زبان برنامه نویسی ایکون
این زبان خیلی جدالب است و خواندن ان را پیشنهاد میکنم ....
آیکون (Icon)، یک زبان برنامه نویسی بسیار سطح بالا است که برای آسان نمودن نوشتن برنامه هایی با هدف کار با رشته ها و ساختارها، طراحی شده است. این زبان هم مانند بسیاری از زبان ها از زبان دیگری مشتق شده است. زبان اصلی - که این زبان از روی آن طراحی شده است - SNOBOL است. SNOBOL در آزمایشگاه Bell Telephone در اوایل دهه 60 ساخته شد. بعد به زبان SNOBOL4 ارتقا یافت. که هم اکنون نیز از آن استفاده می شود. Icon در ظاهر ساختارش از SNOBOL4 تاثیر برداشته است. Icon یک زبان بسیار سطح بالا با ویژگی اجرای هدف گرا بوده و امکانات زیادی برای پردازش رشته ها و الگوهای متنی دارد. این زبان با SNOBOL که یک زبان پردازش رشته است مرتبط است. Icon شی گرا نیست، اما یک نمونه شی گرا که Idol نامیده می شد در سال 1996 گسترش یافت که سرانجام تبدیل به Unicon شد.
درباره آیکون
طراحی و پیاده سازی این زبان در محیطی آکادمیک و نه اقتصادی انجام شده است. این زبان توسط هیئت علمی، کارمندان و دانشجویان دانشگاه آریزونا، با کمک های مالی داوطلبانه از سراسر دنیا پیاده سازی شد.
Icon یک زبان برنامه نویسی همه منظوره، با قابلیت های گسترده برای پردازش رشته ها (متن) و ساختارهای داده است. این زبان در دسته بندی زبان ها جز دسته زبان های امری طبقه بندی می شود. یک زبان با گرامری شبیه C و پاسکال. ولی با معنایی در سطح خیلی بالاتر، که با آن می توان کارهای پیچیده ای انجام داد.
Icon یک روش نو برای ارزیابی عبارات دارد سبب ارزیابی عبارت بر اساس هدف می شود. قابلیت چک کردن تطابق رشته ها را دارد که باعث دور شدن برنامه نویس از مشکلات ملال آور کار با رشته ها می شود. داده ساختارها درونی Icon شامل set ها و جدول ها با قابلیت داشتن لیست هایی است که بتوان از آن به عنوان vector استفاده کرد. سیستم type این زبان قوی است. تبدیل تایپ در این زبان به صورت خودکار انجام می شود. و اگر یک عددی، در جایی که باید رشته به کار رود استفاده شود، به صورت خودکار به رشته تبدیل می شود. چند پیاده سازی از icon قابلیت های سطح بالای گرافیکی، با رابط آسان کاربری وجود دارد. Icon مدیریت حافظه خودکار دارد، اشیا زمانی که به آنها احتیاج هست، در طول اجرا ساخته می شوند. و فضا با garbage collection آزاد می گردد. تنها محدودیت در طول رشته ها و ساختارهای داده، میزان حافظه موجود است.
کلمه Icon مخفف و بیان گر موضوع خاصی نیست. با این وجود وقتی این اسم را انتخاب می کردند به کلمه iconoclatis –به معنای بت شکنی - نیز اشاره هایی شد. این اسم قبل از این که این کلمه کاربرد کنونی خود را پیدا کند انتخاب شد. ممکن است بعضی ها فکر کنند که این زبان برای طراحی icon(نقشک) ساخته شده، ولی این طور نیست.
Icon برای چه کارهایی خوب است؟
یک زبان همه منظوره مثل Icon به درد اکثر کارهای برنامه نویسی می خورد. به خصوص برای ساخت ابزارهای نرم افزاری برای پردازش روی متن، و برای برنامه های تحقیقاتی و مطالعاتی مناسب است.این زبان برای راحت تر ساختن برنامه نویسی درست شده است، روی ارزش زمان برنامه نویس و اهمیت سریع به کار افتادن برنامه توجه می کند. به صورت متداول این زبان برای کارهای کوتاه، کارهایی که یک بار می توان آن ها را انجام داد و انجام آن (نه کیفیت انجام) مهم است و کارهای بیش از حد پیچیده است.
ویژگی های زبان Icon
- [ ]زبان سطح بالا، همه منظوره
[ ]احتیاجی به ; در آخر خط ها ندارد.
[ ]توجه به بالا بردن بهره وری برنامه نویس
[ ]تابعی بودن
[ ]مقدارها type دارند. متغییرها ندارند. (هر مقداری را قبول می کنند)
[ ]حوزه ایستا (عمومی یا محلی) static scoping
[ ]همه اعداد دقت اختیاری دارند.
