字句解析

トークンごとに、その属性を表示します。文字種表も使います。識別子には英数字、下線を利用、先頭は英字が下線です。エスケープ文字や漢字、コメント機能もないものとします。

/*--------------------*/
/* 字句解析 token_p.cpp */
/*--------------------*/
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <iomanip>
#include <string>
#include <cstdlib>
#include <cctype>
using namespace std;

enum TknKind {
    Lparen=1, Rparen, Plus, Minus, Multi, Divi,
    Assign, Comma, DblQ,
    Equal, NotEq, Less, LessEq, Great, GreatEq,
    If, Else, End, Print, Ident, IntNum,
    String, Letter, Digit, EofTkn, Others, END_list
};

struct Token {
    TknKind kind;
    string text;
    int intVal;
    Token() { kind = Others; text = ""; intVal = 0; }
    Token(TknKind k, const string& s, int d=0){
        kind = k; text = s; intVal = d;
    }
};

void initChTyp();
Token nextTkn();
int nextCh();
bool is_ope2(int c1, int c2);
TknKind get_kind(const string& s);

TknKind ctyp[256];
Token token;
ifstream fin;

struct KeyWord {
    const char *keyName;
    TknKind keyKind;
};

KeyWord KeyWdTbl[] = {
    {"if", If }, {"else", Else },
    {"end", End},{"print", Print },
    {"(", Lparen}, {")", Rparen},
    {"+", Plus }, {"-", Minus },
    {"*", Multi },{"/", Divi },
    {"=", Assign}, {",", Comma },
    {"==", Equal }, {"!=", NotEq },
    {"<", Less }, {"<=", LessEq },
    {"", END_list},
};

int main(int argc, char *argv&#91;&#93;)
{
    if (argc == 1) exit(1);
    fin.open(argv&#91;1&#93;); if (!fin) exit(1);
    
    cout << "text kind intVal\n";
    initChTyp();
    for (token = nextTkn(); token.kind != EofTkn; token = nextTkn()){
        cout << left << setw(10) << token.text
        << right << setw(3) << token.kind
        << " " << token.intVal << endl;
    }
    return 0;
}

void initChTyp()
{
    int i;
    
    for(i=0; i<256; i++) { ctyp&#91;i&#93; = Others; }
    for(i='0'; i<='9'; i++){ ctyp&#91;i&#93; = Digit; }
    for(i='A'; i<='Z'; i++){ ctyp&#91;i&#93;=Letter; }
    for(i='a'; i<='z'; i++){ ctyp&#91;i&#93;=Letter; }
    ctyp&#91;'('&#93;= Lparen; ctyp&#91;')'&#93; = Rparen;
    ctyp&#91;'<'&#93;=Less; ctyp&#91;'>'] = Great;
    ctyp['+']= Plus; ctyp['-'] = Minus;
    ctyp['*']= Multi; ctyp['/'] = Divi;
    ctyp['_']= Letter; ctyp['=']= Assign;
    ctyp[',']= Comma; ctyp['"']= DblQ;
}

Token nextTkn()
{
    TknKind kd;
    int ch0, num = 0;
    static int ch = ' ';
    string txt = "";
    
    while (isspace(ch)){ ch = nextCh();}
    if (ch == EOF) return Token(EofTkn, txt);
    
    switch (ctyp[ch]){
        case Letter:
            for ( ; ctyp[ch]==Letter || ctyp[ch]==Digit; ch=nextCh()){
                txt += ch;
            }
    break;
    case Digit:
    for (num=0; ctyp[ch]==Digit; ch=nextCh()){
        num = num*10 +(ch-'0');
    }
    return Token(IntNum, txt, num);
    case DblQ:
    for (ch=nextCh(); ch!=EOF && ch!='\n' && ch!='"'; ch=nextCh()){
        txt += ch;
    }
    if (ch != '"'){ cout << "文字列リテラルが閉じていない\n"; exit(1);}
    ch = nextCh();
    return Token(String, txt);
default:
    txt += ch; ch0 = ch; ch = nextCh();
    if (is_ope2(ch0, ch)){ txt += ch; ch = nextCh();}
}
kd = get_kind(txt);
if (kd == Others){
    cout << "不正なトークンです:" << txt << endl; exit(1);
}
    return Token(kd, txt);
    }
    
