Programmieren zweiter Klasse?

Transkript

1 Programmieren zweiter Klasse? Möglichkeiten und Grenzen von Skriptsprachen Andreas Schubert

2 Thematische Übersicht Versuch einer Definition Generationen von Skriptsprachen Anwendungsgebiete Skriptsprachen kurz vorgestellt Perl Pike PHP Python TCL/TK Ruby Vergleich zu normalen Programmiersprachen

3 Versuch einer Definition Sprachen, die zur Ausführung des Programmcodes keine Übersetzungsphase benötigen Mit wenig Code viel erreichen Hello World - Einzeiler Eignen sich gut für Ad-Hoc Lösungen oder das Rapid Prototyping Häufige Merkmale sind: Dynamische automatische Typenkonversion Automatisches Speichermanagement Implizit deklarierte Variablen Dynamische (Funktions-)Namen Name beginnt mit P (naja, nicht immer...) Freie Software (meist GPL)

4 Definition von Larry Wall A script is what you hand out to the actors, and a program is what you hand out to the audience. A script is something that is easy to tweak, and a program is something that is locked in.

5 Generationen von Skriptsprachen Generation 0 Sequenzfolge interaktiver Kommandos z.b. UUCP chat Generation 1 Kontrollstrukturen Meist sehr klein (Toolbox) z.b. sed, awk, Unix-Shells Generation 2 Weiterer Schritt Richtung normaler Programmiersprache Benötigt keine externen Tools Tcl, Perl

6 Generationen von Skriptsprachen Generation 3 Full Featured Programmiersprachen Datenabstraktion OOP Python, Ruby Generation 4????

7 Anwendungsgebiete Wofür lassen sich Skriptsprachen verwenden?

8 Anwendungsgebiete von Skriptsprachen Systemadministration... Automatisierung Textanalyse (z.b. Logfile-Auswertung) Backup / Recovery Netzwerkdienste/Daemons Web-Applikationen Plattformunabhängige Entwicklung (incl. GUI-Applikationen) Einbindung in vorhandene Software als Erweiterung...

9 Popularität von Skriptsprachen Versuch einer Einschätzung anhand von Anzahl der Projekte gibt einen Anhaltspunkt Ist aber auch beeinflusst vom Alter der Sprache, etc. Perl: 2994 Pike: 7 PHP: 2402 Python: 1427 Ruby: 153 TCL/TK: 377 Stand: April 2004

10 Skriptsprachen kurz vorgestellt Im folgenden werden einige Skriptsprachen vorgestellt Soll keinen Anspruch auf Vollständigkeit erheben Reihenfolge ist alphabetisch, sonst nichts :-) Perl und Python werden knapper behandelt, da eigene Vorträge

11 Perl Perl wurde 1987 von Larry Wall entwickelt Perl = Practical Extraction and Report Language Beerbte viele Unix Standard-Tools und Sprachen: Sed Awk Grep C Lisp Portabel und sehr weit verbreitet Für nahezu jede OS-Plattform verfügbar Erweiterbar Großes Archiv an Modulen/Erweiterungen: CPAN (Comprehensive Perl Archive Network

12 Eigenschaften von Perl Reguläre Ausdrücke als Sprachbestandteil Arbeitsplatzsichernd ;-) Man kann sehr unschönen Code mit Perl schreiben /;{}def/#{def}def/$_={/times-bold exch selectfont}#/_{rmoveto}#/"{dup}#/*/!/$ ;/q{exch}#/x ; {/J q #}#/.{/T q #}#{stringwidth}#{}#{}# 14 string dup dup dup moveto 90 rotate ; %/}};$0='"\e[7m \e[0m"';@argv=split//,reverse q(theperl). q(journal) x 220 ; q ; 0 T putinterval exch 7 J putinterval ; ; $_= q /m$ pop T($*!$"=!$ " )pop " * true%? $ " $!" "!!!! %!"!"!! charpath {!"""}pop $ pop{""!}pop! neg{!#}pop 220! neg _{!!}pop J false %T charpath clip " pop 0 " moveto 6{!!}pop $_= 105{!!}pop {$! $ "! #! ##} pop{dup dup $! " pop pop q{"}pop 22{dup show}repeat {"}pop q 22 mul{$ "} pop neg{!#! $ "}pop! 8.65 mul{$ # # $}pop! neg{"}pop _ pop{"}pop } repeat pop " { $ "!!! $ "!!" "#" #"!"""""! #" " # "m/;@argv=(@argv[ ])x50;q} 0 "%};s/m[ou] [-\da-ln-z.\n_{}] \$_=//gx;s/(.)(?{$*=''})/('$*.='.(++$# %2?'':"$0;").'pop;')x(ord($1)-31).'$*'/gee;s/((.(\e\[.m)*.){77})/$1\n/g;print ; sub showpage {} Das geht aber in vielen anderen Sprachen ähnlich gut!

