Konstruktion av datorspråk

Transkript

1 Konstruktion av datorspråk Fö1: Kursintroduktion och introduktion till Ruby Peter Dalenius Institutionen för datavetenskap Linköpings universitet

2 Översikt över dagens föreläsning 1. Vad kursen går ut på 2. Hur vi kommer arbeta i kursen schemat i grova drag förutsättningar för laborationer och seminarier 3. Introduktion till programspråket Ruby

3 Övergripande frågor Hur konstruerar man ett datorspråk? Vad är ett datorspråk egentligen? Varför skulle man vilja konstruera ett nytt språk? Hur vet man om ett språk är bättre än ett annat?

4 Lärandemål förklara och använda reguljära uttryck använda verktyg för hantering av uppmärkningsspråk (t.ex. XML) använda och modifiera en tolk för ett enklare programspråk redogöra för och tillämpa grundläggande principer för design av datorspråk

5 Kursens upplägg 1. Introduktion till Ruby 2. Strukturerad text och XML 3. Domänspecifika språk och parsning 4. Alternativa beräkningsmodeller och constraint propagation

6 Arbetssätt För var och en av kursens fyra delar: föreläsningar laborationer inlämning av uppgifter (hårda deadlines!) förberedelser inför seminarier (kort tid!) seminarium (obligatorisk närvaro!)

7 Laborationer inför seminarierna Uppgifterna finns på kurswebben under Seminarier. Labbassistenter: Andreas Karlsson, Henrik Nelson Labbar i Studio IP1. Labbar genomförs i slumpmässigt hopsatta par. (Se indelning i Webreg eller på kurswebben.) Se till att få kontakt med din labbpartner så snart som möjligt! Uppgifterna skickas in via hemsidan senast en viss deadline. Förutom svar på uppgifterna ska även enhetstester och en utvecklarblogg bifogas.

8 Utvecklarblogg Reflektioner kring hur det är att lära sig ett nytt språk (Ruby): Hur har ni gått tillväga för att lära er Ruby? Vilka fel och misstag har ni gjort under tiden? Vad finns det för nya konstruktioner i Ruby som ni inte sett förut? Vad finns det för konstruktioner som ni känner igen men som ser lite annorlunda ut? Finns det något som ni irriterar er på eller tycker om i Ruby? Reflektioner kring de olika tekniker som ni stöter på: Hur användbart verkar detta vara? Hur lätt/svårt är det att sätta sig in i? Har ni hittat alternativa källor för att ta reda på nya saker? Dokumentation av hur ni har tänkt när ni arbetat fram era lösningar: Vad arbetade ni med (i grova drag) vid varje labbpass? Hur har ni tolkat uppgiften? Vad var svårt eller lätt med uppgiften?

9 Seminarier Förbered opposition av annan grupps lösningsförslag Utvalda grupper presenteras vid seminariets början Opposition i labbpar: presentation av lösningen i grova drag kommentarer kring tolkning av uppgiften och användning av tekniker kommentarer kring kodningsstil, tester och utvecklarblogg Obligatorisk närvaro vid seminarier! Varje labbpar opponerar minst en gång, antagligen två.

10 Seminarieschema v.4 tisdag 25/1 kl v.6 tisdag 8/2 kl v.8 tisdag 22/2 kl v.10 tisdag 8/3 kl Deadline för att skicka in uppgifter är söndag kväll (eller måndag kl om man verkligen vill dra ut på det)

11 Examination Labbar och seminarier utgör den ena delen av kursen (LAB1, 2hp) Duggor och/eller tenta utgör den andra delen av kursen (DAT1, 4hp) och ligger till grund för individuellt betyg. Två duggor, två timmar vid dator, två gånger under kursen om man inte blir godkänd finns en fyratimmars datortenta efter kursen.

12 Några fler detaljer Kurslitteratur (se utdelad kursinfo) Läs instruktioner på kursens webbsidor

13 Introduktion till Ruby Hur man startar och använder Ruby. En icke heltäckande snabbgenomgång av några utvalda detaljer i Ruby.

14 Ruby konstruerades 1993 av japanen Yukihiro "Matz" Matsumoto. är ett objektorienterat språk med influenser från bl. a. Perl, Smalltalk, Eiffel, Ada och Lisp. är interpreterat. har kommit att bli ett populärt språk, inte minst tack vare webbramverket Ruby on Rails.

