Skriptsprachen. Vorlesung Informatik I (WS2002/03)

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1 Skriptsprachen Vorlesung Informatik I (WS2002/03) Fachhochschule Karlsruhe Autor: Mathias Supp (Dipl.-Inform.) mathias.supp@applications.riess.de Mathias Supp Skriptsprachen 1/49

2 Inhalt (1) 1. Was sind Skriptsprachen? 2. Geschichtliches 3. Kurz beleuchtet 3.1. Perl 3.2. PHP 3.3. Ruby 3.4. JavaScript 4. JavaScript im Web-Browser 4.1. Beispiel: Hallo Welt 4.2. einfaches Event-Handling in HTML 4.3. Variablen/Kontrollstrukturen 4.4. Funktionen 4.5. Browser-Objekte Mathias Supp Skriptsprachen 2/49

3 Inhalt (2) 5. JavaScript Stand-Alone 5.1. Windows Scripting Host 5.2. Rhino 6. JavaScript Internals 6.1. Eigenschaften von Objekten 6.2. eigene Objekte bauen 6.3. Eingebaute Datentypen 6.4. Prototypen 6.5. Funktionen mit optionalen Parametern 6.6. Funktionen mit dynamischen Parametern 6.7. Funktionen on-the-fly erszeugen 6.8. Die eval-funktion Mathias Supp Skriptsprachen 3/49

4 Inhalt (3) 7. Beispiele 7.1. Fakultät - iterativ 7.2. Fakultät - rekursiv 7.3. Durchschnittsberechnung 7.4. Multifunktionsskript 8. Fazit zu Skriptsprachen 9. Linkverzeichnis Mathias Supp Skriptsprachen 4/49

5 1. Was sind Skriptsprachen? leichtgewichtiger Befehlssatz shells JavaScript?, Perl? Programm wird zur Laufzeit interpretiert wie Basic und Prolog? besondere Eignung für proprietäre Probleme Zeichenverarbeitung (Perl) Internetanwendung (z.b. PHP, aber was ist mit JSP und Taglibs?) anpaßbar zur Laufzeit wie bei Java das Hotclass-Replacement? Definition??? Mathias Supp Skriptsprachen 5/49

6 2. Geschichtliches Jahr Sprache Urheber 1958 Lisp (List Processing) John McCarthy 1964 JCL (Job Control Language) IBM OS/ UNIX Shell Ken Thompson, AT&T 1977 awk (a="aho", w="weinberger", k="kernighan") Alfred V. Aho, Peter J. Weinberger, Brian W. Kernighan 1978 csh Bill Joy, Berleley Unix 2BSD 1979 Rexx Mike Cowlishaw, IBM Corporation 1987 TCL (Tool Command Language) John Ousterhout, University of California 1987 Perl (Practical Extraction and Report Language) Larry Wall 1989 Python (nach Monty Python) Guido van Rossum, Amoeba ~1992 AppleScript Apple, System Ruby Yukihiro Matz Matsumoto 1994 PHP (PHP: Hypertext Preprocessor) Rasmus Lerdorf 1995 JavaScript (heute ECMA-Skript) Netscape, Navigator VBScript Microsoft, Win98 erste Skripte auf Lochkarte Zweck: Steueranweisungen für Compiler und Linker (späteres JCL) Mathias Supp Skriptsprachen 6/49

7 3. Kurz beleuchtet: Perl Ersatz für AWK unter Unix Sprachfeatures aus C, sed, sh und BASIC Datenbankanbindung (Oracle, Sybase,...) HTML-, XML- Unterstützung Unicode-Unterstützung prozedurales und/oder objektorientiertes Programmieren Schnittstelle zu C/C++ Bibliotheken Schnittstelle zu Java via Java/Perl-Lingo (JPL) Einsatz in CGI-Skripten Mathias Supp Skriptsprachen 7/49

8 3. Kurz beleuchtet: PHP verwandte Syntax mit C, Java und Perl prozedurales und/oder objektorientiertes Programmieren für Webanwendungen ausgelegt (Nutzen ohne Webserver?) Module für alle bekannten Webserver Anbindung an praktisch alle Datenbanken erzeugt keine HTML/XML-Dateien, sondern ist in diese eingebettet (großer Vorteil gegenüber Perl) vergleichbare Herangehensweise wie bei JSP Mathias Supp Skriptsprachen 8/49

