Jim 给他的终端冒险游戏添加了颜色，演示了如何用 curses 操纵颜色。

在我的使用 ncurses 库进行编程的系列文章的第一篇和第二篇中，我已经介绍了一些 curses 函数来在屏幕上作画、从屏幕上查询和从键盘读取字符。为了搞清楚这些函数，我使用 curses 来利用简单字符绘制游戏地图和玩家角色，创建了一个简单的冒险游戏。在这篇紧接着的文章里，我展示了如何为你的 curses 程序添加颜色。

在屏幕上绘图一切都挺好的，但是如果只有黑底白字的文本，你的程序可能看起来很无趣。颜色可以帮助传递更多的信息。举个例子，如果你的程序需要报告执行成功或者执行失败时。在这样的情况下你可以使用绿色或者红色来帮助强调输出。或者，你只是简单地想要“潮艺”一下给你的程序来让它看起来更美观。

在这篇文章中，我用一个简单的例子来展示通过 curses 函数进行颜色操作。在我先前的文章中，我写了一个可以让你在一个粗糙绘制的地图上移动玩家角色的初级冒险类游戏。但是那里面的地图完全是白色和黑色的文本，通过形状来表明是水（～）或者山（^）。所以，让我们将游戏更新到使用颜色的版本吧。

颜色要素

在你可以使用颜色之前，你的程序需要知道它是否可以依靠终端正确地显示颜色。在现代操作系统上，此处应该永远为true。但是在经典的计算机上，一些终端是单色的，例如古老的 VT52 和 VT100 终端，一般它们提供黑底白色或者黑底绿色的文本。

可以使用 has_colors() 函数查询终端的颜色功能。这个函数将会在终端可以显示颜色的时候返回 true，否则将会返回 false。这个函数一般用于 if 块的开头，就像这样：

if (has_colors() == FALSE) {
    endwin();
    printf("Your terminal does not support color\n");
    exit(1);
}

在知道终端可以显示颜色之后，你可以使用 start_color() 函数来设置 curses 使用颜色。现在是时候定义程序将要使用的颜色了。

在 curses 中，你应该按对定义颜色：一个前景色放在一个背景色上。这样允许 curses 一次性设置两个颜色属性，这也是一般你想要使用的方式。通过 init_pair() 函数可以定义一个前景色和背景色并关联到索引数字来设置颜色对。大致语法如下：

init_pair(index, foreground, background);

控制台支持八种基础的颜色：黑色、红色、绿色、黄色、蓝色、品红色、青色和白色。这些颜色通过下面的名称为你定义好了：

• COLOR_BLACK
• COLOR_RED
• COLOR_GREEN
• COLOR_YELLOW
• COLOR_BLUE
• COLOR_MAGENTA
• COLOR_CYAN
• COLOR_WHITE

应用颜色

在我的冒险游戏中，我想要让草地呈现绿色而玩家的足迹变成不易察觉的绿底黄色点迹。水应该是蓝色，那些表示波浪的 ~ 符号应该是近似青色的。我想让山（^）是灰色的，但是我可以用白底黑色文本做一个可用的折中方案。（LCTT 译注：意为终端预设的颜色没有灰色，使用白底黑色文本做一个折中方案）为了让玩家的角色更易见，我想要使用一个刺目的品红底红色设计。我可以像这样定义这些颜色对：

start_color();
init_pair(1, COLOR_YELLOW, COLOR_GREEN);
init_pair(2, COLOR_CYAN, COLOR_BLUE);
init_pair(3, COLOR_BLACK, COLOR_WHITE);
init_pair(4, COLOR_RED, COLOR_MAGENTA);

为了让颜色对更容易记忆，我的程序中定义了一些符号常量：

#define GRASS_PAIR     1
#define EMPTY_PAIR     1
#define WATER_PAIR     2
#define MOUNTAIN_PAIR  3
#define PLAYER_PAIR    4

有了这些常量，我的颜色定义就变成了：

start_color();
init_pair(GRASS_PAIR, COLOR_YELLOW, COLOR_GREEN);
init_pair(WATER_PAIR, COLOR_CYAN, COLOR_BLUE);
init_pair(MOUNTAIN_PAIR, COLOR_BLACK, COLOR_WHITE);
init_pair(PLAYER_PAIR, COLOR_RED, COLOR_MAGENTA);

在任何时候你想要使用颜色显示文本，你只需要告诉 curses 设置哪种颜色属性。为了更好的编程实践，你同样应该在你完成了颜色使用的时候告诉 curses 取消颜色组合。为了设置颜色，应该在调用像 mvaddch() 这样的函数之前使用attron()，然后通过 attroff() 关闭颜色属性。例如，在我绘制玩家角色的时候，我应该这样做：

attron(COLOR_PAIR(PLAYER_PAIR));
mvaddch(y, x, PLAYER);
attroff(COLOR_PAIR(PLAYER_PAIR));

记住将颜色应用到你的程序对你如何查询屏幕有一些微妙的影响。一般来讲，由 mvinch() 函数返回的值是没有带颜色属性的类型 chtype，这个值基本上是一个整型值，也可以当作整型值来用。但是，由于使用颜色添加了额外的属性到屏幕上的字符上，所以 chtype 按照扩展的位模式携带了额外的颜色信息。一旦你使用 mvinch()，返回值将会包含这些额外的颜色值。为了只提取文本值，例如在 is_move_okay() 函数中，你需要和 A_CHARTEXT 做 & 位运算：

int is_move_okay(int y, int x)
{
    int testch;

    /* return true if the space is okay to move into */

    testch = mvinch(y, x);
    return (((testch & A_CHARTEXT) == GRASS)
            || ((testch & A_CHARTEXT) == EMPTY));
}

通过这些修改，我可以用颜色更新这个冒险游戏：

/* quest.c */

#include <curses.h>
#include <stdlib.h>

#define GRASS     ' '
#define EMPTY     '.'
#define WATER     '~'
#define MOUNTAIN  '^'
#define PLAYER    '*'

#define GRASS_PAIR     1
#define EMPTY_PAIR     1
#define WATER_PAIR     2
#define MOUNTAIN_PAIR  3
#define PLAYER_PAIR    4

int is_move_okay(int y, int x);
void draw_map(void);

int main(void)
{
    int y, x;
    int ch;

