.")


def parse_subject(word_list, subj):
    verb = parse_verb(word_list)
    obj = parse_object(word_list)

    return Sentence(subj, verb, obj)


def parse_sentence(word_list):
    skip(word_list, 'stop')

    start = peek(word_list)

    if start == 'noun':
        subj = match(word_list, 'noun')
        return parse_subject(word_list, subj)
    elif start == 'verb':
        # assume the subject is the player then
        return parse_subject(word_list, ('noun', 'player'))
    else:
        raise ParserError("Must start with subject, object, or verb not: %s" % start)

關于異常(Exception)

你已經簡單學過關于異常的一些東西，但還沒學過怎樣拋出(raise)它們。這節的代碼演示了如何 raise 前面定義的 ParserError。注意 ParserError 是一個定義為 Exception 類型的 class。另外要注意我們是怎樣使用 raise 這個關鍵字來拋出異常的。

你的測試代碼應該也要測試到這些異常，這個我也會演示給你如何實現。

你應該測試的東西

為《習題 49》寫一個完整的測試方案，確認代碼中所有的東西都能正常工作，其中異常的測試——輸入一個錯誤的句子它會拋出一個異常來。

使用 assert_raises 這個函數來檢查異常，在 nose 的文檔里查看相關的內容，學著使用它寫針對“執行失敗”的測試，這也是測試很重要的一個方面。從 nose 文檔中學會使用 assert_raises，以及一些別的函數。

寫完測試以后，你應該就明白了這段程序的工作原理，而且也學會了如何為別人的程序寫測試代碼。 相信我，這是一個非常有用的技能。

加分習題

1. 修改 parse_ 函數（方法），將它們放到一個類里邊，而不僅僅是獨立的方法函數。這兩種程序設計你喜歡哪一種呢？
2. 提高 parser 對于錯誤輸入的抵御能力，這樣即使用戶輸入了你預定義語匯之外的詞語，你的程序也能正常運行下去。
3. 改進語法，讓它可以處理更多的東西，例如數字。
4. 想想在游戲里你的 Sentence 類可以對用戶輸入做哪些有趣的事情。