Vorsemesterkurs Informatik
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- Justus Lennart Frank
- vor 8 Jahren
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1 Vorsemesterkurs Informatik Programmieren und Programmiersprachen SoSe 2012 Stand der Folien: 26. März 2012
2 Übersicht Programme und Programmiersprachen Haskell 1 Programme und Programmiersprachen 2 Haskell Der GHCi Quelltexte erstellen und im GHCi laden Kommentare in Quelltexten Vorkurs Informatik SoSe 2012 (03) Programmieren & Programmiersprachen 2/19
3 Programme und Programmiersprachen Haskell Höhere Programmiersprachen Maschinenprogramme bestehen aus Bit-Folgen (0en und 1en), Für den Mensch nahezu unverständlich Verständlicher, aber immer noch zu kleinschrittig: Assemblercode Ausweg: Höhere Programmiersprachen Für den Mensch (meist) verständliche Sprache Abstraktere Konzepte, nicht genau am Rechner orientiert Der Rechner versteht diese Sprachen nicht Quelltext = Programm in höherer Programmiersprache Vorkurs Informatik SoSe 2012 (03) Programmieren & Programmiersprachen 3/19
4 Programme und Programmiersprachen Haskell Compiler / Interpreter Compiler Quelltext Interpreter Quelltextstück Gültiges Programm? Nein Ja Fehler Übersetzung auf einmal Compilieren dauert Ausführung schnell Maschinenprogramm Gültiges Programmstück? Ja Nein Fehler passenden Maschinencode ausführen Schnelle Übersetzung e. kleinen Stücks Gut zum schnellen Ausprobieren Ausführung eher langsam Vorkurs Informatik SoSe 2012 (03) Programmieren & Programmiersprachen 4/19
5 Programme und Programmiersprachen Haskell Programmierparadigmen Es gibt viele verschiedene höhere Programmiersprachen! Wir betrachen funktionale Programmiersprachen Einordnung: Imperative Programmiersprachen Deklarative Programmiersprachen Funktionale Programmiersprachen Vorkurs Informatik SoSe 2012 (03) Programmieren & Programmiersprachen 5/19
6 Programme und Programmiersprachen Haskell Funktionale Programmiersprachen Programm = Menge von Funktionsdefinitionen Ausführung = Auswerten eines Ausdrucks Resultat = eine einziger Wert keine Seiteneffekte (sichtbare Speicheränderungen)! (insbes.: keine Programmvariablen, Zuweisung,... ) Es gilt das Prinzip der referentiellen Transparenz: Die Anwendung einer gleichen Funktion auf gleiche Argumente liefert stets das gleiche Resultat. Vorkurs Informatik SoSe 2012 (03) Programmieren & Programmiersprachen 6/19
7 Haskell Haskell die pure funktionale Programmiersprache relativ neu: erster Standard 1990 Benannt nach dem amerik. Mathematiker Haskell B. Curry ( ) Haskell 98 veröffentlicht 1999, Revision 2003 Haskell 2010, veröffentlicht Juli 2010 Die Informationsquelle: Vorkurs Informatik SoSe 2012 (03) Programmieren & Programmiersprachen 7/19
8 GHC und GHCi Wir verwenden den Glasgow Haskell Compiler, bzw. den Interpreter dazu: GHCi Homepage: Auf den RBI-Rechnern: Kommando ghci bzw. /opt/rbi/bin/ghci Selbst-Installieren: Am besten die Haskell Platform: Vorkurs Informatik SoSe 2012 (03) Programmieren & Programmiersprachen 8/19
9 Bedienung des GHCi /opt/rbi/bin/ghci GHCi, version : :? for help Loading package ghc-prim... linking... done. Loading package integer... linking... done. Loading package base... linking... done. Prelude> Prelude> 3*4 12 Prelude> 15-6*3-3 Prelude> -3*4-12 Prelude> <interactive>:1:8: parse error (possibly incorrect indentation) Vorkurs Informatik SoSe 2012 (03) Programmieren & Programmiersprachen 9/19
10 Einige Interpreterkommandos :quit Verlassen des Interpreters :help :load Dateiname :reload Der Interpreter zeigt einen Hilfetext an, Übersicht über die verfügbaren Kommandos Lädt Haskell-Quellcode der entsprechenden Datei, die Dateiendung von Dateiname muss.hs lauten. Lädt die aktuelle geladene Datei erneut (hilfreich, wenn man die aktuell geladene Datei im Editor geändert hat). Vorkurs Informatik SoSe 2012 (03) Programmieren & Programmiersprachen 10/19
11 Haskell-Quellcode im Editor erstellen Endung:.hs Beispiel: Datei hallowelt.hs wert = "Hallo Welt!" hallowelt.hs > /opt/rbi/bin/ghci GHCi, version : :? for help Loading package ghc-prim... linking... done. Loading package integer... linking... done. Loading package base... linking... done. Prelude> :load hallowelt.hs [1 of 1] Compiling Main ( hallowelt.hs, interpreted ) Ok, modules loaded: Main. *Main> funktioniert nur, wenn hallowelt.hs im aktuellen Verzeichnis ist Vorkurs Informatik SoSe 2012 (03) Programmieren & Programmiersprachen 11/19