    /* 初始化curses */

    initscr();
    keypad(stdscr, TRUE);
    cbreak();
    noecho();

    /* 初始化颜色 */

    if (has_colors() == FALSE) {
        endwin();
        printf("Your terminal does not support color\n");
        exit(1);
    }

    start_color();
    init_pair(GRASS_PAIR, COLOR_YELLOW, COLOR_GREEN);
    init_pair(WATER_PAIR, COLOR_CYAN, COLOR_BLUE);
    init_pair(MOUNTAIN_PAIR, COLOR_BLACK, COLOR_WHITE);
    init_pair(PLAYER_PAIR, COLOR_RED, COLOR_MAGENTA);

    clear();

    /* 初始化探索地图 */

    draw_map();

    /* 在左下角创建新角色 */

    y = LINES - 1;
    x = 0;

    do {

        /* 默认情况下，你获得了一个闪烁的光标--用来指明玩家 * */

        attron(COLOR_PAIR(PLAYER_PAIR));
        mvaddch(y, x, PLAYER);
        attroff(COLOR_PAIR(PLAYER_PAIR));
        move(y, x);
        refresh();

        ch = getch();

        /* 测试输入键值并获取方向 */

        switch (ch) {
        case KEY_UP:
        case 'w':
        case 'W':
            if ((y > 0) && is_move_okay(y - 1, x)) {
                attron(COLOR_PAIR(EMPTY_PAIR));
                mvaddch(y, x, EMPTY);
                attroff(COLOR_PAIR(EMPTY_PAIR));
                y = y - 1;
            }
            break;
        case KEY_DOWN:
        case 's':
        case 'S':
            if ((y < LINES - 1) && is_move_okay(y + 1, x)) {
                attron(COLOR_PAIR(EMPTY_PAIR));
                mvaddch(y, x, EMPTY);
                attroff(COLOR_PAIR(EMPTY_PAIR));
                y = y + 1;
            }
            break;
        case KEY_LEFT:
        case 'a':
        case 'A':
            if ((x > 0) && is_move_okay(y, x - 1)) {
                attron(COLOR_PAIR(EMPTY_PAIR));
                mvaddch(y, x, EMPTY);
                attroff(COLOR_PAIR(EMPTY_PAIR));
                x = x - 1;
            }
            break;
        case KEY_RIGHT:
        case 'd':
        case 'D':
            if ((x < COLS - 1) && is_move_okay(y, x + 1)) {
                attron(COLOR_PAIR(EMPTY_PAIR));
                mvaddch(y, x, EMPTY);
                attroff(COLOR_PAIR(EMPTY_PAIR));
                x = x + 1;
            }
            break;
        }
    }
    while ((ch != 'q') && (ch != 'Q'));

    endwin();

    exit(0);
}

int is_move_okay(int y, int x)
{
    int testch;

    /* 当空白处可以进入的时候返回true */

    testch = mvinch(y, x);
    return (((testch & A_CHARTEXT) == GRASS)
            || ((testch & A_CHARTEXT) == EMPTY));
}

void draw_map(void)
{
    int y, x;

    /* 绘制探索地图 */

    /* 背景 */

    attron(COLOR_PAIR(GRASS_PAIR));
    for (y = 0; y < LINES; y++) {
        mvhline(y, 0, GRASS, COLS);
    }
    attroff(COLOR_PAIR(GRASS_PAIR));

    /* 山峰和山路 */

    attron(COLOR_PAIR(MOUNTAIN_PAIR));
    for (x = COLS / 2; x < COLS * 3 / 4; x++) {
        mvvline(0, x, MOUNTAIN, LINES);
    }
    attroff(COLOR_PAIR(MOUNTAIN_PAIR));

    attron(COLOR_PAIR(GRASS_PAIR));
    mvhline(LINES / 4, 0, GRASS, COLS);
    attroff(COLOR_PAIR(GRASS_PAIR));

    /* 湖 */

    attron(COLOR_PAIR(WATER_PAIR));
    for (y = 1; y < LINES / 2; y++) {
        mvhline(y, 1, WATER, COLS / 3);
    }
    attroff(COLOR_PAIR(WATER_PAIR));
}

你可能不能认出所有为了在冒险游戏里面支持颜色需要的修改，除非你目光敏锐。diff 工具展示了所有为了支持颜色而添加的函数或者修改的代码：

$ diff quest-color/quest.c quest/quest.c
12,17d11
< #define GRASS_PAIR     1
< #define EMPTY_PAIR     1
< #define WATER_PAIR     2
< #define MOUNTAIN_PAIR  3
< #define PLAYER_PAIR    4
<
33,46d26
<     /* initialize colors */
<
<     if (has_colors() == FALSE) {
<    endwin();
<    printf("Your terminal does not support color\n");
<    exit(1);
<     }
<
<     start_color();
<     init_pair(GRASS_PAIR, COLOR_YELLOW, COLOR_GREEN);
<     init_pair(WATER_PAIR, COLOR_CYAN, COLOR_BLUE);
<     init_pair(MOUNTAIN_PAIR, COLOR_BLACK, COLOR_WHITE);
<     init_pair(PLAYER_PAIR, COLOR_RED, COLOR_MAGENTA);
<
61d40
<    attron(COLOR_PAIR(PLAYER_PAIR));
63d41
<    attroff(COLOR_PAIR(PLAYER_PAIR));
76d53
<            attron(COLOR_PAIR(EMPTY_PAIR));
78d54
<            attroff(COLOR_PAIR(EMPTY_PAIR));
86d61
<            attron(COLOR_PAIR(EMPTY_PAIR));
88d62
<            attroff(COLOR_PAIR(EMPTY_PAIR));
96d69
<            attron(COLOR_PAIR(EMPTY_PAIR));
98d70
<            attroff(COLOR_PAIR(EMPTY_PAIR));
106d77
<            attron(COLOR_PAIR(EMPTY_PAIR));
108d78
<            attroff(COLOR_PAIR(EMPTY_PAIR));
128,129c98
<     return (((testch & A_CHARTEXT) == GRASS)
<        || ((testch & A_CHARTEXT) == EMPTY));
---
>     return ((testch == GRASS) || (testch == EMPTY));
140d108
<     attron(COLOR_PAIR(GRASS_PAIR));
144d111
<     attroff(COLOR_PAIR(GRASS_PAIR));
148d114
<     attron(COLOR_PAIR(MOUNTAIN_PAIR));
152d117
<     attroff(COLOR_PAIR(MOUNTAIN_PAIR));
154d118
<     attron(COLOR_PAIR(GRASS_PAIR));
156d119
<     attroff(COLOR_PAIR(GRASS_PAIR));
160d122
<     attron(COLOR_PAIR(WATER_PAIR));
164d125
<     attroff(COLOR_PAIR(WATER_PAIR));