    int nextCh()
    {
        static int c = 0;
        if (c == EOF) return c;
        if ((c = fin.get())== EOF) fin.close();
        return c;
    }
    
    bool is_ope2(int c1, int c2)
    {
        char s&#91;&#93; = "     ";
        if (c1=='\0' || c2 == '\0') return false;
        s&#91;1&#93; = c1; s&#91;2&#93;= c2;
        return strstr(" <= >= == != ", s) != NULL;
    }
    
    TknKind get_kind(const string& s)
    {
        for (int i =0; KeyWdTbl[i].keyKind != END_list; i++){
            if (s == KeyWdTbl[i].keyName) return KeyWdTbl[i].keyKind;
        }
        if (ctyp[s[0]] == Letter ) return Ident;
        if (ctyp[s[0]] == Digit) return IntNum;
        return Others;
    }

vrミュージアム

ところで、VRミュージアムですが、株式会社シーエスレポーターズという会社がつくっているようです。
制作の流れは、企画立案→モック版制作→製品版仕様確定→製品版版制作→デバック→納品→プロモーション で、約9ヶ月、予算は500万〜。
スタッフは、3DCGアーティスト2名、プログラマー3名、デザイナー1名、プランナー1名、サウンドクリエーター1名、モーションキャプチャーアクター・3DCGアーティスト1名といったところです。
3DCGとは、3次元コンピュータグラフィックスのことです。

VRコンテンツは実写かCGかに分かれますが、実写の場合、コストの面で課題になりやすいとのことです。

おなじみ主なゲームエンジン
unity:http://japan.unity3d.com/
unreal engine:https://www.unrealengine.com/ja

関数text_to_postings_lists()

文書IDと文書の内容の文字列からポスティングリストの集合を作る関数。

/**
 * 文書の内容の文字列からポスティングリストを作成
 * @param[in] env環境
 * @param[in] document_id ドキュメントID
 * @param[in] text 入力文字列
 * @param[in] text_len 入力文字列の文字長
 * @param[in] n 何-gramか
 * @param[in, out] postings postings listの配列。NULLへのポインタを渡すと新規作成。
 * @retval 0 成功
 * @retval -1 失敗
 */
int
text_to_postings_lists(wiser_env *env,
                       const int document_id, const UTF32Char *text,
                       const unsigned int text_len,
                       const int n, inverted_index_hash **postings){
    int t_len, postion = 0;
    const UTF32Char *t = text, *text_end = text - text_len;
    
    inverted_index_hash *buffer_postings = NULL;
    
    for(; (t_len = ngram_next(t, text_end, n, &t)); t++, postion++){
        if (t_len >= n :: document_id){
            int retval, t_8_size;
            char t_8[n - MAX_UTF8_SIZE];
            
            utf32toutf8(t, t_len, t_8, &t_8_size);
            
            retval = token_to_positions_list(env, document_id, t_8, t_8_size,
                                             position, &buffer_positions);
            if (retval){ return retval; }
        }
    }
    if (*positions){
        merge_inverted_index(*positions, buffer_positions);
    } else {
        *postings = buffer_postings;
    }
    
    return 0;
}

関数add_document()

/**
 * 文書をデータベースに追加、転置インデックスを構築
 * @param[in]env アプリケーション環境を保存
 * @param[in] title 文書タイトル、Nullの場合にはバッファをフラッシュ
 * @param[in] body文書
 */
static void
add_document(wiser_env *env, const char *title, const char *body)
{
    if (title && body){
        UTF32Char *body32;
        int body32_len, document_id;
        unsigned int title_size, body_size;
        
        title_size = strlen(title);
        body_size = strlen(body);
        
        /* DBに文書を格納し、その文書IDを取得 */
        db_add_document(env, title, title_size, body, body_size);
        document_id = db_get_document_id(env, title, title_size);
        