9 3. Kurz beleuchtet: Ruby Textmanipulation mit regulären Ausdrücken vollständig objektorientiert Iterator-Konzept in Sprache integriert hoher Abstraktionslevel dynamische Speicherverwaltung mit Garbage Collector leicht lesbar trotzdem direkter Zugriff auf das System Unterstützung von grafischen Benutzerschnittstellen in Sprache integriertes Multithreading Operatorüberladung (ähnlich wie in C++) Mathias Supp Skriptsprachen 9/49

10 3. Kurz beleuchtet: JavaScript nahezu identische Syntax wie in C und Java objektbasierend alles ist ein Objekt keine Vererbung in der Sprache integriert prozeduales Programmieren möglich beheimatet im HTML-Code auf Client-Seite Applikationssteuerung durch Windows-Scripting-Host und Rhino serverseitiges (Web) JavaScript im IIS und Netscape-Server Mathias Supp Skriptsprachen 10/49

11 4. JavaScript im Web-Browser Beispiel: Hallo Welt 1: <html> 2: <body> 3: <script language="javascript"> 4: alert("hallo Welt"); 5: </script> 6: </body> 7: </html> Mathias Supp Skriptsprachen 11/49

12 4. JavaScript im Web-Browser einfaches Event-Handling in HTML 1: <html> 2: <body> 3: <form> 4: <input type=button 5: value="klick mich" 6: onclick="alert('er hat es getan!')"> 7: </form> 8: </body> 9: </html> Mathias Supp Skriptsprachen 12/49

13 4. JavaScript im Web-Browser einfaches Event-Handling in HTML (2) Mathias Supp Skriptsprachen 13/49

14 4. JavaScript im Web-Browser Variablen/Kontrollstrukturen 1: var meinetollevariable; 1: if( [Bedingung] ) { 2: [Anweisungen] 3: } else { 4: [Anweisungen] 5: } 1: while( [Bedingung] ) { 2: [Anweisungen] 3: } 1: do { 2: [Anweisungen] 3: } while( [Bedingung] ) Mathias Supp Skriptsprachen 14/49

15 4. JavaScript im Web-Browser Variablen/Kontrollstrukturen (2) 1: for( [Start]; [Bedingung]; [Anweisungabschluß] ) { 2: [Anweisungen] 3: } 1: for( [Variable] in [Objekt]] ) { 2: [Anweisungen] 3: } 1: switch( [Wert] ) { 2: case [Fall1]: [Anweisungen] break; 3:... 4: case [Falln]: [Anweisungen] break; 5: default : [Anweisungen] 6: } Mathias Supp Skriptsprachen 15/49

16 4. JavaScript im Web-Browser Funktionen 1: function meinetollefunktion(parameter1,..., parametern) { 2: [Anweisungen] 3: return meintollesergebnis; 4: } Beispiel 1: function getmaximum(value1, value2, value3) { 2: var result = value1; 3: if( result < value2 ) { result = value2; } 4: if( result < value3 ) { result = value3; } 5: return result; 6: } Mathias Supp Skriptsprachen 16/49

17 4. JavaScript im Web-Browser Browser-Objekte parent window document forms[] elements[] frames[] location images[] links[] anchors[] Mathias Supp Skriptsprachen 17/49

18 4. JavaScript im Web-Browser Browser-Objekte (2) 1: <html> 2: <body> 3: <script language="javascript"> 4: document.write('<h1>hallo Welt!<h1>'); 5: </script> 6: </body> 7: </html> Mathias Supp Skriptsprachen 18/49

19 4. JavaScript im Web-Browser Browser-Objekte (3) 1: <html> <body> 2: <script language="javascript"> 3: var counter = 0; 4: function doit() { 5: counter++; 6: document.forms[0].elements[0].value= "Klick " 7: + counter + "!"; 8: } 9: </script> 10: <form> 11: <input type=button value="klick!" onclick="doit()"> 12: </form> 13: </body> </html> Mathias Supp Skriptsprachen 19/49