开始玩吧--现在有颜色了

程序现在有了更舒服的颜色设计了，更匹配原来的桌游地图，有绿色的地、蓝色的湖和壮观的灰色山峰。英雄穿着红色的制服十分夺目。

图 1. 一个简单的带湖和山的桌游地图

图 2. 玩家站在左下角

图 3. 玩家可以在游戏区域移动，比如围绕湖，通过山的通道到达未知的区域。

通过颜色，你可以更清楚地展示信息。这个例子使用颜色指出可游戏的区域（绿色）相对着不可通过的区域（蓝色或者灰色）。我希望你可以使用这个示例游戏作为你自己的程序的一个起点或者参照。这取决于你需要你的程序做什么，你可以通过 curses 做得更多。

在下一篇文章，我计划展示 ncurses 库的其它特性，比如怎样创建窗口和边框。同时，如果你对于学习 curses 有兴趣，我建议你去读位于 Linux 文档计划 的 Pradeep Padala 写的 NCURSES Programming HOWTO。

via: http://www.linuxjournal.com/content/programming-color-ncurses

作者：Jim Hall 译者：leemeans 校对：wxy

本文由 LCTT 原创编译，Linux中国 荣誉推出

使用 SQL 构建一个关系数据库比你想的更容易。

使用 SQL 构建数据库比大多数人想象得要简单。实际上，你甚至不需要成为一个有经验的程序员就可以使用 SQL 创建数据库。在本文中，我将解释如何使用 MySQL 5.6 来创建简单的关系型数据库管理系统（RDMS）。在开始之前，我想顺便感谢一下 SQL Fiddle，这是我用来运行脚本的工具。它提供了一个用于测试简单脚本的有用的沙箱。

在本教程中，我将构建一个使用如下实体关系图（ERD）中显示的简单架构的数据库。数据库列出了学生和正在学习的课程。为了保持简单，我使用了两个实体（即表），只有一种关系和依赖。这两个实体称为 dbo_students 和 dbo_courses。

数据库的多样性是一对多的，因为每门课程可以包含很多学生，但每个学生只能学习一门课程。

关于术语的快速说明：

1. 一张表称为一个实体。
2. 一个字段称为一个属性。
3. 一条记录称为一个元组。
4. 用于构建数据库的脚本称为架构。

构建架构

要构建数据库，使用 CREATE TABLE <表名> 命令，然后定义每个字段的名称和数据类型。数据库使用 VARCHAR(n) （字符串）和 INT(n) （整数），其中 n 表示可以存储的值的长度。例如 INT(2) 可以是 01。

这是用于创建两个表的代码：

CREATE TABLE dbo_students
(
  student_id INT(2) AUTO_INCREMENT NOT NULL,
  student_name VARCHAR(50),
  course_studied INT(2),
  PRIMARY KEY (student_id)
);

CREATE TABLE dbo_courses
(
  course_id INT(2) AUTO_INCREMENT NOT NULL,
  course_name VARCHAR(30),
  PRIMARY KEY (course_id)
);

NOT NULL 意味着字段不能为空，AUTO_INCREMENT 意味着当一个新的元组被添加时，ID 号将自动生成，是对先前存储的 ID 号加 1，以强化各实体之间的完整参照性。 PRIMARY KEY 是每个表的惟一标识符属性。这意味着每个元组都有自己的不同的标识。

关系作为一种约束

就目前来看，这两张表格是独立存在的，没有任何联系或关系。要连接它们，必须标识一个外键。在 dbo_students 中，外键是 course_studied，其来源在 dbo_courses 中，意味着该字段被引用。SQL 中的特定命令为 CONSTRAINT，并且将使用另一个名为 ALTER TABLE 的命令添加这种关系，这样即使在架构构建完毕后，也可以编辑表。

以下代码将关系添加到数据库构造脚本中：

ALTER TABLE dbo_students
ADD CONSTRAINT FK_course_studied
FOREIGN KEY (course_studied) REFERENCES dbo_courses(course_id);

使用 CONSTRAINT 命令实际上并不是必要的，但这是一个好习惯，因为它意味着约束可以被命名并且使维护更容易。现在数据库已经完成了，是时候添加一些数据了。

将数据添加到数据库

INSERT INTO <表名> 是用于直接选择要添加哪些属性（即字段）数据的命令。首先声明实体名称，然后声明属性，下边是添加到实体的数据，从而创建一个元组。如果指定了 NOT NULL，这表示该属性不能留空。以下代码将展示如何向表中添加记录：

INSERT INTO dbo_courses(course_id,course_name)
VALUES(001,'Software Engineering');
INSERT INTO dbo_courses(course_id,course_name)
VALUES(002,'Computer Science');
INSERT INTO dbo_courses(course_id,course_name)
VALUES(003,'Computing');

INSERT INTO dbo_students(student_id,student_name,course_studied)
VALUES(001,'student1',001);
INSERT INTO dbo_students(student_id,student_name,course_studied)
VALUES(002,'student2',002);
INSERT INTO dbo_students(student_id,student_name,course_studied)
VALUES(003,'student3',002);
INSERT INTO dbo_students(student_id,student_name,course_studied)
VALUES(004,'student4',003);

现在数据库架构已经完成并添加了数据，现在是时候在数据库上运行查询了。

查询

查询遵循使用以下命令的集合结构：

SELECT <attributes>
FROM <entity>
WHERE <condition>

要显示 dbo_courses 实体内的所有记录并显示课程代码和课程名称，请使用 * 。 这是一个通配符，它消除了键入所有属性名称的需要。（在生产数据库中不建议使用它。）此处查询的代码是：