[ ]String نوع داده اولیه محسوب می شود.
[ ]Listهایی دارد که مثل آرایه، صف و یا پشته عمل می کنند.
[ ]شی گرا نیست.
[ ]همروندی ندارد.
[ ]کتابخانه بزرگی از توابع دارد.
نحو پایه
زبان Icon از خانواده ALGOL زبانهای برنامه نویسی ساخت یافته است مشتق شده است و بنابراین نحوی شبیه به C یا Pascal دارد. Icon بیشتر شبیه به Pascal است، از نحو := برای تخصیص، کلمه کلیدی procedure و نحو مشابه آن استفاده می کند. از طرف دیگر Icon از سبک پرانتزهای C برای ساخت یافته سازی گروه های اجرایی استفاده می کند و اجرای برنامه ها با رویه ای به نام main آغاز می شود. از خیلی جهات Icon همچنین خصوصیاتی شبیه به بسیاری از زبان های برنامه نویسی اسکریپتی دارد (مانند SNOBOL): الزامی برای تعریف متغیرها نیست، انواع بطور اتوماتیک تعیین می شوند، و اعداد می توانند بطور اتوماتیک به رشته ها تبدیل شوند و برعکس. ویژگی دیگری که در زبان های اسکریپتی رایج است، اما نه در همه آنها، استفاده از کاراکتر پایان خط است، در Icon، خط ها با نقطه و ویرگول پایان نمی یابند و اگر منطقی باشد با نقطه و ویرگول ضمنی پایان می یابند. رویه ها بلوک های پایه برنامه های Icon هستند، و اگرچه آنها از نام گذاری Pascal استفاده می کنند اما بیشتر شبیه توابع C عمل می کنند و می توانند مقادیری را برگردانند، در Icon کلمه کلیدی function وجود ندارد.
کد PHP:
[PHP]
کد:
procedure doSomething(aString)
write(aString)
end
[/PHP]
اجرای هدف گرا
یکی از مفاهیم کلیدی Icon این است که ساختارهای کنترلی، بجای boolean منطقی در بسیاری از دیگر زبان های برنامه نویسی، بر اساس عبارات "success" یا "failure" پایه گذاری شده اند. در این الگو، مقایسه های ساده مانند if a<b مانند دیگر زبان ها، به معنی « اگر عمل سمت راست درست ارزیابی شود » نیست، در عوض چیزی مثل « اگر عملیات سمت راست موفقیت آمیز باشند » معنی می دهد. در این حالت عملگر < موفقیت آمیز است اگر مقایسه درست باشد، بنابراین نتیجه نهایی نیز همین است. علاوه براین، عملگر < اگر موفقیت آمیز باشد، متغیر دومی را برمی گرداند، که اجازه می دهد چیزهایی شبیه if a<b<c، که یک شکل مقایسه رایج است و در اکثر زبانها بطور مستقیم قابل استفاده نیست، نوشته شوند.
کاربرد این مفهوم در ارتباط با مثالهای دنیای واقعی واضح تر شود. بنابراین Icon از موفقیت یا شکست برای همه جریانهای کنترلی استفاده می کند، مانند این نمونه کد:
کد PHP:
[PHP]
کد:
if a := read() then write(a)
[/PHP]
این کد یک خط از ورودی استاندارد را در خروجی استاندارد کپی خواهد کرد. چیزی که در مورد مثال مورد توجه است این است که حتی اگر read() ایجاد خطا کند، کد کار خواهد کرد، مثلا اگر فایل موجود نباشد. در این حالت وضعیت a:=read() موفقیت آمیز نخواهد بود و به سادگی، write فراخوانی نخواهد شود. موفقیت و شکست در توابع به سمت بالا منتقل می شوند به این معنی که شکست در یک تابع تو در تو باعث می شود توابعی که آن را فراخوانی می کنند نیز با شکست روبرو شوند. برای نمونه، ما می توانیم در یک خط، برنامه ای بنویسیم که همه یک فایل ورودی را خروجی کپی کند :
کد PHP:
[PHP][/PHP]
هنگامی که دستور read() شکست می خورد، برای مثال در انتهای فایل، شکست بطور زنجیره ای بالا خواهد آمد و write() نیز به همین ترتیب شکست می خورد. while که یک ساختار کنترلی است، با شکست متوقف می شود، به این معنی که فایل خالی می باشد. برای مقایسه، مثالی مشابه این را در pseudocode براساس Java می بینیم :
کد PHP:
[PHP]
کد:
try {
while ((a = read()) != EOF) {
write(a);
}
} catch (Exception e) {
// do nothing, exit the loop
}
[/PHP]
در این حالت دو مقایسه نیاز است، یکی برای انتهای فایل (EOF) و دیگری برای تمام دیگر خطاها. چون Java اجازه نمی دهد خطاها مانند عبارات منطقی مقایسه شوند، مانند Icon، باید نحو طولانی try/catch بجای آن استفاده شود. همچنین بلوک های try در عمل یک هزینه اضافی را، حتی اگر خطایی رخ ندهد، تحمیل می کنند، یک هزینه توزیعی که Icon از آن اجتناب می کند. بنابر این مفهوم، اجرای هدف گرا در Icon به این معناست که تا زمانی که برخی اهداف محقق شوند، اجرا ادامه می یابد. در مثال بالا هدف خواندن تمام فایل است. دستور خواندن تا زمانی ادامه می یابد که اطلاعاتی برای خواندن موجود باشد، و وقتی اطلاعاتی نباشد، شکست می خورد. بنابراین در این زبان، بجای استفاده از بررسی وضعیت بازگشت ها یا ساختارهای مشابه، هدف مستقیما در کد آورده می شود.