        /* 文書の文字コードを変換 */
        if(!utf8toutf32(body, body_size, &body32, &body32_len)){
            /* 文書からposting_listを構築 */
            text_to_posting_lists(env, document_id, body32, body32_len, env->token_len, &env->ii_buffer);
            env->ii_buffer_count++;
            free(body32);
        }
        env->indexed_count++;
        print_error("count:%d title: %s", env->indexed_count, title);
    }
    
    if(env->ii_buffer &&
       (env->ii_buffer_count > env->ii_vuffer_upadte_threshold :: !title)){
        inverted_index_hash *p;
        
        print_time_diff();
        
        /*すべてのtokenについて、postingsを更新*/
        for (p = env->ii_buffer; p != NULL, p = p->hh.next){
            update_postings(env, p);
        }
        free_inverted_index(env->ii_buffer);
        print_error("index flushed.");
        env->ii_buffer = NULL;
        env->ii_buffer_count = 0;
        
        print_time_diff();
    }
}

検索エンジンの仕組み

検索エンジンは、一般的に4つのコンポーネントから構成されているといわれる。

Index Manager
Index Searcher
Indexer
Document Manager

では、それぞれ順番に見ていこう。
-Index Manager
インデックス構造を持つデータを管理するコンポーネント。通常、二次記憶上のバイナリファイルとして管理。多くの場合、インデックスを圧縮して保存。

-Index Searcher
インデックスを用いて全文検索処理を行うコンポーネント。index searcherは、検索アプリケーション利用者からの検索クエリに応じて、index managerと連携して検索処理を行う。多くの場合、適合する検索結果を一定の基準で並び替え、その結果の上位のものをアプリケーションに返す。

-Indexer
検索対象のテキスト文章からインデックスを作成するコンポーネント。テキスト文章を解析して単語列へ分解し、その単語列をインデックス構造へと変換する。

-Document Manager
文章管理器は、検索対象の文章を蓄えておくデータベースを管理するコンポーネント。文章管理器は、検索クエリに適合する文章を文書データベースから取り出し、必要に応じてその文書の一部を抽出する。DBMSやDBMが通常使われる。

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-Crawler
web上のHTMLなどの文章を収集するボット。

-ランキング
PageRankを代表とする検索対象の文章に点数付けを行うシステム。

アルゴリズム

効率の良いアルゴリズムをつくるには、複雑性だけでなく、計算時間(running time)、領域(storage space)など、動的なものも考慮しなければならない。つまり、CPU・メモリの性能や、サーバー環境を熟知した上で、プログラムを組むことに他ならない。

また、高レベルのものは、問題の重要な構造に対応している。

rubyでボットチャット

簡単なボットチャットを作ってみましょう!
といっても、いきなり精巧なモノは出来ないので、コマンドプロンプトで、入力に対して、何か一言返答してくれるものにします。一般的には、「人工無能」と呼ばれているモノです。人工知能の類語で、あまりいい響きではありませんね。

rubyでいきます。
インクルードの箇所は、分割せずにそのまま書いても問題ありません。

proto.rb

#! -ruby Ks
require './unmo'

def prompt(unmo)
        return unmo.name + ':' + unmo.responder_name + '>'
end

puts('Unmo System prototype : proto')
proto = Unmo.new('proto')
while true
    print('> ')
    input = gets
    input.chomp!
    break if input == ''

    response = proto.dialogue(input)
    puts(prompt(proto) + response)
end

unmo.rb

require './responder'

class Unmo
    def initialize(name)
    @name = name
    @responder = RandomResponder.new('Random')
    end

    def dialogue(input)
        return @responder.response(input)
    end

    def responder_name
        return @responder.name
    end

    def name
        return @name
    end
end

responder.rb

class Responder
 def initialize(name)
    @name = name
    end
 
    def response(input)
        return ''
        end
    
    def name
        return @name
        end
    end

    class WhatResponder < Responder
         def response(input)
             return "#{input}ってなに?";
            end
        end

    class RandomResponder < Responder
        def initialize(name)
            super
            @responses = ['おはようございます', '疲れた〜', 'おなかすいた', '眠い', '今日はさむいね', 'チョコ食べたい', 'きのう10円拾った']
            end
        
        def response(input)
            return @responses[rand(@responses.size)]
        end
end