SELECT *
FROM dbo_courses

此处查询的输出显示表中的所有元组，因此可显示所有可用课程：

| course_id |          course_name |
|-----------|----------------------|
|         1 | Software Engineering |
|         2 |     Computer Science |
|         3 |            Computing |

在后面的文章中，我将使用三种类型的连接之一来解释更复杂的查询：内连接、外连接和交叉连接。

这是完整的脚本：

CREATE TABLE dbo_students
(
  student_id INT(2) AUTO_INCREMENT NOT NULL,
  student_name VARCHAR(50),
  course_studied INT(2),
  PRIMARY KEY (student_id)
);

CREATE TABLE dbo_courses
(
  course_id INT(2) AUTO_INCREMENT NOT NULL,
  course_name VARCHAR(30),
  PRIMARY KEY (course_id)
);

ALTER TABLE dbo_students
ADD CONSTRAINT FK_course_studied
FOREIGN KEY (course_studied) REFERENCES dbo_courses(course_id);

INSERT INTO dbo_courses(course_id,course_name)
VALUES(001,'Software Engineering');
INSERT INTO dbo_courses(course_id,course_name)
VALUES(002,'Computer Science');
INSERT INTO dbo_courses(course_id,course_name)
VALUES(003,'Computing');

INSERT INTO dbo_students(student_id,student_name,course_studied)
VALUES(001,'student1',001);
INSERT INTO dbo_students(student_id,student_name,course_studied)
VALUES(002,'student2',002);
INSERT INTO dbo_students(student_id,student_name,course_studied)
VALUES(003,'student3',002);
INSERT INTO dbo_students(student_id,student_name,course_studied)
VALUES(004,'student4',003);

SELECT *
FROM dbo_courses

学习更多

SQL 并不困难；我认为它比编程简单，并且该语言对于不同的数据库系统是通用的。 请注意，实体关系图中 dbo.<实体> （LCTT 译注：文章中使用的是 dbo_<实体>）不是必需的实体命名约定；我之所以使用，仅仅是因为它是 Microsoft SQL Server 中的标准。

如果你想了解更多，在网络上这方面的最佳指南是 W3Schools.com 中对所有数据库平台的 SQL 综合指南。

请随意使用我的数据库。另外，如果你有任何建议或疑问，请在评论中回复。

via: https://opensource.com/article/18/2/getting-started-sql

作者：Aaron Cocker 译者：MjSeven 校对：wxy

本文由 LCTT 原创编译，Linux中国 荣誉推出

早上醒来的时候，我就在想：“为什么我们学习一个新技能这么难？”

我不认为那是因为它很难。我认为原因可能在于我们花了太多的时间，而这件难事需要有丰富的阅历和足够的知识，然而我们要把这样的知识转换成技能所用的练习时间又不够。

拿游泳来说，你可以花上几天时间来阅读很多有关游泳的书籍，花几个小时和资深的游泳者和教练交流，观看所有可以获得的训练视频，但你第一次跳进水池的时候，仍然会像一个石头那样沉入水中，

要点在于：你认为自己有多了解那件事都无关紧要 —— 你得通过练习把知识变成技能。为了帮你练习，我把训练放在了这个系列的 第一部分 和 第二部分 了。当然，你会在今后的文章中看到更多练习，我保证 ：)

好，让我们开始今天的学习。

到现在为止，你已经知道了怎样解释像 “7 + 3” 或者 “12 - 9” 这样的两个整数相加减的算术表达式。今天我要说的是怎么解析（识别）、解释有多个数字相加减的算术表达式，比如 “7 - 3 + 2 - 1”。

文中的这个算术表达式可以用下面的这个语法图表示：

什么是 语法图 syntax diagram ？ 语法图 是对一门编程语言中的语法规则进行图像化的表示。基本上，一个语法图就能告诉你哪些语句可以在程序中出现，哪些不能出现。

语法图很容易读懂：按照箭头指向的路径。某些路径表示的是判断，有些表示的是循环。

你可以按照以下的方式读上面的语法图：一个 term 后面可以是加号或者减号，接着可以是另一个 term，这个 term 后面又可以是一个加号或者减号，后面又是一个 term，如此循环。从字面上你就能读懂这个图片了。或许你会奇怪，“term” 是什么、对于本文来说，“term” 就是个整数。

语法图有两个主要的作用：

• 它们用图形的方式表示一个编程语言的特性（语法）。
• 它们可以用来帮你写出解析器 —— 你可以根据下列简单规则把图片转换成代码。

你已经知道，识别出记号流中的词组的过程就叫做 解析。解释器或者编译器执行这个任务的部分叫做 解析器。解析也称为 语法分析，并且解析器这个名字很合适，你猜的对，就是 语法分析器。

根据上面的语法图，下面这些表达式都是合法的：

• 3
• 3 + 4
• 7 - 3 + 2 - 1

因为算术表达式的语法规则在不同的编程语言里面是很相近的，我们可以用 Python shell 来“测试”语法图。打开 Python shell，运行下面的代码：

>>> 3
3
>>> 3 + 4
7
>>> 7 - 3 + 2 - 1
5

意料之中。

表达式 “3 + ” 不是一个有效的数学表达式，根据语法图，加号后面必须要有个 term （整数），否则就是语法错误。然后，自己在 Python shell 里面运行：

>>> 3 +
  File "<stdin>", line 1
    3 +
      ^
SyntaxError: invalid syntax

能用 Python shell 来做这样的测试非常棒，让我们把上面的语法图转换成代码，用我们自己的解释器来测试，怎么样？

从之前的文章里（第一部分 和 第二部分）你知道 expr 方法包含了我们的解析器和解释器。再说一遍，解析器仅仅识别出结构，确保它与某些特性对应，而解释器实际上是在解析器成功识别（解析）特性之后，就立即对表达式进行评估。

以下代码片段显示了对应于图表的解析器代码。语法图里面的矩形方框（term）变成了 term 方法，用于解析整数，expr 方法和语法图的流程一致：

def term(self):
    self.eat(INTEGER)

def expr(self):
    # 把当前标记设为从输入中拿到的第一个标记
    self.current_token = self.get_next_token()

    self.term()
    while self.current_token.type in (PLUS, MINUS):
        token = self.current_token
        if token.type == PLUS:
            self.eat(PLUS)
            self.term()
        elif token.type == MINUS:
            self.eat(MINUS)
            self.term()

