odeft/README.md

Oberon-Deft

Сообщение о языке Oberon-Deft

Язык является модификацией языка Oberon-7

Ревизия: v0.0.1 / 2023-07-27

Все должно быть сделано максимально просто, но не примитивно.
(А. Эйнштейн)

Оглавление

• Oberon-Deft
  • Оглавление
  • 0. Введение
  • 1. Синтаксис
  • 2. Синтез сущностей
  • 3. Ключевые символы
  • 4. Объявления имён и область видимости
  • 5. Объявление констант
  • 6. Объявление типов
  • 6.1 Встроенные линейные типы
  • 6.2 Встроенные векторные типы
  • 6.3 Структура
  • 6.4 Структуры и ссылки
  • 6.5 Тип функции
  • 7. Объявление переменных
  • Ссылки

0. Введение

Идея создания языка Oberon-Deft (Оберон умелый) родилась после переосмысления идей несоответствия современного ИТ и средств разработки. Никлаус Вирт продвинулся в этом отношении дальше всех. И львиная доля идей в концепции Oberon-Deft является либо прямой трансляцией этих идей, либо непосредственно развивают их.

Oberon-Deft — язык программирования общего назначения, который является развитием Модулы-2 и модификацией Оберон-7.

Данная вариация по большей части не имеет принципиально новых концепций, новые части отдельно описаны в соответствующих разделах. Концепция позволяет максимально изолировать высокоуровневые средства от низкоуровневых.

Назначение этого документа в том, чтобы служить эталоном для программистов, разработчиков и авторов руководств. Если о чём-то не сказано, то обычно это ошибка. Этот документ описывает язык как достаточный для реализации различного рода ПО: начиная от загрузчиков ОС, сами ОС системное и прикладное ПО.

1. Синтаксис

Законченный текст на языке программирования Oberon-Deft называется программа.

Программа включает как минимум один модуль. В программе как правило модулей как правило больше одного, количество модулей в программе не ограничено. Каждый модуль должен обладать правильной структурой:

МОДУЛЬ Старт;

КОНЕЦ Старт.

Модуль может содержать бесконечное множество правильно сформированных предложений, в соответствии с синтаксисом языка. Набор предложений Oberon-Deft ограничивается модулем. Каждое предложение представляет собой конечную последовательность символов из конечного словаря. Словарь Oberon-Deft состоит из сущностей:

• пользовательский символ;
• встроенный символ;

Все эти сущности входят в группу дерево символов и состоят из литер. (Обратите внимание на разницу между символами и литерами). Дерево символов кроме самих сущностей содержит связи сущностей и все их необходимые атрибуты. Листья дерева не могут видеть другие листья, находящиеся ниже по веткам или в соседних ветках. Также есть ряд отдельных случаев описанных ниже.

Для описания синтаксиса используются вариант расширенной формы Бэкуса — Наура (РБНФ). Квадратные скобки [ и ] означают необязательность записанного внутри них выражения, а фигурные скобки { и } означают его повторение (возможно 0 раз).

Синтаксические сущности (символы) обозначаются русскими словами (английскими эквивалентами), выражающими их функциональное назначение. Символы могут быть на любом языке, ограничений нет. Символы словаря языка программирования обозначаются литеральными строками, заключенными в кавычки или литерами.

2. Синтез сущностей

В группу литеры входят несколько классов:

• буква;
• цифра;

Для составления символов предусматривается использование следующих правил. Пробелы и переносы строк не должны встречаться внутри символов (исключая комментарии). Они игнорируются, если они не существенны для отделения двух последовательных символов. Заглавные и строчные буквы считаются различными. Имена — тип сущностей в виде последовательности букв и цифр. Первая литера должна быть буквой.

имя = буква {буква | цифра}.

Примеры:

x Сканер Оберон Символ_Получить перваяЛитера name2

В группу числа входят символы:

• целые числа;
• дробные числа.

Целые числа являются последовательностью цифр и могут быть продолжены литерой суффикса слитно за числом. Если суффикса нет, то представление десятичное. Суффикс H обозначает шестнадцатеричное представление.