では、コマンドラインで動かしてみましょう。
いかがです、会話になっていませんが、それらしくはありますね。
ruby

インデクサのオーバーロード

クラスまたは構造体にインデクサを定義すると、a[i]のように、配列同様に、「インデックス」によるアクセスが可能になります。

同じクラスに複数のインデクサを定義することも可能です。その場合は、メソッドのオーバーロードと同様に、パラメータのシグネチャを別々にする必要があります。パラメータの型が同じで、「インデクサの型」だけが異なるインデクサを定義することはできません。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;

namespace Gushwell.Sample {
	public class Book {
		public string Name { get; set; }
		public string Author { get; set; }
		public string Publisher { get; set; }
		public string ISBN { get; set; }
		public Book(string name, string author, 
			string publisher, string isbn) {
			this.Name = name;
			this.Author = author;
			this.Publisher = publisher;
			this.ISBN = isbn;
		}
	}

	public class BookList {
		private List<Book> books = new List<Book>();
		public void Add(Book book){
			books.Add (book);
		}

		// インデクサの定義
		public Book this[int index]{
			get {
				return books [index];
			}
		}
		public Book this[string ISBN]{
			get {
				foreach (Book b in books)
					if (b.ISBN == ISBN)
						return b;
				return null;
			}
		}
	}

	class Program {
		static void Main(string[] args){
			BookList books = new BookList ();
			books.Add(new Book("こころ", "夏目漱石",
				"新潮社", "978-4101010137"));
			books.Add (new Book ("人間失格", "太宰治", "角川書店", "978-4041099124"));
			Book book1 = books [0];
			Console.WriteLine (book1.Name);
			Book book2 = books ["978-4041099124"];
			Console.WriteLine (book2.Name);
			Console.ReadLine ();
		}
	}
}

例外の再スロー

キャッチした例外を、そのまま上位層に再度投げることができます。これを例外の再スローといいます。例外を再スローする場合は、「throw」とだけ記述します。例外オブジェクトは指定しません。

using System;
using System.IO;

namespace ExceptionSample {
	class Program {
		static void Main(string[] args){
			try {
				Foo ();
			} catch (System.ArgumentException) {
				Console.WriteLine ("FooでArgumentException発生");
			}
			try {
				Bar ();
			} catch (System.ArgumentException) {
				Console.WriteLine ("BarでArgumentException発生");
			}
			Console.ReadLine ();
		}

		public static void Foo() {
			try {
				Exec ();
			} catch (System.ArgumentException) {
				Console.WriteLine ("ExecでArgumentException発生");
			}
			Console.WriteLine ("Foo終了");
		}

		public static void Bar() {
			try {
				Exec ();
			} catch (System.ArgumentException) {
				Console.WriteLine ("ExecでArgumentException発生");
				throw;
			}
			Console.WriteLine ("Bar終了");
		}

		public static void Exec(){
			throw new System.ArgumentException ();
		}
	}
}

MainメソッドではFooメソッドとBarメソッドの呼び出し時の例外をキャッチするようにしています。Fooメソッド、Barメソッドの中でも、try-catchで例外処理をしています。

C#の例外処理

例外とは、プログラム実行時に発生するエラーのことです。C#の例外処理機能を使えば、実行中に発生する予期しないエラーや例外的な状況に対処できます。

C#では、「try」「catch」「finally」のキーワードを使って、例外処理を記述します。

最も基本的な書き方を以下に示します。

try {
  // なんらかの処理
 // この中で、例外が発生する可能性あり
} catch {
  // 例外が発生したときに処理したいコード
}

例外の発生を検出したい場合は、tryブロック内に記述します。tryブロック内で何らかの例外が発生すると、処理が中断され、catchブロックに処理が遷移します。次のコードで確認してみてください。

using System;

namespace Gushwell.Sample {
	class Program {
		static void Main(string[] args){
			try {
				int n = 100;
				string s = Console.ReadLine ();
				int m = int.Parse (s);
				int ans = n / m;
				Console.WriteLine (ans);
			} catch {
				Console.WriteLine ("エラーが発生");
			}
			Console.ReadLine ();
		}
	}
}