你能看到 expr 首先调用了 term 方法。然后 expr 方法里面的 while 循环可以执行 0 或多次。在循环里面解析器基于标记做出判断（是加号还是减号）。花一些时间，你就知道，上述代码确实是遵循着语法图的算术表达式流程。

解析器并不解释任何东西：如果它识别出了一个表达式，它就静默着，如果没有识别出来，就会抛出一个语法错误。改一下 expr 方法，加入解释器的代码：

def term(self):
    """Return an INTEGER token value"""
    token = self.current_token
    self.eat(INTEGER)
    return token.value

def expr(self):
    """Parser / Interpreter """
    # 将输入中的第一个标记设置成当前标记
    self.current_token = self.get_next_token()

    result = self.term()
    while self.current_token.type in (PLUS, MINUS):
        token = self.current_token
        if token.type == PLUS:
            self.eat(PLUS)
            result = result + self.term()
        elif token.type == MINUS:
            self.eat(MINUS)
            result = result - self.term()

    return result

因为解释器需要评估一个表达式， term 方法被改成返回一个整型值，expr 方法被改成在合适的地方执行加法或减法操作，并返回解释的结果。尽管代码很直白，我建议花点时间去理解它。

进行下一步，看看完整的解释器代码，好不？

这是新版计算器的源代码，它可以处理包含有任意多个加法和减法运算的有效的数学表达式。

# 标记类型
#
# EOF （end-of-file 文件末尾）标记是用来表示所有输入都解析完成
INTEGER, PLUS, MINUS, EOF = 'INTEGER', 'PLUS', 'MINUS', 'EOF'


class Token(object):
    def __init__(self, type, value):
        # token 类型: INTEGER, PLUS, MINUS, or EOF
        self.type = type
        # token 值: 非负整数值, '+', '-', 或无
        self.value = value

    def __str__(self):
        """String representation of the class instance.

        Examples:
            Token(INTEGER, 3)
            Token(PLUS, '+')
        """
        return 'Token({type}, {value})'.format(
            type=self.type,
            value=repr(self.value)
        )

    def __repr__(self):
        return self.__str__()


class Interpreter(object):
    def __init__(self, text):
        # 客户端字符输入， 例如. "3 + 5", "12 - 5", 
        self.text = text
        # self.pos is an index into self.text
        self.pos = 0
        # 当前标记实例
        self.current_token = None
        self.current_char = self.text[self.pos]

    ##########################################################
    # Lexer code                                             #
    ##########################################################
    def error(self):
        raise Exception('Invalid syntax')

    def advance(self):
        """Advance the `pos` pointer and set the `current_char` variable."""
        self.pos += 1
        if self.pos > len(self.text) - 1:
            self.current_char = None  # Indicates end of input
        else:
            self.current_char = self.text[self.pos]

    def skip_whitespace(self):
        while self.current_char is not None and self.current_char.isspace():
            self.advance()

    def integer(self):
        """Return a (multidigit) integer consumed from the input."""
        result = ''
        while self.current_char is not None and self.current_char.isdigit():
            result += self.current_char
            self.advance()
        return int(result)

    def get_next_token(self):
        """Lexical analyzer (also known as scanner or tokenizer)

        This method is responsible for breaking a sentence
        apart into tokens. One token at a time.
        """
        while self.current_char is not None:

            if self.current_char.isspace():
                self.skip_whitespace()
                continue

            if self.current_char.isdigit():
                return Token(INTEGER, self.integer())

            if self.current_char == '+':
                self.advance()
                return Token(PLUS, '+')

            if self.current_char == '-':
                self.advance()
                return Token(MINUS, '-')

            self.error()

        return Token(EOF, None)

    ##########################################################
    # Parser / Interpreter code                              #
    ##########################################################
    def eat(self, token_type):
        # 将当前的标记类型与传入的标记类型作比较，如果他们相匹配，就
        # “eat” 掉当前的标记并将下一个标记赋给 self.current_token，
        # 否则抛出一个异常
        if self.current_token.type == token_type:
            self.current_token = self.get_next_token()
        else:
            self.error()

    def term(self):
        """Return an INTEGER token value."""
        token = self.current_token
        self.eat(INTEGER)
        return token.value

    def expr(self):
        """Arithmetic expression parser / interpreter."""
        # 将输入中的第一个标记设置成当前标记
        self.current_token = self.get_next_token()

        result = self.term()
        while self.current_token.type in (PLUS, MINUS):
            token = self.current_token
            if token.type == PLUS:
                self.eat(PLUS)
                result = result + self.term()
            elif token.type == MINUS:
                self.eat(MINUS)
                result = result - self.term()

        return result


def main():
    while True:
        try:
            # To run under Python3 replace 'raw_input' call
            # 要在 Python3 下运行，请把 ‘raw_input’ 的调用换成 ‘input’
            text = raw_input('calc> ')
        except EOFError:
            break
        if not text:
            continue
        interpreter = Interpreter(text)
        result = interpreter.expr()
        print(result)


if __name__ == '__main__':
    main()

把上面的代码保存到 calc3.py 文件中，或者直接从 GitHub 上下载。试着运行它。看看它能不能处理我之前给你看过的语法图里面派生出的数学表达式。

这是我在自己的笔记本上运行的示例：

$ python calc3.py
calc> 3
3
calc> 7 - 4
3
calc> 10 + 5
15
calc> 7 - 3 + 2 - 1
5
calc> 10 + 1 + 2 - 3 + 4 + 6 - 15
5
calc> 3 +
Traceback (most recent call last):
  File "calc3.py", line 147, in <module>
    main()
  File "calc3.py", line 142, in main
    result = interpreter.expr()
  File "calc3.py", line 123, in expr
    result = result + self.term()
  File "calc3.py", line 110, in term
    self.eat(INTEGER)
  File "calc3.py", line 105, in eat
    self.error()
  File "calc3.py", line 45, in error
    raise Exception('Invalid syntax')
Exception: Invalid syntax

记得我在文章开始时提过的练习吗：它们在这儿，我保证过的：)

