习题 48: 更复杂的用户输入 · 笨办法学 Python

# 习题 48: 更复杂的用户输入你的游戏可能一路跑得很爽，不过你处理用户输入的方式肯定让你不胜其烦了。每一个房间都需要一套自己的语句，而且只有用户完全输入正确后才能执行。你需要一个设备，它可以允许用户以各种方式输入语汇。例如下面的机种表述都应该被支持才对： - open door - open the door - go THROUGH the door - punch bear - Punch The Bear in the FACE 也就是说，如果用户的输入和常用英语很接近也应该是可以的，而你的游戏要识别出它们的意思。为了达到这个目的，我们将写一个模组专门做这件事情。这个模组里边会有若干个类，它们互相配合，接受用户输入，并且将用户输入转换成你的游戏可以识别的命令。英语的简单格式是这个样子的： - 单词由空格隔开。 - 句子由单词组成。 - 语法控制句子的含义。所以最好的开始方式是先搞定如何得到用户输入的词汇，并且判断出它们是什么。 ### 我们的游戏语汇我在游戏里创建了下面这些语汇： - 表示方向: north, south, east, west, down, up, left, right, back. - 动词: go, stop, kill, eat. - 修饰词: the, in, of, from, at, it - 名词: door, bear, princess, cabinet. - 数词: 由 0-9 构成的数字。说到名词，我们会碰到一个小问题，那就是不一样的房间会用到不一样的一组名词，不过让我们先挑一小组出来写程序，以后再做改进把。 ### 如何断句我们已经有了词汇表，为了分析句子的意思，接下来我们需要找到一个断句的方法。我们对于句子的定义是“空格隔开的单词”，所以只要这样就可以了： ~~~ stuff = raw_input('> ') words = stuff.split() ~~~ 目前做到这样就可以了，不过这招在相当一段时间内都不会有问题。 ### 语汇元组一旦我们知道了如何将句子转化成词汇列表，剩下的就是逐一检查这些词汇，看它们是什么类型。为了达到这个目的，我们将用到一个非常好使的 Python 数据结构，叫做”元组(tuple)”。元组其实就是一个不能修改的列表。创建它的方法和创建列表差不多，成员之间需要用逗号隔开，不过方括号要换成圆括号 () ： ~~~ first_word = ('direction', 'north') second_word = ('verb', 'go') sentence = [first_word, second_word] ~~~ 这样我们就创建了一个 (TYPE, WORD) 组，让你识别出单词，并且对它执行指令。这只是一个例子，不过最后做出来的样子也差不多。你接受用户输入，用 split 将其分隔成单词列表，然后分析这些单词，识别它们的类型，最后重新组成一个句子。 ### 扫描输入现在你要写的是词汇扫描器。这个扫描器会将用户的输入字符串当做参数，然后返回由多个 (TOKEN, WORD) 组成的一个列表，这个列表实现类似句子的功能。如果一个单词不在预定的词汇表中，那它返回时 WORD 应该还在，但 TOKEN 应该设置成一个专门的错误标记。这个错误标记将告诉用户哪里出错了。有趣的地方来了。我不会告诉你这些该怎样做，但我会写一个“单元测试(unit test)”，而你要把扫描器写出来，并保证单元测试能够正常通过。 ### “异常”和数字有一件小事情我会先帮帮你，那就是数字转换。为了做到这一点，我们会作一点弊，使用“异常(exceptions)”来做。“异常”指的是你运行某个函数时得到的错误。你的函数在碰到错误时，就会“提出(raise)”一个“异常”，然后你就要去处理(handle)这个异常。假如你在Python 里写了这些东西： ~~~ ~/projects/simplegame $ python Python 2.6.5 (r265:79063, Apr 16 2010, 13:57:41) [GCC 4.4.3] on linux2 Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information. >>> int("hell") Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> ValueError: invalid literal for int() with base 10: 'hell' >> ~~~ 这个 ValueError 就是 int() 函数抛出的一个异常。因为你给 int() 的参数不是一个数字。 int() 函数其实也可以返回一个值来告诉你它碰到了错误，不过由于它只能返回整数值，所以很难做到这一点。它不能返回 -1，因为这也是一个数字。 int() 没有纠结在它“究竟应该返回什么”上面，而是提出了一个叫做 ValueError 的异常，然后你只要处理这个异常就可以了。处理异常的方法是使用 try 和 except 这两个关键字： ~~~ def convert_number(s): try: return int(s) except ValueError: return None ~~~ 你把要试着运行的代码放到 try 的区段里，再将出错后要运行的代码放到 except 区段里。在这里，我们要试着调用 int() 去处理某个可能是数字的东西，如果中间出了错，我们就抓到这个错误，然后返回 None。在你写的扫描器里面，你应该使用这个函数来测试某个东西是不是数字。做完这个检查，你就可以声明这个单词是一个错误单词了。 ### 你应该测试的东西这里是你应该使用的测试文件 tests/lexicon_tests.py ： <table class="highlighttable"><tbody><tr><td class="linenos"> <div class="linenodiv"> <pre> 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46</pre> </div> </td> <td class="code"> <div class="highlight"> <pre>from nose.tools import * from ex48 import lexicon   def test_directions(): assert_equal(lexicon.scan("north"), [('direction', 'north')]) result = lexicon.scan("north south east") assert_equal(result, [('direction', 'north'), ('direction', 'south'), ('direction', 'east')])  def test_verbs(): assert_equal(lexicon.scan("go"), [('verb', 'go')]) result = lexicon.scan("go kill eat") assert_equal(result, [('verb', 'go'), ('verb', 'kill'), ('verb', 'eat')])   def test_stops(): assert_equal(lexicon.scan("the"), [('stop', 'the')]) result = lexicon.scan("the in of") assert_equal(result, [('stop', 'the'), ('stop', 'in'), ('stop', 'of')])   def test_nouns(): assert_equal(lexicon.scan("bear"), [('noun', 'bear')]) result = lexicon.scan("bear princess") assert_equal(result, [('noun', 'bear'), ('noun', 'princess')])  def test_numbers(): assert_equal(lexicon.scan("1234"), [('number', 1234)]) result = lexicon.scan("3 91234") assert_equal(result, [('number', 3), ('number', 91234)])   def test_errors(): assert_equal(lexicon.scan("ASDFADFASDF"), [('error', 'ASDFADFASDF')]) result = lexicon.scan("bear IAS princess") assert_equal(result, [('noun', 'bear'), ('error', 'IAS'), ('noun', 'princess')]) </pre> </div> </td> </tr></tbody></table> 记住你要使用你的项目骨架来创建新项目，将这个测试用例写下来（不许复制粘贴！），然后编写你的扫描器，直至所有的测试都能通过。注意细节并确认结果一切工作良好。 ### 设计的技巧集中一次实现一个测试项目，尽量保持项目简单，只要把你的 lexicon.py 词汇表中所有的单词放那里就可以了。不要修改输入的单词表，不过你需要创建自己的新列表，里边包含你的语汇元组。另外，记得使用 in 关键字来检查这些语汇列表，以确认某个单词是否在你的语汇表中。 ### 加分习题 1. 改进单元测试，让它覆盖到更多的语汇。 1. 向语汇列表添加更多的语汇，并且更新单元测试代码。 1. 让你的扫描器能够识别任意大小写的词汇。更新你的单元测试以确认其功能。 1. 找出另外一种转换为数字的方法。 1. 我的解决方案用了 37 行代码，你的是更长还是更短呢？