Pig Latin#

本节通过一个简化的 C 程序复习模块化开发和逐步求精的过程。模块化开发就是把一个程序分成多个模块的技术，回忆下 CS101 作业 1 中 soundex 的处理过程，模块通过一系列函数实现功能拆分。

通过该案例，我们也可以了解从 C++ 转到 C 的一些变化，例如，如何维护状态信息？如何保持状态的私有性？

任务说明#

Pig Latin 按照如下规则转换每个英文单词，从而创造一门新的语言：

如果单词以辅音开头，则将第一个元音字母前的所有辅音字符串移到末尾，并加上 ay
如果单词以元音开头，则加上 way

例如，单词 scram 符合第一条规则，所以将 scr 移动到尾部并加上 ay，结果就是 amscray。单词 apple 符合第二条规则，所以直接加上 way，结果就是 appleway。

任务 1：实现交互程序#

程序执行时会提示用户输入一段文字，然后输出如下结果：

Enter a line: this is pig latin.
isthay isway igpay atinlay.

我们采用自顶向下实现，可以不用一开始就决定如何将程序分割成多个模块。在实现交互程序时，可以先假设有一个接口，能够将一行字符串转换成 Pig Latin：

/*
 * Function: TranslateLine
 * Usage: TranslateLine(line);
 * ---------------------------
 * This function takes a line of text and translates
 * the words in the line to Pig Latin, displaying the
 * translation as it goes.
 */

void TranslateLine(string line);

以抽象思维开发程序，我们已经能够实现程序的交互部分了。

💡Hint

int main(int argc, string args[]) {
  printf("Enter a line: ");
  string line = GetLine();
  TranslateLine(line);
}

任务 2：实现 TranslateLine#

实现 TranslateLine 将转变抽象层级，此时我们作为开发者将提供上述接口。在这个层级上，问题依然复杂，需要进一步将问题拆解。

TranslateLine 需要做的工作大致可以分为 3 步：

如何将一个字符串拆分成独立的单词
按规则将每个单词转换成 Pig Latin
显示转换后的单词，并以换行符结尾

💡Hint

如果以容器的思想，如何拆分上述步骤？

C 虽然没有提供直接使用的容器，但使用动态数组，我们也能够完成同样的任务。这里为了简便起见，我们不需要存储每个单词，一旦翻译完成就立刻显示结果，并处理下一个单词。

回顾 CS101 中作业 2 的 search 程序，对单词的处理一般是通过 token 来完成的。比如，这样的输入行：

this is pig latin.

可以看作是以下 8 个 token 组成：

token

可以看出，除了单词，token 还包括一些标点组成的字符，在处理 token 时需要进行判断。这里我们假设有一个谓词函数接口 IsLegalWord 可以直接使用。

同样为了简便起见，我们提供了一份 C 版本的 tokenscanner 接口库。

函数	功能
`InitScanner(line)`	初始化扫描器，以便从开头读取每个 `token`
`GetNextToken()`	返回下一个 `token`
`AtEndOfLine()`	如果扫描器到达末尾，返回 `true`

常用的编程习语可以参考如下的循环结构。其中，InitScanner 初始化后，GetNextToken 将能够获取第一个记号。如果还没有 AtEndOfLine，扫描器将会继续获取下一个记号。

InitScanner(line);
while (!AtEndOfLine()) {
   token = GetNextToken();
   ... 处理 token 记号 ...
}

在 tokenscanner 的帮助下，我们进一步拆分了 TranslateLine 处理逻辑，将翻译的工作交给 TranslateWord 处理。

💡Hint

void TranslateLine(string line) {
  InitScanner(line);
  while (!AtEndOfLine()) {
      string token = GetNextToken();
      if (IsLegalWord(token))
          token = TranslateWord(token);
      printf("%s", token);
  }
  printf("\n");
}

任务 3：实现 IsLegalWord 和 TranslateWord#

完成 TranslateLine 的拆解后，我们的工作只剩下 token 处理的几个函数。

IsLegalWord 相对比较容易，我们只需要借助 ctype.h 接口提供的 isalpha 函数就能够判断 token 是否为有效单词。

💡Hint

bool IsLegalWord(string token) {
  for (int i = 0; i < StringLength(token); i++) {
      if (!isalpha(IthChar(token, i)))
          return (false);
  }
  return (true);
}

TranslateWord 稍微复杂一些，根据规则你需要判断第一个元音字母的位置：如果位置为 0，则按照规则 1 处理；如果不为 0，则按照规则 2 处理。

那么如何判断元音字母呢？检查 strlib.h 接口，我们并没有发现现成的函数可以使用。此时，扩充该接口就很有必要了，因为判断元音的操作相当常见。

剩下的实现相对比较容易，合理使用 strlib.h 接口，我们可以完成这个任务。

💡Hint

string TranslateWord(string word) {
  int vp = FindFirstVowel(word);
  if (vp == -1) {
      return (word);
  } else if (vp == 0) {
      return (ConcatString(word, "way"));
  } else {
      string head = SubString(word, 0, vp - 1);
      string tail = SubString(word, vp, StringLength(word) - 1);
      return (ConcatString(tail, ConcatString(head, "ay")));
  }
}

int FindFirstVowel(string word) {
  for (int i = 0; i < StringLength(word); i++) {
      if (IsVowel(IthChar(word, i)))
          return (i);
  }
  return (-1);
}

思考#

为什么 GetNextToken 不需要提供 line 参数？
循环结构中，GetNextToken 每次调用，都会从 line 的不同位置开始，这是如何做到的？
如何避免外部程序调用我们拆分的这些辅助函数？

Pig Latin#

任务说明#

任务 1：实现交互程序#

任务 2：实现 TranslateLine#

任务 3：实现 IsLegalWord 和 TranslateWord#

思考#

推荐阅读#