xscDevBlog – LastSharp & Co.

Nun, wie weit sind wir bisher? Wir haben einen Lexer, der unsere Eingabe in Einzelteile spaltet, und wir können einfache Ausdrücke in eine verwertbare Form bringen. Was wir bisher noch nicht (bewusst) gemacht haben, ist, einen Ausdruck zu analysieren und zu prüfen, ob er sinnvoll ist oder nur unzusammenhängend aneinandergereihte Token enthält.

Zur Erinnerung: sowohl “1+2+3″ als auch “1+(” wären Zeichenfolgen, die der Lexer akzeptieren und ohne zu meckern zerkleinern würde. Das ist auch in Ordnung so, da die syntaktische Prüfung ohnehin eher Aufgabe des Parsers ist. Aber was genau gilt es denn dabei zu beachten?

“Syntaxfragen”

• Sind genau so viele öffnende wie schließende Klammern vorhanden und passen diese zusammen?
• Stimmt die Zahl der Parameter, mit der eine Funktion aufgerufen wird?
• Stimmen die Parametertypen, mit denen eine Funktion aufgerufen wird? (“+” arbeitet normalerweise nur auf Zahlen, der Punkt z.B. in PHP auf Strings, etc…)
• Befinden sich Operatoren an den richtigen Positionen? (Die Fakultät einer Zahl wird z.B. durch Anhängen eines Ausrufezeichens gekennzeichnet: “3!”)
• Darf eine Funktion geschachtelt vorkommen? (z.B. wäre “echo(echo(1))” eher sinnlos, wenn “echo” die Ausgabefunktion ist)
• Darf eine Funktion/ein Konstrukt in einer untergeordneten Umgebung vorkommen? (Das wäre z.B. der Fall, wenn man Funktionsdefinitionen innerhalb von Funktionsdefinitionen zulässt.)

Neben der Syntax gibt es noch weitere Punkte, die eine Programmier-/Scriptsprache ausmachen. Eine Auflistung findet man z.B. hier.

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Einen wichtigen Schritt haben wir an dieser Stelle bereits hinter uns: Der hier beschriebene Lexer verwandelt eine Eingabesequenz wie “1+3*(4-2)”  in eine Liste von Tokens mit Typ und Wert:

zahl        :    1
operator    :    +
zahl        :    3
operator    :    *
open        :    (
zahl        :    4
operator    :    -
zahl        :    2
close       :    )

Damit haben wir eine maschinenlesbare Repräsentation des gewünschten Ausdrucks – allerdings keine Garantie dafür, dass dieser syntaktisch korrekt ist. Ebensowenig kann eine Maschine, die diese Liste nun vorgelegt bekommt, “einfach mal so” den Wert des Ausdrucks berechnen, da ihr Informationen zur Auswertungsreihenfolge fehlen. (Wenn 1+3 zuerst berechnet wird, lautet das Ergebnis 8, wenn 3*(4-2) zuerst berechnet wird, lautet es 7.)

Wir brauchen also eine Darstellung unseres Ausdrucks, die bezüglich der Reihenfolge der Auswertung eindeutig ist und eine Maschine, die diese erstellt  – und wie könnte es anders sein: auch dieses Problem wurde bereits einmal gelöst.

Wandeln wir also auf den Spuren von Edsger W. Dijkstra.

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Die Aufgabe, die ich mir hier gestellt habe, eine eigene Script- oder Programmiersprache zu entwickeln, bringt so ihre Probleme mit sich. Wie und wo fange ich an? Ist das nicht zu viel für mich? Und sollte ich nicht auf bereits vorhandene Bibliotheken zurückgreifen, anstatt alles von Grund auf neu zu entwickeln?

Vor allem die letzte Frage kann einem zu schaffen machen. Warum etwas möglicherweise nicht gut funktionierendes entwickeln, wenn es doch überall schon tausendfach durchdachte Lösungen gibt? Immerhin lautet doch eine der obersten Regeln in der Softwareentwicklung:

Don’t reinvent the wheel!

Nun, ich bin Informatikstudent. Ich will wissen, wie die Dinge “unter der Haube” aussehen, ich will lernen. Und wenn alle nur noch auf vorgefertige Bibliotheken zurückgreifen, weiß doch bald keiner mehr, was dem Zauber eigentlich zugrunde liegt… Dementsprechend:

Don’t reinvent the wheel, unless you plan on learning more about wheels!

Diese Anleitung soll jedem helfen, der interessiert daran ist, was im Inneren eines Interpreters oder Compilers eigentlich (ungefähr so) abläuft. Ich selbst habe gerade erst das zweite Semester hinter mir, d.h. allzu theoretisch wird es hier nicht und jeder mit ein wenig logischem Denken und genug Engagement sollte es hinbekommen, meinen Ausführungen zu folgen.

Lasset uns beginnen.

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In diesem Artikel, dem ersten von vielen, geht es um die Entwicklung einer eigenen Script- oder Programmiersprache. Das sei nur für die erwähnt, die sich Angesichts des Vorgeplänkels der nächsten zwei Absätze fragen: “Was wird das denn jetzt?” und dann wieder verschwinden wollen…

Vorspiel

Neben LastSharp und LeSharp, den beiden Tools, die für eine breite Masse gedacht und deshalb auch zumindest ein bisschen nützlich sind, arbeite ich noch an zwei eher theoretischen Projekten: UVD (das im Moment ruht) und Lapicon (Loose API Connection Language).

Letzteres ist eine Scriptsprache zum Senden und Verarbeiten von REST-Requests, also zum Verwenden verschiedenster APIs, z.b. dem von Last.FM. Kein großer Leckerbissen für den Otto-Normal-Benutzer also und auch für Entwickler, die sich mit dem Thema beschäftigen, ist die Sprache nicht der Inbegriff von Eleganz. Deshalb mein Entschluss: Lapicon muss von Grund auf neu entwickelt werden. Das bedeutet: neue Funktionen, mehr Komfort, bessere Performance, usw… Alles in allem keine triviale Aufgabe.

Und dann kam mir die Idee, meinen Versuch zu protokollieren und somit allen, die daran interessiert sind, eine eigene Programmier- oder Scriptsprache zu entwickeln, ein Stückchen weiterzuhelfen. Eine kleine Reise, ein kleines Abenteuer also.
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