PL/0

Ten artykuł dotyczy języka programowania wprowadzonego przez Niklausa Wirtha. Aby zapoznać się z podzbiorem języka programowania firmy IBM, zobacz PL/I .

PL/0 to język programowania , pomyślany jako edukacyjny język programowania , który jest podobny do Pascala , języka programowania ogólnego przeznaczenia, ale znacznie prostszy . Służy jako przykład budowy kompilatora . Został pierwotnie wprowadzony w książce Algorithms + Data Structures = Programs autorstwa Niklausa Wirtha w 1976 roku. Zawiera dość ograniczone konstrukcje językowe: nie ma liczb rzeczywistych, bardzo niewiele podstawowych operacji arytmetycznych i żadnych konstrukcji przepływu sterowania innych niż „jeśli” i bloki „while”. Chociaż te ograniczenia sprawiają, że pisanie prawdziwych aplikacji w tym języku jest niepraktyczne, pomaga to kompilatorowi zachować zwartość i prostotę.

Cechy

Wszystkie używane stałe i zmienne muszą być jawnie zadeklarowane.

Jedynymi typami danych są liczby całkowite . Jedynymi operatorami są operatory arytmetyczne i porównania. Istnieje nieparzysta funkcja, która sprawdza, czy argument jest nieparzysty.

W oryginalnej implementacji przedstawionej przez Wirtha nie ma procedur wejścia i wyjścia . Nowa wartość każdej zmiennej jest drukowana przez kompilator w miarę jej zmian. A więc program: 

  

    0   0
      
  
        
          
  
 var  ja  ,  s  ;  zacznij  ja  :=  ;  s  :=  ;  podczas gdy  i  <  5  zaczynamy  i  :  =  i  +  1  ;  s  :=  s  +  ja  *  i  koniec  koniec  .

daje wyjście:

0 0 1 1 2 5 3 14 4 30 5 55

Jednak większość implementacji ma pojedyncze procedury wejścia i wyjścia.

Struktury sterowania przepływem to konstrukcje if-then i while-do oraz procedury zdefiniowane przez użytkownika . Procedury nie mogą akceptować parametrów.

Gramatyka

Poniżej przedstawiono zasady składni języka modelu zdefiniowanego w EBNF : 

  

       
            
             program  =  blok  "."  ;  block  =  [  "const"  ident  "="  liczba  {  ","  ident  "="  liczba  }  ";"  ]  [  "var"  ident  {  ","  ident  }  ";"  ]  {  "procedura"  ident  ";"  blok  ";"  }  

     
                  
                   
                 
                 oświadczenie  ;  instrukcja  =  [  ident  ":="  wyrażenie  |  identyfikator  „wywołania”  |  "?"  ident  |  "!"  wyrażenie  |  instrukcja  „rozpocznij”  {  „;”  instrukcja  }  "koniec"  |  warunek  „jeżeli ”   instrukcja  „wtedy”  |  warunek „  dopóki ”   „zrób”  

  
             

     oświadczenie  ];  warunek  =  wyrażenie  „nieparzyste”  |  wyrażenie  (  "="  |  "#"  |  "  <" | "<="  |  "  >"  |  ">="  )  wyrażenie  ;  wyrażenie  =  [  "+"  |  "-"  ]  termin  {  (  "+"  |  "-"  )  

  

     termin  };  term  =  czynnik  {(  "*"  |  "/"  )  czynnik  };  czynnik  =  ident  |  liczba  |  "("  wyrażenie  ")"  ;

Studentom dość łatwo jest napisać rekurencyjny parser zejścia dla tak prostej składni. Dlatego kompilator PL/0 jest nadal szeroko stosowany na kursach budowy kompilatorów na całym świecie. Ze względu na brak funkcji w oryginalnej specyfikacji, studenci zazwyczaj spędzają większość czasu na rozbudowie języka i jego kompilatora. Zwykle zaczynają się od wprowadzenia REPEAT .. UNTIL i kontynuują bardziej zaawansowane funkcje, takie jak przekazywanie parametrów do procedur lub struktur danych, takich jak tablice, łańcuchy znaków lub liczby zmiennoprzecinkowe.

Zastosowanie w edukacji

Główny artykuł o kompilatorach honoruje PL/0 [ potrzebne źródło ] za wprowadzenie kilku wpływowych koncepcji (udoskonalanie stopniowe, parsowanie rekurencyjne, EBNF, kod P, diagramy T) w terenie poprzez edukowanie studentów w zakresie korzystania z tych koncepcji. W ciągu ostatnich 3 dekad większość kursów uniwersyteckich na temat budowy kompilatorów, które wykorzystywały PL/0, ściśle podążała za Wirthem w stosowaniu tych technik (patrz odnośniki poniżej). Kilka lat temu kursy uniwersyteckie odeszły od kursu wyznaczonego przez Wirtha, zastępując klasyczną technikę parsowania rekurencyjnego (mimo to klasycznym) uniksopodobnym podejściem wykorzystującym lex i yacc . Dopiero niedawno pojawiła się implementacja ( PL/0 Language Tools ) w ten sposób połączył również nowoczesne koncepcje, takie jak orientacja obiektowa i wzorce projektowe, z nowoczesnym językiem skryptowym ( Python ), umożliwiając studentom zapoznanie się z tekstem źródłowym implementacji we współczesnym stylu programowania.