15 Hur man använder Ruby I våra Sun-PUL, skriv följande i ett terminalfönster: module add prog/ruby module initadd prog/ruby Starta interaktiv Ruby med irb Kör Ruby via Emacs

16 Interaktiv Ruby irb(main):001:0> puts "Hello!" Hello! => nil irb(main):002:0> 14+5 => 19 irb(main):003:0> def fun(a) irb(main):004:1> a+2 irb(main):005:1> => nil irb(main):006:0> fun(27) => 29 irb --simple-prompt ger en mindre pratig prompt

17 Ruby via Emacs

18 Ruby som scriptspråk zaza9 <1> cat hello.rb #!/bin/env ruby w puts Hello, world! zaza9 <2> hello.rb Hello, world! zaza9 <3>

19 Övning Logga in, installera Ruby och starta en Ruby-prompt från kommandoraden. Lägg till Ruby-inställningar i Emacs och testa att definiera och evaluera en enkel funktion. Lägg till följande rader i filen.emacs (nconc load-path ( /home/tdp007/www-pub/material/ruby-emacs )) (require ruby-site)

20 Allting i Ruby är objekt Uttryck Resultat 7.class Fixnum (3.14).class Float (3.14).round 3 gurka.length 5 gurka.class String krämen växer.gsub( r, j ) kjämen växej banan.gsub( a, ur ).length 7 [ apa, banan, lime ].length 3 [ apa, banan, lime ].reverse [ lime, banan, apa ] 1.+(2)

21 Klasser och arv Basklass class Person def = name def greet "Hello, my name is #{@name}." Underklass class Matz < Person def initialize super( Yukihiro Matsumoto ) >> brian = Person.new( Brian ) => Brian > >> puts brian.greet Hello, my name is Brian. => nil >> puts Matz.new.greet Hello, my name is Yukihiro Matsumoto. => nil

22 Exempel på grundläggande syntax def multi_foo(count = 3) foo * count Metoder definieras med def och argumenten kan ha defaultvärden. >> multi_foo(4) => foofoofoofoo >> puts Hello, world! Hello, world! => nil >> This is #{multi_foo(2)}. => This is #{multi_foo(2)}. >> This is #{multi_foo(2)}. => This is foofoo. Man kan utelämna parenteser runt argument, om det inte blir tvetydigt. Konstanta strängar som definierats med dubbelt citationstecken kan innehålla undantag med programkod.

23 Mer om namngivning och syntax Variabler, metoder: i, max_count, db_connect Konstanter: MAX_AGE, LAST_THING Klasser: StudentList, Klassvariabler: Globala variabler: $glob, $1, $count Symboler: :name, :age

24 Arrayer >> [3, little', pigs"].join(' ') => "3 little pigs" >> a = Array.new => [] >> a << 'some' << 'things' << 'app' => ["some", "things", "app"] >> a[1] => "things" >> a[0] = 17 => 17 >> a => [17, "things", "app"] >> Array.new(5,0) => [0, 0, 0, 0, 0] >> a = Array.new(2, 'Kalle') => ["Kalle", "Kalle"] >> a[0] << ' Karlsson' => "Kalle Karlsson" >> a => ["Kalle Karlsson", "Kalle Karlsson"] Exempel på array Skapa en array Åtkomst av enskilda element Array med defaultvärden Se upp med vad det är du pushar!

25 Arrayer som stackar eller köer print 'Array as stack: ' stack = Array.new() stack.push('a') stack.push('b') stack.push('c') print stack.pop until stack.empty? Arrayen kan användas både som en stack och som en kö, beroe på vilka metoder man använder. print "\n" print 'Array as queue: ' queue = Array.new() queue.push('a').push('b').push('c') print queue.shift until queue.empty? Array as stack: cba Array as queue: abc => nil

26 Hashtabeller >> h1={'one'=>1, 'two'=>2, 'three'=>3} => {"three"=>3, "two"=>2, "one"=>1} >> h1['one'] => 1 >> h2=hash.new => {} >> h2['gemstone']='ruby' => "ruby" >> h2['fruit']='banana' => "banana" >> h2 => {"gemstone"=>"ruby", "fruit"=>"banana"} >> h2={:june=>'perl', :july=>'ruby'} => {:july=>"ruby", :june=>"perl"} >> h2[:july] => "ruby" Med hashtabeller kan man enkelt slå upp information. Hur man skapar en hash och fyller den med innehåll. Ofta används symboler som nycklar.