• 画出只包含乘法和除法的数学表达式的语法图，比如 “7 * 4 / 2 * 3”。认真点，拿只钢笔或铅笔，试着画一个。 修改计算器的源代码，解释只包含乘法和除法的数学表达式。比如 “7 * 4 / 2 * 3”。
• 从头写一个可以处理像 “7 - 3 + 2 - 1” 这样的数学表达式的解释器。用你熟悉的编程语言，不看示例代码自己思考着写出代码。做的时候要想一想这里面包含的组件：一个词法分析器，读取输入并转换成标记流，一个解析器，从词法分析器提供的记号流中获取，并且尝试识别流中的结构，一个解释器，在解析器成功解析（识别）有效的数学表达式后产生结果。把这些要点串起来。花一点时间把你获得的知识变成一个可以运行的数学表达式的解释器。

检验你的理解：

1. 什么是语法图？
2. 什么是语法分析？
3. 什么是语法分析器？

嘿，看！你看完了所有内容。感谢你们坚持到今天，而且没有忘记练习。:) 下次我会带着新的文章回来，尽请期待。

via: https://ruslanspivak.com/lsbasi-part3/

作者：Ruslan Spivak 译者：BriFuture 校对：wxy

本文由 LCTT 原创编译，Linux中国 荣誉推出

我目前正在参加一个机器学习班，虽然工作量很疯狂，但我非常喜欢。我最初计划使用 R) 来训练我的数据库，但老师建议我使用一个 FOSS 机器学习框架 H2o。

起初我有点怀疑，因为我已经对 R 掌握得不错了，但后来我发现你可以简单地将 H2o 作为 R 库导入。H2o 将大多数 R 函数替换为其自己的并行化函数，以减少处理时间（不再需要 doParallel 调用），并且使用“外部”服务端来运行，而不是直接调用 R。

直到我真正在实际中开始在 H2o 中使用 R 时，我对这种情况都非常满意。我在使用非常大的数据库时，库变得笨重，我几乎不能做任何有用得事情。大多数时候，我最后只是得到一个很长的 Java 回溯调用。

我相信正确地将 H2o 作为一个库使用将非常强大，但可惜的是，它似乎在我的 R 技能中无效。

我生了一整天的气 —— 无法实现我想做的事 —— 直到我意识到 H2o 有一个名为 Flow 的 WebUI。我通常不喜欢使用 web 来完成重要的工作，比如编写代码，但是 Flow 简直太不可思议了。

自动绘图功能，运行资源密集模型时集成 ETA（预计剩余时间），每个模型参数的描述（这些参数甚至会根据您熟悉的统计模型分成不同部分），Flow 似乎拥有所有功能。我很快就能够运行 3 种基本的机器学习模型并获得实际可解释的结果。

所以，如果你一直渴望使用最先进的机器学习模型分析非常大的数据库，我会推荐使用 H2o。首先尝试使用 Flow，而不是 Python 或 R 的钩子，来看看它能做什么。

唯一缺点是，H2o 是用 Java 编写的，并依赖 Java 1.7 来运行。并且需要警告的是：它需要非常强大的处理器和大量的内存。即使有 10 个可用的内核和 10Gb 的 RAM，我可怜的服务器也苦苦挣扎了一段时间。

via: https://veronneau.org/playing-with-water.html

作者：Louis-Philippe Véronneau 译者：geekpi 校对：wxy

本文由 LCTT 原创编译，Linux中国 荣誉推出

在一本叫做 《高效思考的 5 要素》 的书中，作者 Burger 和 Starbird 讲述了一个关于他们如何研究 Tony Plog 的故事，他是一位举世闻名的交响曲名家，为一些有才华的演奏者开创了一个大师班。这些学生一开始演奏复杂的乐曲，他们演奏的非常好。然后他们被要求演奏非常基础简单的乐曲。当他们演奏这些乐曲时，与之前所演奏的相比，听起来非常幼稚。在他们结束演奏后，老师也演奏了同样的乐曲，但是听上去非常娴熟。差别令人震惊。Tony 解释道，精通简单音符可以让人更好的掌握复杂的部分。这个例子很清晰 —— 要成为真正的名家，必须要掌握简单基础的思想。

故事中的例子明显不仅仅适用于音乐，而且适用于软件开发。这个故事告诉我们不要忽视繁琐工作中简单基础的概念的重要性，哪怕有时候这让人感觉是一种倒退。尽管熟练掌握一门工具或者框架非常重要，了解它们背后的原理也是极其重要的。正如 Palph Waldo Emerson 所说：

“如果你只学习方法，你就会被方法束缚。但如果你知道原理，就可以发明自己的方法。”

有鉴于此，让我们再次深入了解解释器和编译器。

今天我会向你们展示一个全新的计算器，与 第一部分 相比，它可以做到：

1. 处理输入字符串任意位置的空白符
2. 识别输入字符串中的多位整数
3. 做两个整数之间的减法（目前它仅能加减整数）

新版本计算器的源代码在这里，它可以做到上述的所有事情：

# 标记类型
# EOF （end-of-file 文件末尾）标记是用来表示所有输入都解析完成
INTEGER, PLUS, MINUS, EOF = 'INTEGER', 'PLUS', 'MINUS', 'EOF'


class Token(object):
    def __init__(self, type, value):
        # token 类型: INTEGER, PLUS, MINUS, or EOF
        self.type = type
        # token 值: 非负整数值, '+', '-', 或无
        self.value = value

    def __str__(self):
        """String representation of the class instance.

        Examples:
            Token(INTEGER, 3)
            Token(PLUS '+')
        """
        return 'Token({type}, {value})'.format(
            type=self.type,
            value=repr(self.value)
        )

    def __repr__(self):
        return self.__str__()


class Interpreter(object):
    def __init__(self, text):
        # 客户端字符输入， 例如. "3 + 5", "12 - 5", 
        self.text = text
        # self.pos 是 self.text 的索引
        self.pos = 0
        # 当前标记实例
        self.current_token = None
        self.current_char = self.text[self.pos]

    def error(self):
        raise Exception('Error parsing input')

    def advance(self):
        """Advance the 'pos' pointer and set the 'current_char' variable."""
        self.pos += 1
        if self.pos > len(self.text) - 1:
            self.current_char = None  # Indicates end of input
        else:
            self.current_char = self.text[self.pos]

    def skip_whitespace(self):
        while self.current_char is not None and self.current_char.isspace():
            self.advance()

    def integer(self):
        """Return a (multidigit) integer consumed from the input."""
        result = ''
        while self.current_char is not None and self.current_char.isdigit():
            result += self.current_char
            self.advance()
        return int(result)

    def get_next_token(self):
        """Lexical analyzer (also known as scanner or tokenizer)

