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lecture-cg
Bandbreite der Programmiersprachen
Programmiersprachen
Carsten Gips (HSBI)
key comment
Aho2023
Kapitel 1 Introduction
key comment
Grune2012
Kapitel 1 Introduction
Am Beispiel des Abzählreims "99 Bottles of Beer" werden (ganz kurz) verschiedene Programmiersprachen betrachtet. Jede der Sprachen hat ihr eigenes Sprachkonzept (Programmierparadigma) und auch ein eigenes Typ-System sowie ihre eigene Strategie zur Speicherverwaltung und Abarbeitung. Auch wenn die Darstellung längst nicht vollständig ist, macht sie doch deutlich, dass Compiler teilweise sehr unterschiedliche Konzepte "verstehen" müssen.
k1
Verschiedene Beispiele für verschiedene Programmiersprachen und Paradigmen
link name
VL Programmiersprachen

99 Bottles of Beer

99 bottles of beer on the wall, 99 bottles of beer. Take one down and pass it around, 98 bottles of beer on the wall.

98 bottles of beer on the wall, 98 bottles of beer. Take one down and pass it around, 97 bottles of beer on the wall.

[...]

2 bottles of beer on the wall, 2 bottles of beer. Take one down and pass it around, 1 bottle of beer on the wall.

1 bottle of beer on the wall, 1 bottle of beer. Take one down and pass it around, no more bottles of beer on the wall.

No more bottles of beer on the wall, no more bottles of beer. Go to the store and buy some more, 99 bottles of beer on the wall.

[Quelle: nach "Lyrics of the song 99 Bottles of Beer" on 99-bottles-of-beer.net]{.origin}

Imperativ, Hardwarenah: C

 #define MAXBEER (99)
 void chug(int beers);
 main() {
    register beers;
    for(beers = MAXBEER; beers; chug(beers--))  puts("");
    puts("\nTime to buy more beer!\n");
 }
 void chug(register beers) {
    char howmany[8], *s;
    s = beers != 1 ? "s" : "";
    printf("%d bottle%s of beer on the wall,\n", beers, s);
    printf("%d bottle%s of beeeeer . . . ,\n", beers, s);
    printf("Take one down, pass it around,\n");
    if(--beers) sprintf(howmany, "%d", beers); else strcpy(howmany, "No more");
    s = beers != 1 ? "s" : "";
    printf("%s bottle%s of beer on the wall.\n", howmany, s);
 }

[Quelle: "Language C" by Bill Wein on 99-bottles-of-beer.net]{.origin}

::: notes

  • Imperativ

  • Procedural

  • Statisches Typsystem

  • Resourcenschonend, aber "unsicher": Programmierer muss wissen, was er tut

  • Relativ hardwarenah

  • Einsatz: Betriebssysteme, Systemprogrammierung :::

Imperativ, Objektorientiert: Java

class bottles {
    public static void main(String args[]) {
        String s = "s";
        for (int beers=99; beers>-1;) {
            System.out.print(beers + " bottle" + s + " of beer on the wall, ");
            System.out.println(beers + " bottle" + s + " of beer, ");
            if (beers==0) {
                System.out.print("Go to the store, buy some more, ");
                System.out.println("99 bottles of beer on the wall.\n");
                System.exit(0);
            } else
                System.out.print("Take one down, pass it around, ");
            s = (--beers == 1)?"":"s";
            System.out.println(beers + " bottle" + s + " of beer on the wall.\n");
        }
    }
}

[Quelle: "Language Java" by Sean Russell on 99-bottles-of-beer.net]{.origin}

::: notes

  • Imperativ

  • Objektorientiert

  • Multi-Threading

  • Basiert auf C/C++

  • Statisches Typsystem

  • Automatische Garbage Collection

  • "Sichere" Architektur: Laufzeitumgebung fängt viele Probleme ab

  • Architekturneutral: Nutzt Bytecode und eine JVM

  • Einsatz: High-Level All-Purpose Language :::

Logisch: Prolog

bottles :-
    bottles(99).

bottles(1) :-
    write('1 bottle of beer on the wall, 1 bottle of beer,'), nl,
    write('Take one down, and pass it around,'), nl,
    write('Now they are all gone.'), nl,!.
bottles(X) :-
    write(X), write(' bottles of beer on the wall,'), nl,
    write(X), write(' bottles of beer,'), nl,
    write('Take one down and pass it around,'), nl,
    NX is X - 1,
    write(NX), write(' bottles of beer on the wall.'), nl, nl,
    bottles(NX).

[Quelle: "Language Prolog" by M@ on 99-bottles-of-beer.net]{.origin}

::: notes

  • Deklarativ

  • Logisch: Definition von Fakten und Regeln; eingebautes Beweissystem

  • Einsatz: Theorem-Beweisen, Natural Language Programming (NLP), Expertensysteme, ... :::

Funktional: Haskell

bottles 0 = "no more bottles"
bottles 1 = "1 bottle"
bottles n = show n ++ " bottles"

verse 0   = "No more bottles of beer on the wall, no more bottles of beer.\n"
         ++ "Go to the store and buy some more, 99 bottles of beer on the wall."

verse n   = bottles n ++ " of beer on the wall, " ++ bottles n ++ " of beer.\n"
         ++ "Take one down and pass it around, " ++ bottles (n-1)
                                                 ++ " of beer on the wall.\n"

main      = mapM (putStrLn . verse) [99,98..0]

[Quelle: "Language Haskell" by Iavor on 99-bottles-of-beer.net]{.origin}

::: notes

  • Deklarativ

  • Funktional

  • Lazy, pure

  • Statisches Typsystem

  • Typinferenz

  • Algebraische Datentypen, Patternmatching

  • Einsatz: Compiler, DSL, Forschung :::

Brainfuck

{width="15%"}

[Quelle: Screenshot of "Language Brainfuck" by Michal Wojciech Tarnowski on 99-bottles-of-beer.net]{.origin}

::: notes

  • Imperativ

  • Feldbasiert (analog zum Band der Turingmaschine)

  • 8 Befehle: Zeiger und Zellen inkrementieren/dekrementieren, Aus- und Eingabe, Sprungbefehle :::

Programmiersprache Lox

fun fib(x) {
    if (x == 0) {
        return 0;
    } else {
        if (x == 1) {
            return 1;
        } else {
            fib(x - 1) + fib(x - 2);
        }
    }
}

var wuppie = fib;
wuppie(4);

::: notes

  • Die Sprache "Lox" finden Sie hier: craftinginterpreters.com/the-lox-language.html

  • C-ähnliche Syntax

  • Imperativ, objektorientiert, Funktionen als First Class Citizens, Closures

  • Dynamisch typisiert

  • Garbage Collector

  • Statements und Expressions

  • (Kleine) Standardbibliothek eingebaut

Die Sprache ähnelt stark anderen modernen Sprachen und ist gut geeignet, um an ihrem Beispiel Themen wie Scanner/Parser/AST, Interpreter, Object Code und VM zu studieren :) ::::

Wrap-Up

  • Compiler übersetzen formalen Text in ein anderes Format

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  • Berücksichtigung von unterschiedlichen
    • Sprachkonzepten (Programmierparadigmen)
    • Typ-Systemen
    • Speicherverwaltungsstrategien
    • Abarbeitungsstrategien

::: slides

LICENSE

Unless otherwise noted, this work is licensed under CC BY-SA 4.0.

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Exceptions

Citations of "99 Bottles of Beer" lyrics and programming language examples (license(s) unknown):