习题 49: 创建句子

从我们这个小游戏的词汇扫描器中，我们应该可以得到类似下面的列表：

>>> 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')]
>>>

现在让我们把它转化成游戏可以使用的东西，也就是一个 Sentence 类。

如果你还记得学校学过的东西的话，一个句子是由这样的结构组成的：

主语(Subject) + 谓语(动词 Verb) + 宾语(Object)

很显然实际的句子可能会比这复杂，而你可能已经在英语的语法课上面被折腾得够呛了。我们的目的，是将上面的元组列表转换为一个 Sentence 对象，而这个对象又包含主谓宾各个成员。

匹配(Match)和窥视(Peek)

为了达到这个效果，你需要四样工具：

1. 循环访问元组列表的方法，这挺简单的。
2. 匹配我们的主谓宾设置中不同种类元组的方法。
3. 一个“窥视”潜在元组的方法，以便做决定时用到。
4. 跳过(skip)我们不在乎的内容的方法，例如形容词、冠词等没有用处的词汇。

我们使用 peek 函数来查看元组列表中的下一个成员，做匹配以后再对它做下一步动作。让我们先看看这个 peek 函数：

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

很简单。再看看 match 函数：

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

还是很简单，最后我们看看 skip 函数:

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

以你现在的水平，你应该可以看出它们的功能来。确认自己真的弄懂了它们。

句子的语法

有了工具，我们现在可以从元组列表来构建句子(Sentence)对象了。我们的处理流程如下：

1. 使用 peek 识别下一个单词。
2. 如果这个单词和我们的语法匹配，我们就调用一个函数来处理这部分语法。假设函数的名字叫 parse_subject 好了。
3. 如果语法不匹配，我们就 raise 一个错误，接下来你会学到这方面的内容。
4. 全部分析完以后，我们应该能得到一个 Sentence 对象，然后可以将其应用在我们的游戏中。

演示这个过程最简单的方法是把代码展示给你让你阅读，不过这节习题有个不一样的要求，前面是我给你测试代码，你照着写出程序来，而这次是我给你的程序，而你要为它写出测试代码来。

以下就是我写的用来解析简单句子的代码，它使用了 ex48.lexicon 这个模组。

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)

关于异常(Exception)

你已经简单学过关于异常的一些东西，但还没学过怎样抛出(raise)它们。这节的代码演示了如何 raise 前面定义的 ParserError。注意 ParserError 是一个定义为 Exception 类型的 class。另外要注意我们是怎样使用 raise 这个关键字来抛出异常的。

你的测试代码应该也要测试到这些异常，这个我也会演示给你如何实现。

你应该测试的东西

为《习题 49》写一个完整的测试方案，确认代码中所有的东西都能正常工作，其中异常的测试——输入一个错误的句子它会抛出一个异常来。

使用 assert_raises 这个函数来检查异常，在 nose 的文档里查看相关的内容，学着使用它写针对“执行失败”的测试，这也是测试很重要的一个方面。从 nose 文档中学会使用 assert_raises，以及一些别的函数。

写完测试以后，你应该就明白了这段程序的工作原理，而且也学会了如何为别人的程序写测试代码。 相信我，这是一个非常有用的技能。

加分习题

1. 修改 parse_ 函数（方法），将它们放到一个类里边，而不仅仅是独立的方法函数。这两种程序设计你喜欢哪一种呢？
2. 提高 parser 对于错误输入的抵御能力，这样即使用户输入了你预定义语汇之外的词语，你的程序也能正常运行下去。
3. 改进语法，让它可以处理更多的东西，例如数字。
4. 想想在游戏里你的 Sentence 类可以对用户输入做哪些有趣的事情。