        This method is responsible for breaking a sentence
        apart into tokens.
        """
        while self.current_char is not None:

            if self.current_char.isspace():
                self.skip_whitespace()
                continue

            if self.current_char.isdigit():
                return Token(INTEGER, self.integer())

            if self.current_char == '+':
                self.advance()
                return Token(PLUS, '+')

            if self.current_char == '-':
                self.advance()
                return Token(MINUS, '-')

            self.error()

        return Token(EOF, None)

    def eat(self, token_type):
        # 将当前的标记类型与传入的标记类型作比较，如果他们相匹配，就
        # “eat” 掉当前的标记并将下一个标记赋给 self.current_token，
        # 否则抛出一个异常
        if self.current_token.type == token_type:
            self.current_token = self.get_next_token()
        else:
            self.error()

    def expr(self):
        """Parser / Interpreter

        expr -> INTEGER PLUS INTEGER
        expr -> INTEGER MINUS INTEGER
        """
        # 将输入中的第一个标记设置成当前标记
        self.current_token = self.get_next_token()

        # 当前标记应该是一个整数
        left = self.current_token
        self.eat(INTEGER)

        # 当前标记应该是 ‘+’ 或 ‘-’
        op = self.current_token
        if op.type == PLUS:
            self.eat(PLUS)
        else:
            self.eat(MINUS)

        # 当前标记应该是一个整数
        right = self.current_token
        self.eat(INTEGER)
        # 在上述函数调用后，self.current_token 就被设为 EOF 标记

        # 这时要么是成功地找到 INTEGER PLUS INTEGER，要么是 INTEGER MINUS INTEGER
        # 序列的标记，并且这个方法可以仅仅返回两个整数的加或减的结果，就能高效解释客户端的输入
        if op.type == PLUS:
            result = left.value + right.value
        else:
            result = left.value - right.value
        return result


def main():
    while True:
        try:
            # To run under Python3 replace 'raw_input' call
            # with 'input'
            text = raw_input('calc> ')
        except EOFError:
            break
        if not text:
            continue
        interpreter = Interpreter(text)
        result = interpreter.expr()
        print(result)


if __name__ == '__main__':
    main()

把上面的代码保存到 calc2.py 文件中，或者直接从 GitHub 上下载。试着运行它。看看它是不是正常工作：它应该能够处理输入中任意位置的空白符；能够接受多位的整数，并且能够对两个整数做减法和加法。

这是我在自己的笔记本上运行的示例：

$ python calc2.py
calc> 27 + 3
30
calc> 27 - 7
20
calc>

与 第一部分 的版本相比，主要的代码改动有：

1. get_next_token 方法重写了很多。增加指针位置的逻辑之前是放在一个单独的方法中。
2. 增加了一些方法：skip_whitespace 用于忽略空白字符，integer 用于处理输入字符的多位整数。
3. expr 方法修改成了可以识别 “整数 -> 减号 -> 整数” 词组和 “整数 -> 加号 -> 整数” 词组。在成功识别相应的词组后，这个方法现在可以解释加法和减法。

第一部分 中你学到了两个重要的概念，叫做 标记 token 和 词法分析 lexical analyzer 。现在我想谈一谈 词法 lexeme 、 解析 parsing 和 解析器 parser 。

你已经知道了标记。但是为了让我详细的讨论标记，我需要谈一谈词法。词法是什么？ 词法 lexeme 是一个 标记 token 中的字符序列。在下图中你可以看到一些关于标记的例子，这可以让它们之间的关系变得清晰：

现在还记得我们的朋友，expr 方法吗？我之前说过，这是数学表达式实际被解释的地方。但是你要先识别这个表达式有哪些词组才能解释它，比如它是加法还是减法。expr 方法最重要的工作是：它从 get_next_token 方法中得到流，并找出该标记流的结构，然后解释已经识别出的词组，产生数学表达式的结果。

在标记流中找出结构的过程，或者换种说法，识别标记流中的词组的过程就叫 解析 parsing 。解释器或者编译器中执行这个任务的部分就叫做 解析器 parser 。

现在你知道 expr 方法就是你的解释器的部分， 解析 parsing 和 解释 interpreting 都在这里发生 —— expr 方法首先尝试识别（解析）标记流里的 “整数 -> 加法 -> 整数” 或者 “整数 -> 减法 -> 整数” 词组，成功识别后 （解析了） 其中一个词组，这个方法就开始解释它，返回两个整数的和或差。

又到了练习的时间。

1. 扩展这个计算器，让它能够计算两个整数的乘法
2. 扩展这个计算器，让它能够计算两个整数的除法
3. 修改代码，让它能够解释包含了任意数量的加法和减法的表达式，比如 “9 - 5 + 3 + 11”

检验你的理解：

1. 词法是什么？
2. 找出标记流结构的过程叫什么，或者换种说法，识别标记流中一个词组的过程叫什么？
3. 解释器（编译器）执行解析的部分叫什么？

希望你喜欢今天的内容。在该系列的下一篇文章里你就能扩展计算器从而处理更多复杂的算术表达式。敬请期待。

via: https://ruslanspivak.com/lsbasi-part2/

作者：Ruslan Spivak 译者：BriFuture 校对：wxy

本文由 LCTT 原创编译，Linux中国 荣誉推出

通用网关接口（CGI）提供了使用任何语言生成动态网站的简易方法。

回到互联网的开端，当我第一次创建了我的第一个商业网站，生活是如此的美好。

我安装 Apache 并写了一些简单的 HTML 网页，网页上列出了一些关于我的业务的重要信息，比如产品概览以及如何联系我。这是一个静态网站，因为内容很少改变。由于网站的内容很少发生改变这一性质，因此维护起来也很简单。

静态内容

静态内容很简单，同时也很常见。让我们快速的浏览一些静态网页的例子。你不需要一个可运行网站来执行这些小实验，只需要把这些文件放到家目录，然后使用浏览器打开。你所看到的内容将和通过 Web 服务器提供这一文件看到的内容一样。

