c - 更新特殊情况的矩阵

Question

我正在尝试编写一个函数，它获取矩阵 9x9 并按照以下规则根据用户的输入进行更新:

1. 有效数字介于 1 到 9 之间(零无效)。
2. 我必须使用 scanf 直到得到 EOF。
3. 输入包含数字和符号。有效输入是一对两位数字，后跟符号或 EOF 或空格。超过两位数的字符串无效。例如(123% 无效，但 12% 有效)。

示例:

输入:10 33%55^21 $123%

输出:

0     0     0     0     0     0     0     0     0
1     0     0     0     0     0     0     0     0
0     0     1     0     0     0     0     0     0
0     0     0     0     0     0     0     0     0
0     0     0     0     1     0     0     0     0
0     0     0     0     0     0     0     0     0
0     0     0     0     0     0     0     0     0
0     0     0     0     0     0     0     0     0
0     0     0     0     0     0     0     0     0

说明:10 和 123 无效。 33、55 和 21 有效，因此我们将 1 放入 22 中， 44 和 10。

我尝试做的事情:

void updateMarix(int matrix[][9]) {
    int digits = 0, one_previous, two_previous;
    char input;
    while (scanf("%c", &input) != EOF) {
        if(isValidDigit(input)) {
            digits++;
            if(digits == 1) {
                two_previous = input - '0' - 1;
                continue;
            } else if(digits == 2){
                one_previous = input - '0' -1;
                continue;
            }
        } else if(digits == 2) {
            matrix[two_previous][one_previous]++;
        }
        digits = 0; // reset
    }
}

大多数测试都以成功告终，但也有一些测试失败。我认为这是因为我没有处理最后一个输入(例如，如果它以 22 结尾，它不会更新它，因为在我的实现中，更新是在下一次迭代中，当其他符号作为输入)。

有更好的实现吗？我的代码变得困惑且不干净。

*编辑:它应该忽略无效输入，并且 a3b 不算数，a03b 也不算数，但 a13b 算作13 意味着我们应该增加 matrix[0][2] 中的数字。

编辑 2:@JonathanLeffler 提到了 FSM，所以我尝试创建一个:

尽管它不处理 1234 (无效数字)或 123 (同样无效)的情况。最相似的事情是创建一个从第二个数字到符号的箭头(但这并不完全正确，因为在1234%12中只有12有效。

Answer 1

我认为你的 FSM 需要 4 个状态加上最终状态:

1. 读取到零位数字 (D0)。
2. 读取一位数字 (D1)。
3. 读取两位数字 (D2)。
4. 数字无效，但不再需要错误报告 (DI)。

也有 4 种不同的输入:

1. 数字 1-9。
2. 数字 0。
3. 其他。
4. EOF。

我在每个状态中使用了状态开关和 if/else 代码，但这会导致代码有些冗长。 OTOH，我相信它可以正确处理输入。

/*
** FSM
** States: 0 digits (D0), 1 digit (D1), 2 digits (D2), digits invalid (DI)
** Inputs: digit 1-9 (D), digit 0 (0), other (O), EOF.
** Action: S - save, E - error, I - ignore, P - print
** Body of FSM encodes "action;state"
**
** State    D0      D1      D2      DI
** Input
**     D    S;D1    S;D2    E;D2    I;DI
**     O    I;D0    E;D0    P;D0    I;D0
**     0    E;D2    E;D2    E;D2    I;DI
**   EOF    I;end   E;end   P;end   I;end
*/

#include <assert.h>
#include <ctype.h>
#include <stdio.h>

enum State { D0, D1, D2, DI };
enum Input { Digit, Zero, Other, End };

static int debug = 0;

static enum Input input(int *rv)
{
    int c = getchar();
    if (debug)
        printf("Input: %c\n", (c == EOF) ? 'X' : c);
    *rv = c;
    if (c == EOF)
        return End;
    if (isdigit(c))
    {
        *rv = c - '0';
        return (c == '0') ? Zero : Digit;
    }
    return Other;
}

static void updateMatrix(int matrix[9][9])
{
    char pair[2] = { 0, 0 };
    enum State state = D0;

    int c;
    enum Input value;
    while ((value = input(&c)) != End)
    {
        switch (state)
        {
        case D0:
            if (value == Digit)
            {
                pair[0] = c;
                state = D1;
            }
            else if (value == Zero)
            {
                fprintf(stderr, "Received zero digit - invalid\n");
                state = DI;
            }
            else
            {
                assert(value == Other);
            }
            break;

        case D1:
            if (value == Digit)
            {
                pair[1] = c;
                state = D2;
            }
            else if (value == Zero)
            {
                fprintf(stderr, "Received zero digit - invalid\n");
                state = DI;
            }
            else
            {
                assert(value == Other);
                fprintf(stderr, "Received one digit where two expected\n");
                state = D0;
            }
            break;

        case D2:
            if (value == Digit)
            {
                fprintf(stderr, "Received more than two digits where two were expected\n");
                state = DI;
            }
            else if (value == Zero)
            {
                fprintf(stderr, "Received zero digit - invalid\n");
                state = DI;
            }
            else
            {
                assert(value == Other);
                printf("Valid number %d%d\n", pair[0], pair[1]);
                matrix[pair[0]-1][pair[1]-1] = 1;
                state = D0;
            }
            break;

        case DI:
            if (value == Other)
                state = D0;
            break;
        }
    }

    if (state == D2)
    {
        printf("Valid number %d%d\n", pair[0], pair[1]);
        matrix[pair[0]-1][pair[1]-1] = 1;
    }
    else if (state == D1)
        fprintf(stderr, "Received one digit where two expected\n");
}

static void dump_matrix(const char *tag, int matrix[9][9])
{
    printf("%s:\n", tag);
    for (int i = 0; i < 9; i++)
    {
        for (int j = 0; j < 9; j++)
            printf("%4d", matrix[i][j]);
        putchar('\n');
    }
}

int main(void)
{
    int matrix[9][9] = { 0 };

    updateMatrix(matrix);
    dump_matrix("After input", matrix);

    return 0;
}

根据您的测试输入，它会生成输出:

Received zero digit - invalid
Valid number 33
Valid number 55
Valid number 21
Received more than two digits where two were expected
After input:
   0   0   0   0   0   0   0   0   0
   1   0   0   0   0   0   0   0   0
   0   0   1   0   0   0   0   0   0
   0   0   0   0   0   0   0   0   0
   0   0   0   0   1   0   0   0   0
   0   0   0   0   0   0   0   0   0
   0   0   0   0   0   0   0   0   0
   0   0   0   0   0   0   0   0   0
   0   0   0   0   0   0   0   0   0

在大部分无效的输入文件上:

123345132
bbbb12cccc1dddd011dd

它产生输出:

Received more than two digits where two were expected
Valid number 12
Received one digit where two expected
Received zero digit - invalid
After input:
   0   1   0   0   0   0   0   0   0
   0   0   0   0   0   0   0   0   0
   0   0   0   0   0   0   0   0   0
   0   0   0   0   0   0   0   0   0
   0   0   0   0   0   0   0   0   0
   0   0   0   0   0   0   0   0   0
   0   0   0   0   0   0   0   0   0
   0   0   0   0   0   0   0   0   0
   0   0   0   0   0   0   0   0   0

您可以(轻松地)争辩说，错误消息可能提供更多信息(识别错误字符，可能还包括先前的有效数字)，但它只会为每个无效序列生成一条错误消息，这是有益的。