27 Block och iteratorer En metod kan ta ett block som argument. Ett block är en bit kod som även innehåller den aktuella omgivningen. En iterator är en metod som tar ett block och kör det för varje element i t.ex. en array. >> ['i', 'am', 'a', 'donkey'].each do entry print entry, ' ' i am a donkey => ["i", "am", "a", "donkey"] >> fac = 1 => 1 >> 1.upto(5) do i fac *= i => 1 >> fac => 120 >> [1, 2, 3, 4, 5].map { entry entry * entry } => [1, 4, 9, 16, 25] >> (0..100).inject(0) { result, entry result + entry } => 5050

28 Olika sätt att skriva block [1,2,3,4,5].each do e puts e [1,2,3,4,5].map { e e * e } Använd block med do när sidoeffekterna (t.ex. utskrift) är det viktiga, eller när koden upptar flera rader. Använd block med { } när returvärdet är det viktiga.

29 Hur man skriver egna iteratorer def f(count, &block) value = 1 1.upto(count) do i value = value * i block.call(i, value) Blocket anges som sista argument och föregås av &. Blocket anropas med metoden call. f(5) do i, f_i puts "f(#{i}) = #{f_i}" f(1) = 1 f(2) = 2 f(3) = 6 f(4) = 24 f(5) = 120 => nil

30 Blocket kan sparas undan class Repeater def = = 0 def += Blocket anges som argument till konstruktorn och sparas i en instansvariabel. Blocket körs genom att anropa repeat, vilket också ökar på räknaren. repeater = Repeater.new do count puts "You called me #{count} times" 3.times do repeater.repeat

31 Tilldelning >> a=4 => 4 >> a=b=4 => 4 >> file=file.open('c:\prov.txt') => #<File:c:\prov.txt> >> linecount=0 => 0 >> linecount+=1 while (line=file.gets) => nil >> a+=2 => 6 >> a=a+2 => 8 >> a,b=b,a => [4, 8] >> array=[1,2] => [1, 2] >> a,b=*array => [1, 2] En tilldelning returnerar alltid det tilldelade värdet, vilket gör att man kan koppla ihop dem. Tilldelningar kan användas som villkorsuttryck. Det finns genvägar för enkla tilldelningar. Parallell tilldelning Uppdelning av array

32 Villkor Endast nil och false är falska, alla andra värden är sanna, inklusive konstanten true. if (1 + 1 == 2) "Like in school." else "What a surprise!" "Like in school." if (1 + 1 == 2) "Surprising!" unless (1 + 1 == 2) (1 + 1 == 2)? Working : Defect spam_probability = rand(100) case spam_probability when then "Lowest probability" when then "Low probability" when then "High probability" when then "Highest probability" Normal villkorssats Villkoret efter ett uttryck Snabbval Flera alternativ

33 Upprepning while (i<10) i*=2 i*=2 while (i<100) begin i*=2 while (i<100) i*=2 until (i>=1000) loop do break i if (i>=4000) i*=2 4.times do i*=2 r=[] for i in 0..7 next if i%2==0 r<<i (0..7).select { i i%2!=0 } Normal upprepning med test innan Upprepning efter uttryck Upprepning med test efter Uthopp ur loop vid godtycklig punkt Iterator Upprepning med for, samt överhoppning av vissa varv

34 Klassdefinitioner class Cell def = :empty class Board def initialize(width, = = = Array.new(height) { Array.new(width) { Cell.new } }

35 Åtkomst av egenskaper class Cell def class Cell attr_reader :state class Board def size self.width * self.height class Cell def class Cell attr_writer :state class Cell attr_accessor :state

36 Array-liknande åtkomstmetoder class Board def [](col, class Board def []=(col, row, = cell >> board = Board.new(8, 8) => >> board[0, 0] => >> board[0, 0] = Cell.new() => >> board = Board.new(8, 8) => >> board[0, 0] => >> board[0, 0] = Cell.new() => >> board[0, 0].state = :tower => :tower >> board[0, 0].state => :tower