Budowa kompilatora

W grudniu 1976 roku Wirth napisał małą książeczkę o budowie kompilatora, zawierającą pełny kod źródłowy kompilatora PL/0. Powyższe zasady składni zostały zaczerpnięte z pierwszego wydania książki Wirtha Compilerbau . W późniejszych wydaniach tej książki (pod wpływem prowadzonych badań) Wirth zmienił składnię PL/0. Zmienił pisownię słów kluczowych, takich jak const i procedure, na wielkie litery. Ta zmiana sprawiła, że ​​​​PL / 0 bardziej przypomina Modulę-2 . W tym samym czasie przyjaciel i współpracownik Wirtha, CAR Hoare , pracował nad swoim wpływowym komunikowania się procesów sekwencyjnych , w której użyto wykrzyknika ! a znak zapytania ? oznaczać prymitywy komunikacyjne. Wirth dodał oba symbole do języka PL/0, ale nie wspomniał w książce o ich semantyce.

Przykłady

Poniższy przykład pochodzi z takiego rozszerzonego języka o nazwie PL/0E. Ten program wyświetla kwadraty liczb od 1 do 10. Obecnie większość kursów poświęconych budowie kompilatorów zastąpiła wykrzyknik procedurą WriteLn . 

  

 

      



     
       
   
       
       
          
   
 VAR  x  ,  kwadrat  ;  PROCEDURA  kwadrat  ;  POCZĄTEK kwadrat  :  =  x  *  x  KONIEC  ;  POCZĄTEK  x  :=  1  ;  GDY  x  <  =  10  ROZPOCZNIJ  WYWOŁAJ  kwadrat  ;  !  kwadrat  ;  x  :=  x  +  1  KONIEC  KONIEC  .

Poniższy program wypisuje liczby pierwsze od 1 do 100. Instrukcja zapisu odpowiada znakowi „!” instrukcja w powyższej składni EBNF.

   
  

 
 

	  
	  
	    
	
		        
		
			  0
			  
		 stała  maks .   =  100  ;  var  arg  ,  ret  ;  procedura  jest pierwsza  ;  var  ja  ;  rozpocznij  ret  :=  1  ;  ja  :=  2  ;  while  i  <  arg  zacznij  jeśli  arg  /  i  *  i  =  arg  to  zacznij  ret  :  =  ;  i  :=  argument  koniec 
		    
	


 

	  
	    
	
		 
		      
		    
	


 
 ;  ja  :=  ja  +  1  koniec  koniec  ;  liczby pierwsze  procedury  ;  rozpocznij  arg  :=  2  ;  while  arg  <  max  rozpocznij  wywołanie  isprime  ;  _  jeśli  ret  =  1  to  napisz  arg  ;  arg  :=  arg  +  1  koniec  koniec  ;  nazywać  liczbami pierwszymi  .

Poniższy przykład został zaczerpnięty z drugiego wydania książki Wirtha Compilerbau, która ukazała się w 1986 roku w Niemczech.

       

 
  

    
    
    0
     0 
  
             VAR  x  ,  y  ,  z  ,  q  ,  r  ,  n  ,  fa  ;  PROCEDURA  pomnóż  ;  VAR  a  ,  b  ;  ROZPOCZNIJ  a  :=  x  ;  b  :=  y  ;  z  :=  ;  GDY  b  >  ZACZNIJ  JEŚLI  NIEPARZYSTE  b  TO  z  :  =  z  +  a  ; 
        
        
  


 
 

    
    0
    
           
      
   za  :=  2  *  za  ;  b  :=  b  /  2  KONIEC  KONIEC  ;  PROCEDURA  podzielić  ;  VAR  w  ;  ROZPOCZNIJ  r  :=  x  ;  q  :=  ;  w  :=  y  ;  GDY  w  <=  r  DO  w  :=  2  *  w  ;  GDY  w  >  y  ZACZNIJ  q  _ 
        
        
        
    
          
          
    
  


 
  

    
    
   :=  2  *  q  ;  w  :=  w  /  2  ;  JEŻELI  w  <=  r  TO  ZACZNIJ  r  :=  r  -  w  ;  q  :=  q  +  1  KONIEC  KONIEC  KONIEC  ;  PROCEDURA  gcd  ;  VAR  fa  ,  g  ;  POCZĄTEK  f  :=  x  ;  g  :=  y  ;  CHWILA     
  
             
             
  
    


 

      
  
         f  #  g  ROZPOCZNIJ  JEŻELI  f  <  g  TO  g  :  =  g  -  f  ;  JEŻELI  g  <  f  TO fa  :  =  f  -  g  KONIEC  ;  z  :=  f  KONIEC  ;  PROCEDURA  fakt  ;  ROZPOCZNIJ  JEŻELI  n  >  1  TO  ZACZNIJ  f  :=  n  *  f  ; 
        
     
  



      
       
       n  :=  n  -  1  ;  WYWOŁAJ  fakt  KONIEC  KONIEC  ;  POCZĄTEK  ?  x  ;  ?  y  ;  CALL  pomnóż  ;  !  z  ;  ?  x  ;  ?  y  ;  ZADZWOŃ  podziel  ;  !  q  ;  !  r  ;  ?  x  ;  ?  y  ;  ZADZWOŃ  gcd  ;  !  z 
        
 ;  ?  n  ;  f  :=  1  ;  ZADZWOŃ  fakt  ;  !  f  KONIEC  .

Oberon-0

W trzecim i ostatnim wydaniu swojej książki o budowie kompilatorów Wirth zastąpił PL/0 Oberonem-0. Język Oberon-0 jest znacznie bardziej złożony niż PL/0. Na przykład Oberon-0 oferuje tablice, rekordy, deklaracje typów i parametry procedur. Wydawca książek Wirtha (Addison-Wesley) zdecydował o wycofaniu wszystkich swoich książek, ale Wirth opublikował poprawione wydania swojej książki począwszy od 2004 r. Od sierpnia 2017 r. Najnowsza dostępna wersja pochodzi z maja 2017 r.

Zobacz też

Notatki

Linki zewnętrzne

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=PL/0&oldid=1140376057 ”