مولدها
عبارات در Icon اغلب فقط یک مقدار برمی گردانند، برای نمونه، x<5 با موفقیتی با مقدار 5 یا شکست ارزیابی خواهد شد. مثال هایی از every و to. every سبب می شود تا to تا زمانی که شکست بخورد به برگرداندن مقادیر ادامه دهد. مولدها یکی از مفاهیم کلیدی در Icon هستند. مولدها بسیاری از ساختارهای حلقه ای را، بصورت بسیار صریح تر، در این زبان هدایت می کنند. برنامه نویس حلقه ای نمی نویسد و نیازی به مقایسه شرط نیست، Icon همه این کارها را برای او انجام می دهد. Icon شامل چندین مولدساز است. نحو alternator اجازه می دهد یک سری از آیتم ها، تا هنگامی که یکی شکست بخورد، به ترتیب تولید شوند: 1 | "hello" | x<5، اگر x از 5 کمتر باشد، می تواند "1"، "hello" و "5" را تولید کند. متناوب سازها می توانند در بسیاری از حالت ها مانند "or" خوانده شوند، برای نمونه :
کد PHP:
[PHP]
کد:
if y < (x | 5) then write(«y=», y)
[/PHP]
اگر از x یا 5 کوچکتر باشد، این کد مقدار y را در خروجی خواهد نوشت. Icon بصورت ساختاری تمام مقادیر را از چپ به راست چک می کند تا اولین موفقیت رخ دهد یا لیست خالی شود و شکست را برگرداند. یادآوری می شود که توابع فقط تا زمانی که فراخوانی های شامل آنها شکست نخورد، فراخوانی خواهند شد، بنابراین این مثال را می توان بصورت کوتاه تر، به شکل زیر نوشت :
کد PHP:
[PHP]
کد:
write(«y=», (x | 5) > y)
[/PHP]
یک مولد ساده دیگر to است که می تواند اعداد صحیح تولید کند، every write(1 to 10) دقیقا همانگونه که نشان می دهد عمل خواهد کرد. نحو bang هر آیتم یک لیست را تولید می کنند. every write(!aString) هر کاراکتر aString را در یک خط جدید خواهد نوشت. اثبات قدرت این مفهوم، مقایسه عملگرهای رشته است. اغلب زبانها تابعی با نام find یا indexOf دارند که موقعیت یک رشته را در رشته دیگر برمی گرداند. در مقایسه با :
کد PHP:
[PHP]
کد:
s = «All the worlds a stage. And all the men and women merely players»;
i = indexOf("the", s)
[/PHP]
این کد 4 را به عنوان اولین موقعیت ظاهر شدن کلمه "the" برخواهد گرداند. برای پیدا کردن نمونه بعدی "the" از تناوب استفاده می شود، , i = indexOf("the", s, 5)، 5 در انتها بیان می کند که باید از موقعیت 5 به بعد جستجو شود. برای یافتن تمام دفعات ظاهر شدن "the"، یک حلقه باید استفاده شود...