对于一个静态网站，你需要的第一件东西就是 index.html 文件，该文件通常放置在 /var/www/html 目录下。这个文件的内容可以非常简单，比如可以是像 “Hello, world” 这样一句短文本，没有任何 HTML 标记。它将简单的展示文本串内容。在你的家目录创建 index.html 文件，并添加 “hello, world” 作为内容（不需要引号）。在浏览器中通过下面的链接来打开这一文件：

file:///home/<你的家目录>/index.html

所以 HTML 不是必须的，但是，如果你有大量需要格式化的文本，那么，不用 HTML 编码的网页的结果将会令人难以理解。

所以，下一步就是通过使用一些 HTML 编码来提供格式化，从而使内容更加可读。下面这一命令创建了一个具有 HTML 静态网页所需要的绝对最小标记的页面。你也可以使用你最喜欢的编辑器来创建这一内容。

echo "<h1>Hello World</h1>" > test1.html

现在，再次查看 index.html 文件，将会看到和刚才有些不同。

当然，你可以在实际的内容行上添加大量的 HTML 标记，以形成更加完整和标准的网页。下面展示的是更加完整的版本，尽管在浏览器中会看到同样的内容，但这也为更加标准化的网站奠定了基础。继续在 index.html 中写入这些内容并通过浏览器查看。

<!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//w3c//DD HTML 4.0//EN">
<html>
<head>
<title>My Web Page</title>
</head>
<body>
<h1>Hello World</h1>
</body>
</html>

我使用这些技术搭建了一些静态网站，但我的生活正在改变。

动态网页

我找了一份新工作，这份工作的主要任务就是创建并维护用于一个动态网站的 CGI（ 公共网关接口 Common Gateway InterfaceM ）代码。字面意思来看，动态意味着在浏览器中生成的网页所需要的 HTML 是由每次访问页面时不同的数据所生成的。这些数据包括网页表单中的用户输入，以用来在数据库中进行数据查找，结果数据被一些恰当的 HTML 包围着并展示在所请求的浏览器中。但是这不需要非常复杂。

通过使用 CGI 脚本，你可以创建一些简单或复杂的交互式程序，通过运行这些程序能够生成基于输入、计算、服务器的当前条件等改变的动态页面。有许多种语言可以用来写 CGI 脚本，在这篇文章中，我将谈到的是 Perl 和 Bash ，其他非常受欢迎的 CGI 语言包括 PHP 和 Python 。

这篇文章不会介绍 Apache 或其他任何 web 服务器的安装和配置。如果你能够访问一个你可以进行实验的 Web 服务器，那么你可以直接查看它们在浏览器中出现的结果。否则，你可以在命令行中运行程序来查看它们所创建的 HTML 文本。你也可以重定向 HTML 输出到一个文件中，然后通过浏览器查看结果文件。

使用 Perl

Perl 是一门非常受欢迎的 CGI 脚本语言，它的优势是强大的文本操作能力。

为了使 CGI 脚本可执行，你需要在你的网站的 httpd.conf 中添加下面这行内容。这会告诉服务器可执行 CGI 文件的位置。在这次实验中，不必担心这个问题。

ScriptAlias /cgi-bin/ "/var/www/cgi-bin/"

把下面的 Perl 代码添加到文件 index.cgi，在这次实验中，这个文件应该放在你的家目录下。如果你使用 Web 服务器，那么应把文件的所有者更改为 apache.apache，同时将文件权限设置为 755，因为无论位于哪，它必须是可执行的。

#!/usr/bin/perl
print "Content-type: text/html\n\n";
print "<html><body>\n";
print "<h1>Hello World</h1>\n";
print "Using Perl<p>\n";
print "</body></html>\n";

在命令行中运行这个程序并查看结果，它将会展示出它所生成的 HTML 内容

现在，在浏览器中查看 index.cgi 文件，你所看到的只是文件的内容。浏览器需要将它看做 CGI 内容，但是，Apache 不知道需要将这个文件作为 CGI 程序运行，除非 Apache 的配置中包括上面所展示的 ScriptAlias 定义。没有这一配置，Apache 只会简单地将文件中的数据发送给浏览器。如果你能够访问 Web 服务器，那么你可以将可执行文件放到 /var/www/cgi-bin 目录下。

如果想知道这个脚本的运行结果在浏览器中长什么样，那么，重新运行程序并把输出重定向到一个新文件，名字可以是任何你想要的。然后使用浏览器来查看这一文件，它包含了脚本所生成的内容。

上面这个 CGI 程序依旧生成静态内容，因为它总是生成相同的输出。把下面这行内容添加到 CGI 程序中 “Hello, world” 这一行后面。Perl 的 system 命令将会执行跟在它后面的 shell 命令，并把结果返回给程序。此时，我们将会通过 free 命令获得当前的内存使用量。

system "free | grep Mem\n";

现在，重新运行这个程序，并把结果重定向到一个文件，在浏览器中重新加载这个文件。你将会看到额外的一行，它展示了系统的内存统计数据。多次运行程序并刷新浏览器，你将会发现，内存使用量应该是不断变化的。

使用 Bash

Bash 可能是用于 CGI 脚本中最简单的语言。用 Bash 来进行 CGI 编程的最大优势是它能够直接访问所有的标准 GNU 工具和系统程序。

把已经存在的 index.cgi 文件重命名为 Perl.index.cgi，然后创建一个新的 `index.cgi 文件并添加下面这些内容。记得设置权限使它可执行。

#!/bin/bash
echo "Content-type: text/html"
echo ""
echo '<html>'
echo '<head>'
echo '<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=UTF-8">'
echo '<title>Hello World</title>'
echo '</head>'
echo '<body>'
echo '<h1>Hello World</h1><p>'
echo 'Using Bash<p>'
free | grep Mem
echo '</body>'
echo '</html>'
exit 0

在命令行中执行这个文件并查看输出，然后再次运行并把结果重定向到一个临时结果文件中。然后，刷新浏览器查看它所展示的网页是什么样子。

结论

创建能够生成许多种动态网页的 CGI 程序实际上非常简单。尽管这是一个很简单的例子，但是现在你应该看到一些可能性了。

via: https://opensource.com/article/17/12/cgi-scripts

作者：David Both 译者：ucasFL 校对：wxy

本文由 LCTT 原创编译，Linux中国 荣誉推出