12 Haskell-Quellcode Beispiel: Datei hallowelt.hs liegt in programme/ wert = "Hallo Welt!" hallowelt.hs > /opt/rbi/bin/ghci GHCi, version : Loading package ghc-prim... linking... done. Loading package integer... linking... done. Loading package base... linking... done. Prelude> :load hallowelt.hs :? for help <no location info>: can t find file: hallowelt.hs Failed, modules loaded: none. Prelude> :load programme/hallowelt.hs [1 of 1] Compiling Main ( programme/hallowelt.hs, interpreted ) Ok, modules loaded: Main. *Main> wert "Hallo Welt!" Vorkurs Informatik SoSe 2012 (03) Programmieren & Programmiersprachen 12/19
13 Nächstes Beispiel zwei_mal_zwei = 2 * 2 oft_fuenf_addieren = beides_zusammenzaehlen = zwei_mal_zwei + oft_fuenf_addieren einfacheausdruecke.hs Prelude> :load einfacheausdruecke.hs [1 of 1] Compiling Main ( einfacheausdruecke.hs, interpreted ) Ok, modules loaded: Main. *Main> zwei_mal_zwei 4 *Main> oft_fuenf_addieren 55 *Main> beides_zusammenzaehlen 59 *Main> 3*beides_zusammenzaehlen 177 Vorkurs Informatik SoSe 2012 (03) Programmieren & Programmiersprachen 13/19
14 Funktionsnamen müssen mit einem Kleinbuchstaben oder dem Unterstrich beginnen, sonst Zwei_mal_Zwei = 2 * 2... grosskleinschreibungfalsch.hs Prelude> :load grosskleinschreibungfalsch.hs [1 of 1] Compiling Main ( grosskleinschreibungfalsch.hs ) grosskleinschreibungfalsch.hs:3:0: Not in scope: data constructor Zwei_mal_Zwei Failed, modules loaded: none. Vorkurs Informatik SoSe 2012 (03) Programmieren & Programmiersprachen 14/19
15 Kommentare Eine Quelltext-Datei enthält neben dem Programm: Erklärungen und Erläuterungen Was macht jede der definierten Funktionen? Wie funktioniert die Implementierung? Was ist die Idee dahinter? Man sagt auch: Der Quelltext soll dokumentiert sein! Wie kennzeichnet man etwas als Kommentar in Haskell? Zeilenkommentare: -- Kommentar... Kommentarblöcke: Durch {- Kommentar -} Vorkurs Informatik SoSe 2012 (03) Programmieren & Programmiersprachen 15/19
16 Kommentare: Beispiele wert = "Hallo Welt" -- ab hier ist ein Kommentar bis zum Zeileende wert2 = "Nochmal Hallo Welt" -- Diese ganze Zeile ist auch ein Kommentar! Vorkurs Informatik SoSe 2012 (03) Programmieren & Programmiersprachen 16/19
17 Kommentare: Beispiele wert = "Hallo Welt" -- ab hier ist ein Kommentar bis zum Zeileende wert2 = "Nochmal Hallo Welt" -- Diese ganze Zeile ist auch ein Kommentar! Vorkurs Informatik SoSe 2012 (03) Programmieren & Programmiersprachen 16/19
18 Kommentare: Beispiele wert = "Hallo Welt" -- ab hier ist ein Kommentar bis zum Zeileende wert2 = "Nochmal Hallo Welt" -- Diese ganze Zeile ist auch ein Kommentar! {- Hier steht noch gar keine Funktion, da auch die naechste Zeile noch im Kommentar ist wert = "Hallo Welt" gleich endet der Kommentar -} wert2 = "Hallo Welt" Vorkurs Informatik SoSe 2012 (03) Programmieren & Programmiersprachen 16/19
19 Kommentare: Beispiele wert = "Hallo Welt" -- ab hier ist ein Kommentar bis zum Zeileende wert2 = "Nochmal Hallo Welt" -- Diese ganze Zeile ist auch ein Kommentar! {- Hier steht noch gar keine Funktion, da auch die naechste Zeile noch im Kommentar ist wert = "Hallo Welt" gleich endet der Kommentar -} wert2 = "Hallo Welt" Vorkurs Informatik SoSe 2012 (03) Programmieren & Programmiersprachen 16/19
20 Fehler Beim Programmieren passieren Fehler, aber unterschiedliche Arten von Fehlern: Syntaxfehler: Der Quellcode entspricht nicht der Syntax der Programmiersprache. Z.B. falsches Zeichen, fehlende Klammern, falsche Einrückung,... Logische / Semantische Fehler: Das Programm implementiert die falsche Funktionalität Typfehler: Der Code ist syntaktisch korrekt, aber die Typen passen nicht, z.b. 1 + A, etc. (später dazu mehr) Vorkurs Informatik SoSe 2012 (03) Programmieren & Programmiersprachen 17/19
21 Fehler (2) Unterscheiden nach Zeitpunkt des Auftretens Compilezeitfehler: Fehler, die bereits vom Compiler / Interpreter entdeckt werden, und daher in einer Fehlermeldung enden. Laufzeitfehler: Fehler, die erst zur Laufzeit auftreten, und daher nicht vom Compiler/Interpreter schon erkannt werden. Z.B. Division durch 0, Datei lesen, die nicht existiert, etc. Vorkurs Informatik SoSe 2012 (03) Programmieren & Programmiersprachen 18/19
22 Haskell und Fehler In Haskell werden sehr viele Fehler bereits beim Compilieren entdeckt Z.B.: Keine Typfehler zur Laufzeit Der GHCI liefert Fehlermeldungen genau lesen! und 2 addieren 3 eineaddition = (1+2) und 3 multiplizieren 5 einemultiplikation = (2*3)) fehler.hs Prelude> :load fehler.hs [1 of 1] Compiling Main ( fehler.hs, interpreted ) fehler.hs:5:27: parse error on input ) Failed, modules loaded: none. Vorkurs Informatik SoSe 2012 (03) Programmieren & Programmiersprachen 19/19
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