20 4. JavaScript im Web-Browser Browser-Objekte (4) Mathias Supp Skriptsprachen 20/49

21 5. JavaScript Stand-Alone Windows Scripting Host CScript (Konsolenmodus) 1: WScript.StdOut.Write("Hallo Welt!"); C:\>cscript wsh_hallo_welt.js Microsoft (R) Windows Script Host Version 5.1 for Windows Copyright (C) Microsoft Corporation All rights reserved. Hallo Welt! WScript (Windowmodus) 1: WScript.Echo("Hallo Welt!"); Mathias Supp Skriptsprachen 21/49

22 5. JavaScript Stand-Alone: Rhino (1) unterstützt JavaScript 1.5 (ECMA-262 ECMAScript) direktes Scripting von Java integrierte Shell zum Ausführen von JavaScript-Programmen JavaScript-Compiler für optimiertes Ausführen vollständig in Java implementiert spezielle Sicherheitsfunktionen zum Feststellen der Herkunft eines JavaScript-Programms CORBA-Adapter (Common Object Broker Architecture) Debugger Mathias Supp Skriptsprachen 22/49

23 5. JavaScript Stand-Alone: Rhino (2) Beispiel: Benutzung der integrierten Shell 1: print("hallo Welt!"); 2: for (var i in arguments) { 3: print(arguments[i]); 4: } C:\>java -cp js.jar org.mozilla.javascript.tools.shell.main hallo_welt.js Hallo Welt! C:\>java -cp js.jar org.mozilla.javascript.tools.shell.main hallo_welt.js p1 p2 Hallo Welt! p1 p2 Mathias Supp Skriptsprachen 23/49

24 5. JavaScript Stand-Alone: Rhino (3) Beispiel: Benutzung der integrierten Shell C:\>java -cp js.jar org.mozilla.javascript.tools.shell.main Rhino 1.5 release (in progress) js> js> js> js> importpackage(java.lang); js> System.out.println("Hallo Welt mittles Java!"); Hallo Welt mittles Java! js> js> importpackage(java.awt); js> var frame = new Frame("Rhino Fenster"); js> frame.setsize(170,50); js> frame.show(); js> quit(); C:\> Mathias Supp Skriptsprachen 24/49

25 6. JavaScript Internals Eigenschaften von Objekten (1) js> var vorlesung = new Object(); js> print(vorlesung); [object Object] js> vorlesung.name="informatik I"; Informatik I js> vorlesung.semester="ws2002/03"; WS2002/03 js> vorlesung.dozent="prof. Herbstreith"; Prof. Herbstreith js> print(vorlesung.name + " im " + vorlesung.semester + " bei " + vorlesung.dozent); Informatik I im WS2002/03 bei Prof. Herbstreith Mathias Supp Skriptsprachen 25/49

26 6. JavaScript Internals Eigenschaften von Objekten (2) js> function props(o) { var result = ""; for(var i in o) { result += i + " = " + o[i] + "\n"; } return result; } js> print( props(vorlesung) ); name = Informatik I dozent = Prof. Herbstreith semester = WS2002/03 Mathias Supp Skriptsprachen 26/49

27 6. JavaScript Internals 6.2. eigene Objekte bauen js> function Vorlesung(name, semester, dozent) { this.name = name; this.semester = semester; this.dozent = dozent; this.tostring = tostring; } js> function tostring() { return this.name + " im " + this.semester + " bei " + this.dozent; } js> var vorl1 = new Vorlesung("Informatik I", "WS2002/03", "Prof. Herbstreith"); js> print( vorl1.tostring() ); Informatik I im WS2002/03 bei Prof. Herbstreith js> var vorl2 = new Vorlesung("Informatik II", "SS2003", "Prof. Vogelsang"); js> print( vorl2.tostring() ); Informatik II im SS2003 bei Prof. Vogelsang Mathias Supp Skriptsprachen 27/49

28 6. JavaScript Internals Eingebaute Datentypen (1) String js> print( typeof("rhino ist toll") ); string Zahlen js> print( typeof(17) ); number Bool sche Werte js> print( typeof(true) ); boolean andere Objekte js> print( typeof(new Date()) ); object undefinierte Werte js> print( typeof(gehirn) ); undefined Mathias Supp Skriptsprachen 28/49