13 Eigenschaften von Perl GUI-Programmierung PerlTK GTK+ wxwindows Viele vordefinierte Variablen mit gewöhnungsbedürftigen Namen $. aktuelle Zeilennummer des letzten Dateizugriffs $/ Trennzeichen für Eingabe letzte Fehlermeldung Internet: bzw.

14 Perl Beispiel Skript zur Umgekehrten Ausgabe einer Datei (letzte Zeile zuerst) #!/usr/local/bin/perl undef($/); print join("\n", reverse split(/\n/, <STDIN>)),"\n";

15 Pike Entwickelt 1996 von Frederik Hübinette Basiert auf LPC ( Lars Pensjö C ), einer Sprache speziell für Multiplayer Adventure Games Pike ist eine Art C Interpreter Syntax stark an C angelehnt Bekanntestes Produkt in Pike: Roxen Web Server ( Pike ist portabel: Unix, Windows und MacOS X Versionen sind verfügbar Internet: pike.ida.liu.se

16 Eigenschaften von Pike Beispiel: PI-Berechnung mit Pike #!/usr/local/bin/pike // Written by Fredrik Hubinette // This program may be freely copied under the terms of the // GNU General Public Licence (GPL). int main(int argc, string *argv) { int i,done,decimals=50; Gmp.mpz s,a,b,t; if(argc>1) decimals=(int)argv[1]; s = Gmp.mpz(10)->pow((int)(decimals*1.01)+20); a = s * 16 / 5; b = s * 4 / 239; s = Gmp.mpz(0); write("3."); done=i=1;

17 Eigenschaften von Pike while(done<decimals) { t=s+(a-b)/i; a/=25; b/=239*239; i+=2; s=t-(a-b)/i; a/=25; b/=239*239; i+=2; if((i & 31) == 29) { string min=(string)t; string max=(string)s; } while(min[done]==max[done]) write("%c",min[done++]); } } write("\n");

18 Pike Projekt AIDO

19 PHP PHP wurde 1995 von Rasmus Lerdorf entwickelt PHP steht für Hypertext Preprocessor (früher Personal Home Page Tools) Ursprünglich als eine Skriptsprache für den Apache Web Server entwickelt Mittlerweile gibt es Portierungen für weitere Webserver auf vielen OS Plattformen PHP wird in HTML via <?php und?> Tags eingebunden GUI ist HTML, Hauptanwendungsgebiet sind Web- Applicationen Internet:

20 Eigenschaften von PHP PHP ermöglicht eine objektorientierte Entwicklung Die Syntax ähnelt der von C Eignet sich weniger für Standalone -Anwendungen Das Verhalten des Interpreters ist über eine zentrale Konfigurationsdatei steuerbar (php.ini)

21 HTML-Datei: Minimales PHP-Beispiel <html> <body> <form action="action.php" method="post"> Your name: <input type="text" name="name"/> Your age: <input type="text" name="age"/> <input type="submit" /> </form> </body> </html> action.php <html> <body> Hi <?php echo $_POST['name'];?>. You are <?php echo $_POST['age'];?> years old. </body> </html>

22 PHP-Nuke Bekanntes Open Source Portal System Internet: phpnuke.org

23 Python 1989/1991 von Guido van Rossum entwickelt Zur leichteren Systemadministration von Amoeba, einem verteilten OS Erhielt seinen Namen nach Monty Python Hat seine Wurzeln bei ABC Objekt-Orientiertes Design Portabel, für nahezu jedes OS erhältlich Kann Java Byte Code erzeugen Embedded Python läuft in < 32kB RAM Python ist frei verfügbar (auch für kommerzielle Nutzung) und unterliegt nicht der GPL (also kein Copyleft )

24 Eigenschaften von Python Blöcke werden in Python nicht durch einen Start/Stop- Operator definiert, sondern durch das Einrücken im Quelltext b = 0 while b < 10: print b, b = b + 1 print Fertig! Bekannte Python Projekte: ZOPE ( ein Open Source Applikationsserver für Content Management, Intranet, Portale, etc. Plone ( Internetportal, basiert auf ZOPE FREEVO (freevo.sourceforge.net): Multimedia Anwendung