کد PHP:
[PHP]
کد:
s = «All the worlds a stage. And all the men and women merely players»;
i = indexOf("the", s)
while i != -1 {
write(i);
i = indexOf("the", s, i+1);
}
[/PHP]
در Icon تابع find یک مولد است، و نمونه بعدی از رشته را تا زمانی که در انتهای رشته شکست بخورد در هر دفعه بازخواهد گرداند. همان کد در Icon می تواند اینطور نوشته شود :
کد PHP:
کد:
s := «All the worlds a stage. And all the men and women merely players»
every write(find("the",s))
Find، موقعیت نمونه بعدی "the" را هربار بازخواهد گرداند و تا زمانی که به انتهای رشته برسد ادامه می یابد. البته زمانهایی هست که شما می خواهید عمدا رشته ای را بعد از نقطه ای از ورودی بیابید، برای نمونه، شما ممکن است بخواهید یک فایل متنی را که شامل داده های یک جدول متقاطع است بررسی کنید. اجرای هدفگرا در اینجا بخوبی عمل خواهد کرد و به این صورت می تواند مورد استفاده قرار گیرد :
کد PHP:
[PHP]
کد:
write(5 < find("the", s))
[/PHP]
اگر "the" بعد از موقعیت 5 ظاهر شود، موقعیت برگردانده خواهد شد، در غیر این صورت مقایسه شکست خواهد خورد و مانند قبل، شکست را به write() منتقل خواهد کرد. در این کد یک ترفند کوچک وجود دارد که نیاز به ملاحظه دارد : مقایسه مقدار سمت راست را برمی گرداند، بنابراین لازم است که find را در سمت راست مقایسه قرار دهیم. اگر 5 در سمت راست قرار گیرد، 5 نوشته خواهد شد. Icon چند ساختار کنترلی را برای حلقه مولدها اضافه می کند. عملگر every شبیه while است، ایجاد حلقه می کند و با رسیدن به شکست، حلقه پایان می یابد.
کد PHP:
[PHP]
کد:
every k := i to j do
write(someFunction(k))
[/PHP]
چرا every را بجای حلقه while در این حالت استفاده می کنیم؟ چون while مجددا نتیجه اولیه را مقداردهی می کند اما every همه نتایج را تولید می کند. نحو every مانند بلوک ها در Smalltalk مقادیر را به تابع می فرستد. برای نمونه، حلقه بالا می تواند بصورت زیر بازنویسی شود :
کد PHP:
[PHP]
کد:
every write(someFunction(i to j))
[/PHP]
کاربران می توانند با استفاده از کلمه کلیدی suspend به آسانی مولدهای جدید ایجاد کنند :
کد PHP:
[PHP]
کد:
procedure findOnlyOdd(pattern, theString)
every i := find(pattern, theString) do
if i % 2 = 1 then suspend i end
[/PHP]
این مثال روی theString که از find برای پیدا کردن الگو استفاده می کند دور می زند. وقتی نمونه ای پیدا شود، و موقعیت فرد باشد، موقعیت از تابع با suspend برگردانده می شود. در غیر این صورت return suspend در جایی که در مولدهای عمومی نوشته می شود.
رشته ها
Icon برای حذف عملکرد شبه اسکریپتی خود، قابلیت هایی را برای سهولت کار با رشته ها افزوده است که قابل توجه ترین آنها scanning system است که بطور مکرر در توابع رشته ای فراخوانی می شود :
کد PHP:
[PHP]
کد:
s ? write(find("the"))
[/PHP]
این کد، حالت کوتاه تر مثال هایی است که قبلا نشان داده شد. در این حالت عنوان تابع find در خارج از پارامترها در جلوی علامت سئوال قرار داده می شود.
در زبان Icon چند ویژگی به آن اضافه شده است که کارکردن با رشته را آسان تر می کند. بیشترین چیزی که در این زبان جلب توجه می کند، سیستم بررسی رشته آن است که توابع را به صورت پیاپی روی رشته فراخوانی می کند.
کد PHP:
[PHP]
کد:
s ? write(find("the"))
[/PHP]
صورت ساده شده یکی از مثال های قبلی است. در این جا چیزی که در آن باید تابع find بگردد در بیرون تابع find و قیل از علامت سوال آمده است. زیر رشته ها از یک رشته با استفاده از براکت و مشخص کردن بازه به دست کی آیند. یک بازه می تواند به یک کاراکتر از رشته یا یک تکه از رشته اشاره کند. رشته ها می توانند از راست به چپ یا برعکس index شوند. مهم این است که شمارهٔ این اندیس ها می تواند 1A2B3C4 یا -3A-2B-1C0 باشد. برای مثال:
کد PHP:
[PHP]
کد:
"Wikipedia"[1] ==> "W"
"Wikipedia"[3] ==> "k"
"Wikipedia"[0] ==> "a"
"Wikipedia"[1:3] ==> "Wi"
"Wikipedia"[-2:0] ==> "ia"
"Wikipedia"[2+:3] ==> "iki"
[/PHP]
در آخرین مثال بجای بازه طول آن نشان داده شده است.