29 6. JavaScript Internals Eingebaute Datentypen (2) Was passiert hier? (Fehler? Ergebnis?) 1: v = "17"; 2: v += 3; 3: v -= 3; 4: v += "*"; Mathias Supp Skriptsprachen 29/49

30 6. JavaScript Internals Eingebaute Datentypen (3) js> var v = "17"; 17 js> print( typeof(v) ); string js> v += 3; 173 js> print( typeof(v) ); string js> v -= 3; 170 js> print( typeof(v) ); number js> v += "*"; 170* js> print( typeof(v) ); string Mathias Supp Skriptsprachen 30/49

31 6. JavaScript Internals Eingebaute Datentypen (4) Was passiert hier? (Fehler? Ergebnis?) 1: v = parseint("17"); // typeof(v)??? 2: v += 0.5; // typeof(v)??? 3: v += "1"; // typeof(v)??? 4: v = parsefloat(v); // typeof(v)??? Mathias Supp Skriptsprachen 31/49

32 6. JavaScript Internals Eingebaute Datentypen (5) js> var v = parseint("17"); 17 js> print( typeof(v) ); number js> v += js> print( typeof(v) ); number js> v += "1"; js> print( typeof(v) ); string js> v = parsefloat(v); js> print( typeof(v) ); number Mathias Supp Skriptsprachen 32/49

33 6. JavaScript Internals Prototypen (1) Idee: Ändern von Typen zur Lebzeit von Objekten dieses Typs (häh?) js> var s = "Mein toller Test-String"; js> print(s); Mein toller Test-String js> print(s.split(" ")); Mein,toller,Test-String Anzahl Wörter zählen (split ist eine Methode von String) js> function wordcount(s) { var words = s.split(" "); // liefert Array von Strings return words.length; // jedes Array hat eine Eigenschaft length } js> print( wordcount(s) ); 3 Schöner wäre, wenn das hier ginge: js> print( s.wordcount() ); 3 Mathias Supp Skriptsprachen 33/49

34 6. JavaScript Internals Prototypen (2) Wörter zählen für alle Strings definieren js> function wordcount() { return this.split(" ").length; } js> String.prototype.wordCount = wordcount; ausprobieren js> print( s.wordcount() ); 3 Man beachte: das String-Objekt s wurde nicht neu erzeugt. Also hat es zu seiner Lebzeit eine neue Eigenschaft hinzugewonnen! Mathias Supp Skriptsprachen 34/49

35 6. JavaScript Internals Funktionen mit optionalen Parametern js> function test(a, b, c) { if( typeof(a)!= "undefined" ) print("a = " + a); if( typeof(b)!= "undefined" ) print("b = " + b); if( typeof(c)!= "undefined" ) print("c = " + c); } js> test(1); a = 1 js> test(1,2); a = 1 b = 2 js> test(1,2,3); a = 1 b = 2 c = 3 Mathias Supp Skriptsprachen 35/49

36 6. JavaScript Internals Funktionen mit dynamischen Parametern js> function max(a, b) { var result; var i; if( arguments.length < 1 ) { return; } result = arguments[0]; for( i = 1; i < arguments.length; i++ ) { if( arguments[i] > result ) result = arguments[i]; } return result; } js> print( max() ); undefined js> print( max(17) ); 17 js> print( max(1, 5, 4, 2, 20, 8, 18, 17) ); 20 js> print( (17 < "ab") + " - " + ("ab" < 17) ) false - false Mathias Supp Skriptsprachen 36/49

37 6. JavaScript Internals Funktionen on-the-fly erszeugen allgemeine Syntax: new Function([Parameterliste], [Funktionskörper]); js> var sum = new Function("a", "b", "c", "var d =a+b+c;print(\"sum = \" + d);"); js> sum(10, -5, 20); Sum = 25 dynamische Parameter? js> var dynamic = new Function( "print(\"anzahl Parameter: \" + arguments.length);" ); js> dynamic(5, 7, 1, 17); Anzahl Parameter: 4 Mathias Supp Skriptsprachen 37/49