25 Freevo

26 Python Beispiel Skript zur Umgekehrten Ausgabe einer Datei (letzte Zeile zuerst) #!/usr/local/bin/python def main(): from sys import stdin, stdout w = stdin.readlines() w.reverse() main() stdout.writelines(w)

27 Ruby Ruby wurde 1993/1995 von Yukihiro Matsumoto (nennt sich selbst Matz ) in Japan entwickelt Die Ruby Formel: Ruby = Smalltalk Unfamiliar Syntax + Perl's scripting power + Python's exception etc. + CLU's (*) iterator + a lot more good things (Yukihiro Matsumoto, 2001) (*) erste Sprache, die Iteratoren kannte, 1974 am MIT entwickelt

28 Eigenschaften von Ruby OO Eigenschaften: Objekt alles ist ein Objekt ( 10.times {print Hallo } ) Klasse jede Klasse ist ein Objekt Methoden jede Prozedur ist eine Methode Erweiterbar Klein (aktuelle Sourcen ca. 2,3 MB als Archiv) Schnell Reguläre Ausdrücke, Perl 5 kompatibel

29 Eigenschaften von Ruby Portabel, Verfügbar für Windows und Unix GUI-Entwicklung via TK GTK+ Xforms Yield-Operator zum einfachen Implementieren von Iteratoren def threetimes yield yield yield end threetimes { puts "Hello" }

30 Der Yield Operator von Ruby def fibupto(max) i1, i2 = 1, 1 while i1 <= max yield i1 i1, i2 = i2, i1+i2 end end fibupto(1000) { f print f, " " }

31 Eigenschaften von Ruby class File def File.openAndProcess(*args) f = File.open(*args) yield f f.close() end end File.openAndProcess("testfile", "r") do afile print while afile.gets end

32 Beispiel GTK+ Applikation

33 TCL/TK 1988 von John Ousterhout an der University of California, Berkeley entwickelt Tcl steht für Tool Command Language, Tk für Toolkit Ursprünglich eine Glue-Language Existierende Anwendungen miteinander verbinden Mit einer GUI versehen Internet tauglicher machen Wird heute vom TCL-Core-Team weiterentwickelt Internet:

34 Eigenschaften von TCL TCL ist typlos Mächtig, bewegt sich auf hohem Abstraktionsniveau TCL ist unter Unix, Windows und Mac OS verfügbar TK eignet sich für eine schnelle und einfache GUI-Entwicklung C-Programme als Prozeduren in TCL TCL-Interpreter in C Zahlreiche Erweiterungen verfügbar, z.b. Expect Tclodbc IncrTcl Interaktiv benutzbar: tclsh oder wish

35 Beispiel TK-Applikation #!/usr/local/bin/wish text.text -width 20 -height 10 -wrap word button.quit -text "Quit" -command { exit } pack.quit -side bottom pack.text -fill both -expand 1

36 Vergleich zu normalen Sprachen Basierend auf folgenden Untersuchungen: Doug Bagley: The Great Computer Language Shootout Lutz Prechelt: An empirical comparison of C,C++, Java, Perl, Python, Rexx and Tcl Keine signifikanten Laufzeitunterschiede bei den gestellten Problemen Skript-Lösungen: Halbe Implementierungszeit Gleiche Zuverlässigkeit Halbe Größe (gemessen an LOC) Skriptsprachen können schneller zu Lösungen bei geringeren Anforderungen führen

37 Vergleich zu normalen Sprachen Speicherbedarf ist bei C/C++ am geringsten, dicht gefolgt von den Skriptsprachen, Java benötigt fast doppelt so viel Speicher (Stand 2000) Skriptprogrammierer verwenden vorhandene assoziative Arrays/Hashes, Nicht-Skriptprogrammierer implemtierten oft eigene optimale Datentypen

38 Zusammenfassung Skriptsprachen eignen sich für eine Vielzahl von Anwendungsfällen Selbst große Projekte sind realisierbar (und werden realisiert) Fast jede Skriptsprache bietet für zeitkritische Fälle die Verwendung von C/C++ Viele Skriptsprachen machen Spaß, schnelle (Lern-)Erfolge sind die Regel Skriptsprachen sind besser als ihr Ruf

39 Vielen Dank!