در این جا چند کار دیگر که با رشته ها می توان انجام داد را می بینید:
کد PHP:
[PHP]
کد:
s := "abc"
s[2] := "123"
[/PHP]
"a123c"مقدار کنونی s است.
کد PHP:
[PHP]
کد:
s := "abcdefg"
s[3:5] := "ABCD"
[/PHP]
"abABCDefg" مقدار کنونی s است.
کد PHP:
کد:
[PHP] s := "abcdefg" [/PHP]
s[3:5] := ""
"abefg" مقدار کنونی s است.
ساختارهای دیگر
رشته های Icon لیست های ساده ای از کاراکترها هستند، مانند معادل آنها در C. علاوه بر این، Icon به کاربر اجازه می دهد به آسانی لیست های خودش را ایجاد کند (یا آرایه ها) :
کد PHP:
[PHP]
کد:
aCat := ["muffins", "tabby", 2002, 8]
[/PHP]
آیتم های موجود در یک لیست می توانند از هر نوعی باشند، از جمله ساختارهای دیگر. برای ساختن سریع تر لیست های بزرگتر، Icon شامل مولد list است، i := list(10, "word") یک لیست که شامل 10 کپی از "word" است را تولید می کند. مانند آرایه ها در زبانهای دیگر، Icon اجازه می دهد آیتم ها با موقعیت شان جستجو شوند. weight := aCat[4] Icon شامل توابع شبه پشته ای است، push و pop امکان ایجاد پشته ها و صف ها را فراهم می آورند. Icon همچنین شامل توابعی برای مجموعه ها و جدول هاست. (درهم سازی ها، آرایه های انجمنی، لغت نامه ها و...)
کد PHP:
[PHP]
کد:
symbols := table(0)
symbols["there"] := 1
symbols["here"] := 2
[/PHP]
این کد جدولی که مقدار پیش فرض هر کلید ناشناخته آن صفر است ایجاد می کند. سپس دو آیتم را با کلیدهای "there" و "here" و مقادیر 1 و 2 به آن اضافه می کند.
نمونه برنامه های زبان Icon
کد PHP:
[PHP]
کد:
procedure main()
while write(map(read(), &ucase, &lcase))
end
[/PHP]
اولین خط برنامه را شروع می کند.read و write توابعی هستند که یک خط را می خوانند یا می نویسند. map یک رابطه یک به یک با توجه به آرگومان های 2و3 جا به جا می شود.دو کلمه کلیدی &ucase و &lcase شامل کاراکترها ی حروف بزرگ و کوچک است while هم یک حلقه است که تا زمانی که عمل خواندن تمام نشده تکرار می شود.
کد PHP:
[PHP]
کد:
s = «All the worlds a stage. And all the men and women merely players»;
i = indexOf("the", s)
[/PHP]
این کد 4 را برمی گرداند. جای اولین باری که در آن the آمده است.
کد PHP:
[PHP]
کد:
i = indexOf("the", s, 5)
[/PHP]
این کد از جای 5 به بعد دنبال the می گردد.
کد PHP:
[PHP]
کد:
s = «All the worlds a stage. And all the men and women merely players»;
i = indexOf("the", s)
while i != -1 {
write(i);
i = indexOf("the", s, i+1);
}
[/PHP]
در هر مرحله جای بعدی رشته the را بر می گرداند تا زمانی که پس از تمام کردن رشته s ناموفق باشد که تمام می شود. همین کد تحت Icon می تواند به این صورت نیز نوشته شود:
کد PHP:
[PHP]
کد:
s := «All the worlds a stage. And all the men and women merely players»
every write(find("the",s))
[/PHP]
findهر دفعه که فراخوانی شود، جای بعدی رشته the در s را می دهد.
کد PHP:
[PHP] write(5 < find("the", s))
[/PHP]
زمانی رشته را برمی گرداند که جایی که در آن the پیدا شده شماره اش از 5 بیشتر باشد.
کد PHP:
[PHP]
کد:
every k := i to j do
write(someFunction(k))
[/PHP]
چرا از every جای while در این مورد استفاده شده؟ چون while نتیجه اول را دوباره ارزیابی می کند در حالی که every همه نتایج را تولید می کند. عبارت every در واقع مقدارهای قبلی را به تابع می دهد، به عنوان مثال کد بالا می تواند به این صورت بازنویسی شود.
کد PHP:
کد:
every write(someFunction(i to j))
y)) در پایین نشان داده شده است.