38 6. JavaScript Internals Die eval-funktion eingebaute Funktion in JavaScript evaluieren eines String als JavaScript-Code js> eval("17+4"); 21 js> var v = 170; js> v += "*"; 170* js> v += 0.5; 170*0.5 js> eval(v); 85 Mathias Supp Skriptsprachen 38/49

39 7. Beispiele Fakultät - iterativ js> function fak_iterativ(n) { var result = 1; for(var i = 1; i <= n; i++ ) { result *= i; } return result; } js> print( fak_iterativ(5) ); 120 Mathias Supp Skriptsprachen 39/49

40 7. Beispiele Fakultät - rekursiv js> function fak_rekursiv(n) { if( n > 1 ) { return n * fak_rekursiv(n -1); } else { return 1; } } js> print( fak_rekursiv(5) ); 120 Mathias Supp Skriptsprachen 40/49

41 7. Beispiele Durchschnittsberechnung js> function durchschnitt() { var i; var result = 0; if( arguments.length == 0 ) { return; } for( i = 0; i < arguments.length; i++ ) { result += arguments[i] / arguments.length; } return result; } js> print( durchschnitt(10, 15, 20, 23) ); 17 js> print( durchschnitt(10) ); 10 js> print( durchschnitt() ); undefined Mathias Supp Skriptsprachen 41/49

42 7. Beispiele Multifunktionsskript (1) 1: function max() { 2: //... Implementierung wie gesehen 3: } 4: function min() { 5: //... analog zu max() 6: } 7: function mittel() { 8: //... Implementierung wie von durchnitt() gesehen 9: } multifunktion.js (1) Mathias Supp Skriptsprachen 42/49

43 7. Beispiele Multifunktionsskript (2) 10: function getsupportedfunctions() { 11: var i; 12: var result = ""; 13: for( i in this ) { 14: if( this[i]!= arguments.callee 15: && typeof(this[i]) == "function" ) { 16: result += i + " "; 17: } 18: } 19: return result; 20: } multifunktion.js (2) Mathias Supp Skriptsprachen 43/49

44 7. Beispiele Multifunktionsskript (3) 21: if( arguments.length > 0 ) { 22: if( typeof(this[arguments[0]])!= "function" ) { 23: print("unsupported function " + arguments[0]); 24: print( "Supported function are: " 25: + getsupportedfunctions() ); multifunktion.js (3) Mathias Supp Skriptsprachen 44/49

45 7. Beispiele Multifunktionsskript (4) 26: } else { // typeof(this[arguments[0]])!= "function" 27: var call = arguments[0] + "("; 28: for( var i = 1; i < arguments.length; i++ ) { 29: call += arguments[i]; 30: if( i < arguments.length -1 ) call += ", "; 31: } 32: call += ")"; 33: print( eval(call) ); 34: } multifunktion.js (4) Mathias Supp Skriptsprachen 45/49

46 7. Beispiele Multifunktionsskript (5) 35: } else { // arguments.length > 0 36: print( "Supported function are: " 37: + getsupportedfunctions() ); 38: } multifunktion.js (5) c:\ java -cp js.jar org...main multifunction.js min c:\ java -cp js.jar org...main multifunction.js max c:\ java -cp js.jar org...main multifunction.js mittel c:\ java -cp js.jar org...main multifunction.js xyz Unsupported function xyz Supported function are: min mittel max Mathias Supp Skriptsprachen 46/49

47 8. Fazit zu Skriptsprachen + heutzutage sehr mächtig + besondere Eignung für prototypische Implementierungen + größtenteils plattformübergreifend + geglückte Ansätze zu Highlevel-Sprachen (Ruby) + einfache Integration in eigene Anwendungen (Rhino) - Programmierfehler erst zur Laufzeit feststellbar - relativ langsam, da interpretiert - kein Code-Hiding im Vergleich zu compiliertem Code -...und die Ferkeleien sind auch schon dabei... Mathias Supp Skriptsprachen 47/49

48 9. Linkverzeichnis (1) Perl: Java/Perl-Lingo: PHP: Python: Mathias Supp Skriptsprachen 48/49

49 9. Linkverzeichnis (2) Java-/ECMA-Script: javascript_intro.html wstutorialtoc.asp Ruby: Rexx: Mathias Supp Skriptsprachen 49/49

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