1. LPC - Lehmanns Programmier Contest - Lehmanns Logo

Transkript

1 Aufgabe ist die Entwicklung einer vereinfachten Variante der beliebten Programmiersprache Logo. Die Aufgabe ist in drei Stufen zu erledigen, von der wir zunächst nur die erste Stufe bekannt geben. Die weiteren Stufen werden nach festgelegten (aber von uns flexibel interpretierten) Zeitabschnitten ausgegeben. (* Die Aufgabe wurde entwickelt von Stefan Richter und Ralf Westphal. LPC - Stufe 1 Logo ist vor allem durch seine Turtle-Graphics bekannt geworden. Durch den integrierten Interpreter kann man Logo-Programme interaktiv ausführen. Wir haben uns aber aus zeitlichen Gründen dafür entschieden, dass kein Interpreter für eine Zwischensprache gebaut werden muss. (Wer will, kann das aber natürlich tun.) Stattdessen soll die Konzentration auf der Entwicklung eines Logo-Parsers liegen: Schließlich ist die Entwicklung von Parsern eine der wichtigsten Tätigkeiten eines jeden Programmierers. Die Logo-Befehle können also sofort ohne Zwischenschritt ausgeführt werden. Das heißt konkret, dass ihr die Bewegungen der kleinen Schildkröte (Turtle) nach Erkennen unmittelbar zeichnen müsst. (Anmerkung: Wir geben zumindest kleine Hinweise bzgl. der Grafik-APIs von Java bzw..net, falls du noch keine 2D-Programmierung gemacht hast.) Kurz gesagt lautet die Aufgabe: 1. Programmiere einen Parser, der die unten stehenden Logo-Befehle versteht 2. Interpretiere die Befehle sofort und zeichne die Bewegungen der Turtle auf den Bildschirm

2 ... mehr zu Stufe 1: Befehlsliste home Bewegt die Turtle zum Ausgangspunkt in die Mitte der Arbeitsfläche; die Turtle wird dabei auch nach oben ausgerichtet. penup Hebt Stift an. Bei der nächsten Bewegung wird nichts gezeichnet. pendown Setzt Stift auf. Bei der nächsten Bewegung wird gezeichnet. changepen <farbe> Wählt eine neue Farbe für den Stift; erlaubt sind folgende Bezeichner für Farben: red, blue, green, yellow, black, white. forward <n> - Bewegt Turtle um n Pixel in die aktuelle Richtung. right <g> - Dreht Turtel relativ um g Grad nach rechts. left <g> - Dreht Turtel relativ um g Grad nach links. Zahlen Zahlen (* <n>, <g> können ganz oder gebrochen sein. Ihre formale Definition lautet [ - ] Ziffernfolge [. Ziffernfolge]. Erlaubt sind also auch negative Zahlen. 1, 123, 3.14, -98, 76 Beispiele für die Wirkung von Befehlen: Damit kann man also schon nette Bilder zeichnen. Das Schildkröten-Icon braucht ihr aber nicht zwingend mitzuzeichnen - es wäre aber cooler.

3 LPC - Stufe 2 Jetzt erweitern wir die Sprache. Je nachdem wie einfach euch diese Erweiterung fällt, zeigt das auch, wie gut ihr eure Software konstruiert habt. 1. Anstatt Zahlen sollen right, left und forward nun auch Ausdrücke als Parameter akzeptieren. Dazu müsst Ihr Ausdrücke parsen und berechnen können. Auf geht s! Definition von Ausdrücken Ein Ausdruck berechnet als Ergebnis eine Zahl. Bestandteile sind Zahlen und Operatoren. Um die Analyse einfach zu machen, wurde die Umgekehrt Polnische Notation (UPN) als Schreibweise für Ausdrücke gewählt. Operatorpräzedenzen und Klammern werden dabei durch die Reihenfolge der Operanden und Operatoren ausgedrückt. Das Ergebnis einer Vergleichsoperation oder einer logischen Operation ist ein Wahrheitswert (true/false). Wahrheitswerte sind jedoch auch nur Zahlen; alle Zahlen <> 0 sind als true zu werten; nur 0 ist als false zu werten. Operatoren: + - * / = <> (ungleich) < > <= >= not and or Alle Operatoren sind binär, nur not is unär. Operanden aller Operatoren sind Zahlen (ergibt 3) * (ergibt 5) * + (ergibt 7) 1 2 > (ergibt false bzw. 0)

4 LPC - Stufe 3 Und noch eine Erweiterung: Variablen, Schleifen, Fallunterscheidungen. Ihr habt aber die Wahl: Entweder die Logo-Sprache weiter ausbauen oder aber ab jetzt eigene Ideen verwirklichen und irgendetwas Cooles einbauen. Denkt Euch selbst etwas aus, das ihr gerne auf Basis der Ergebnisse von Stufe 1 und 2 verwirklichen würdet, z.b. neue Befehle, eine andere Ausgabe der Befehle, eine komfortable Entwicklungsumgebung. Aber: Viele coole Sachen machen natürlich erst wirklich Spaß, wenn die Sprache mit Variablen, Schleifen und Fallunterscheidungen vollständiger gemacht worden ist ;-) Hier die Definitionen der Spracherweiterungen: Variablenname : <Buchstaben oder Ziffern> :i :hello :pi314 :314pi Zuweisung Weist einer Variablen einen Wert zu. Falls die Variable noch nicht existiert, wird sie angelegt. MAKE Variablename Ausdruck MAKE :i 1 MAKE :zähler :zähler 1 +

5 ... mehr zu Stufe 3: Bedingte Ausführung von Ausweisungen Führt eine Folge von Anweisungen nur aus, wenn der Bedingungsausdruck true liefert. IF-Anweisungen können geschachtelt werden. 1 IF Ausdruck Anweisung Anweisung IF :i 200 < FORWARD 100 IF IF Wiederholte Ausführung von Anweisungen Führt eine Folge von Anweisungen aus, solange die Bedingung true liefert. WHILE-Anweisungen können geschachtelt werden. 1 WHILE Ausdruck ENDWHILE Beispiel: WHILE :i 3 < FORWARD 100 RIGHT 45 MAKE :i :i 1 + ENDWHILE 1 Wem die Implementation einer Schachtelung zu schwierig ist, der kann sie ja ersteinmal weglassen.