习题 48: 更复杂的用户输入
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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
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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
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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：

.. code-block:: python

    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
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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 ``()`` ：

.. code-block:: python

    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
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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
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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：

.. code-block:: pycon

    ~/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：

.. code-block:: python

    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
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这里是你应该使用的测试文件 ``tests/lexicon_tests.py`` ：

.. literalinclude:: ex/ex48.py
    :linenos:

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
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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
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1. 改进单元测试，让它覆盖到更多的语汇。
2. 向语汇列表添加更多的语汇，并且更新单元测试代码。
3. 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。
4. 找出另外一种转换为数字的方法。
5. 我的解决方案用了 37 行代码，你的是更长还是更短呢？