Karlsruher Institut für Technologie

Transkript

1 Krlsruher Institut für Technologie Lehrstuhl für Progrmmierprdigmen Sprchtechnologie und Compiler WS 2010/2011 Dozent: Prof. Dr.-Ing. G. Snelting Üungsleiter: Mtthis Brun Lösung zu Üungsltt 1 Ausge: Besprechung: mtthis.run@kit.edu Aufge 1: Progrmmiersprchen und Üersetzungstechniken Die Informtik ist seit jeher geprägt durch unterschiedlichste Progrmmiersprchen/Progrmmrepräsenttionen. Nennen sie 5-10 Progrmmiersprchen von denen sie eschreien können wo/wofür diese eingesetzt werden. Geen Sie ein Beispiel für eine Interpretierte Sprche n Kennen Sie ein weiteres Beispiel für Interprettion nch Vorüersetzung (usser den uf den Vorlesungsfolien gennnten) Kennen Sie ein weiteres Beispiel für Just-In-Time Üersetzung gesehen von den Virtuellen Mschinen von Jv- und.net? Beispiele: Allgemeine Anwendungsentwicklung: C, C++, Jv, C#, Ojective-C Skriptsprchen: Awk, Perl, Python, Ruy, JvScript, Lu Alt: Cool, Pscl, Delphi, Forth, Smlltlk, Bsic Mkrosprchen: Actionscript, JvScript (ECMA Script), Visul Bsic (for Applictions), m4 Spezielle Sprchen: Tex, Mthemtic, LVIEW, Shell Skripte, Mkefiles, SQL, Iselle, COQ, Bitex Styles, Spezielle Zielhrdwre: CG, HLSL, OpenCL, Cud, Postscript? (PDF), ACPI Mchine Lnguge Forschung(?): Hskell, Erlng, X10, Fortress, Lisp, ML Esoterisch: Brinfuck, Intercl, Befunge, Mlolge, HQ9+, Whitespce Zwischensprchen: Jv Bytecode, CIL, Dlvik Executles, LLVM, lifirm Hrdwre: x86, md64, i64, rm, sprc, mips Assemler: x86-, md64-, i64-, rm-, sprc-, mips- Assemler Theoretisch: Turing Mschine, Lmd Klkül, (M)MIX Dteiformte?: HTML, HTTP, XSLT,... Skriptsprchen sind interpretiert Viele Scriptsprchen llerdings uch interpretiert nch Vorüersetzung (z.b. Python, Ruy) Weitere Just-In-Time-Üersetzer: Dlvik-VM, CG, HLSL, OpenCL Aufge 2: Korrektheit von Üersetzungen Gegeen sei folgendes Progrmm: 1

2 #include <stdio.h> int min(void) { flot one tenths =.1; flot one hundreths = one tenths one tenths; flot seven = 700 one hundreths; } if (seven == 7.0f) { printf ( Ok ); } else { printf ( Not OK, r is not 7, ut %f\n, seven); } return 0; 2.1 Semntik & Prgmtik Üerrschender Weise git ds Progrmm Not OK, r is not 7, ut us. Ws knn dzu geführt hen? Gleitkommrithmetik rechnet Prinzipedingt nicht mit mthemtisch exkten Zhlen (viele dezimlzhlen lssen sich in der inären Gleitkommzhlen schlicht nicht exkt drstellen). Die printf Funktion stellt stndrdmässig nur eine egrenzte Zhl Nchkommstellen dr d es uch hier ei der Umrechung in dezimle Gleitkommzhlen zu extrem lngen oder periodischen Zhlen kommen knn. In diesem Beispiel führt ds zu Verwirrung wenn der Progrmmierer mthemtisch exkte Berechnungen erwrtet. 2.2 Schuldfrge Ist dem Üersetzeruer ein Fehler unterlufen? Nein. In diesem Fll ht sich der Üersetzer exkt n die Spezifiktion des Sprchstndrds gehlten, die Gleitkommerechnungen nch der IEEE-754 fordern. Die Art und Weise der printf -Ausge ist eenflls spezifiziert. Der Progrmmierer muss wissen ws er tut! 2

3 Aufge 3: Reguläre Ausdrücke 3.1 Regulärer Ausdruck Sprche Beschreien Sie die Sprchen, die mit den folgenden regulären Ausdrücken ezeichnet werden: 1. ( + ) 2. (( + ) ) 3. ( + ) ( + )( + ) 4. Für lle nchfolgenden Automten ist Σ = {, }. 1. Die Sprche enthält lle Wörter die mit einem eginnen und mit einem enden. 2. Die Sprche enthält lle Wörter: L = Σ. 3. Die Sprche enthält lle Wörter (mit mindestens 3 Zeichen) deren drittletztes Zeichen ein ist. 4. Die Sprche enthält lle Wörter die genu 3 enthlten. 3.2 Endliche Automten Entwerfen Sie (deterministische oder nichtdeterministische) endliche Automten für lle Sprchen us der letzten Teilufge., 1. s strt 0 s 1 strt s 0 s 3 s 4, 2. oder strt s 0, strt s 0,, s 3 strt s 0 s Sprche Regulärer Ausdruck Schreien Sie reguläre Definitionen für folgende Sprchen. Für die Konstruktion ( z) können sie die Kurzschreiweise [ z] verwenden. 3

4 1. Alle Strings us Kleinuchsten, die die fünf Vokle in ihrer Reihenfolge enthlten. Sei K := ([ d] + [f h] + [j n] + [p t] + [v z]): K K ek ik ok uk 2. Alle Strings us Kleinuchsten, in denen die Buchsten in steigender lphetischer Reihenfolge erscheinen 3. z y x Kommentre, die us einem in /* und */ eingeschlossenen String estehen, ohne */ dzwischen - es sei denn, innerhl von doppelten Anführungszeichen ("*/"). Annhme Σ = {,..., z, /, *}: /* ( ([ z] + /) + (* + [ z] + ) + "*/" ) * + / 5. Die Menge ller Schchzüge in informeller Schreiweise, zum Beispiel e2-e4 oder Ke1xd2 Figuren werden in lgerischen Schchnottion mit folgenden Buchsten ezeichnet: K = König (King), Q = Dme (Queen), R = Turm (Rook), B = Läufer (Bishop), N = Springer (Knight), ei Buern wird die Bezeichnung weggelssen. Wir definieren deshl F := (K+Q+R+B+N+) Dnch wird Ausgngs und Zielfeld mit einem - oder x verunden notiert für normle Züge und Schlgzüge. Die kleine Rochde wird ls 0-0 die große ls drgestellt. Felder werden ls Komintion us Reihe (1 8) und Splte ( h) ngegeen: P := ([ h][1 8]) Bei Schchgeot zw. ein Mtt wird ein + zw. # ngehängt Wird ein Buer in eine Figur umgewndelt, so wird deren Bezeichnung ngehängt Bei En-pssnt-Schlgen wird e.p. ngehängt Bei Remisngeot ein = Dmit ergit sich: F ((P -P ) + (P xp ) + (0-0) + (0-0-0))( + F + (e.p.))( #)( + =) (5) Alle Strings us und mit einer gerden Anzhl von und einer ungerden Anzhl von (Denksportufge) 4

5 Endlicher Automt: B strt A C Kompletter Ausdruck: D RA AR A D RD D Pfde von A nch D ohne A und D in Zwischenschritten zu enutzen: R A D := + () Pfde von D nch D ohne A und D in Zwischenschritten zu enutzen: R D D := () Pfde von A nch A ohne A in Zwischenschritten zu enutzen: R A A := PB BP B A + PD DP D A Pfde von B nch A ohne A und B in Zwischenschritten zu enutzen: R B A := () + Pfde von B nch B ohne A und B in Zwischenschritten zu enutzen: R B B := () Pfde von D nch A ohne A und D in Zwischenschritten zu enutzen: R D A := + () = R A D Aufge 4: Reguläre Ausdrücke E ezeichne die leere Sprche, eps die Sprche, die nur die leere Zeichenkette enthält. Ws ist dnn 1. EX EX = E, d ( e E, x X : ex EX), weil offenr E = und mithin e E. 2. epsx epsx = X, d x X : x = x. 3. E + X E + X = X = X. 4. eps + X eps + X = {} X, flls X gilt sogr eps + X = X. für eine elieige Menge X von Zeichenketten? 5