Дробное число всегда содержит десятичную точку. Допускается чтобы оно было представлено целым десятичным числом. Литера E означает «умножить на десять в степени».

цифра   = "0" | "1" | "2" | "3" | "4" | "5" | "6" | "7" | "8" | "9".
шестнЦифра = цифра | "A" | "B" | "C" | "D" | "E" | "F".

целое   = {знак} цифра {цифра} | цифра {шестнЦифра} "H".
дробное = {знак} цифра {цифра} "." {цифра} [Порядок].
Порядок = ("E") ["+" | "-"] цифра {цифра}.

число   = целое | дробное.

Примеры:

1987 100H = 256 12.3 4.567E8 = 456700000

Строковые литералы — последовательность литер, заключенных в двойные кавычки ". Ограничивающая кавычка не должна встречаться внутри литерала, но допускается:

• литерал из одной литеры может быть определён порядковым номером литеры в шестнадцатеричной нотации с последующей литерой "X";
• внутри литерала может быть кавычка с экраном, также непечатаемые символы должны быть экранированы даун-слэшем.

Число литер в литерале называется длиной строкового литерала.

строка = " {литера} " | цифра {шестнЦифра} "X".

Примеры:

"ОБЕРОН" "Don't worry!" 22X "Hey, \"world\"!"

Все символы делятся на две группы:

• встроенные символы (предопределены заранее);
• пользовательские символы (определяются пользователем).

В группу встроенных символов входят:

• ключевой символ (зарезервированные слова);
• предписание (сложные сущности, управляющие потоком программы);
• оператор (простые сущности ,управляющие действиями);
• разделитель (простые сущности, разделяющие другие сущности).

Ключевые символы являются специальной группой и они не могут использоваться в качестве пользовательских символов ни в какой части программы.

Группа символов комментарии могут быть вставлены между любыми двумя символами в программе. Они являются произвольными последовательностями литер, которые открываются /*, (* и закрываются с помощью */, *). Однострочные комментарииначинаются на//` и действуют до конца строки. Комментарии не влияют на смысл программы. Они могут быть вложенными.

Разделитель включает в себя:

• пробел;
• перенос строки.

Для более полного понимания зависимостей ниже приводится структурная схема:

flowchart TD
    Программа
    Модуль0
    Модуль1
    Сущность0
    Сущность1
    Пользовательские_символы
    Встроенные_символы
    Имя
    Литеры
    Программа --> Модуль0
    Программа --> Модуль1
    Модуль1 --> Сущность0
    Модуль1 --> Сущность1
    Сущность1 --> Пользовательские_символы
    Сущность1 --> Встроенные_символы
    Встроенные_символы --> Ключевые_символы
    Встроенные_символы --> Предписания
    Встроенные_символы --> Операторы
    Встроенные_символы --> Разделители
    Пользовательские_символы --> Имя
    Ключевые_символы --> Имя
    Предписания --> Имя
    Имя --> Литеры
    Операторы --> Литеры
    Разделители --> Литеры
    Литеры --> Буквы
    Литеры --> Цифры
    Литеры --> Служебные
    Цифры --> Целые
    Цифры --> Дробные

3. Ключевые символы

Ниже перечислен полный список ключевых символов

Символ	Комментарий
+	Сложение
++	Инкремент операнда
+=	Сложение операндов с присвоением операнду слева
=	Присвоение
-	Минус
--	Декремент
-=	Вычитание операндов, с присвоением операнду слева
^	Исключающее ИЛИ
^=	Исключающее ИЛИ с присвоением операнды слева
*	Умножение
**	Возведение в степень
**=	Возведение в степень с присвоением операнда слева
/	Деление
/=	Деление с присвоением операнду слева
~	Отрицание
<	Меньше
>	Больше
&	Логическое И
&=	Логическое И с присвоением операнду слева
=	Присвоить
//	Линейный комментарий
/*	Начало многострочного комментария
*/	Конец многострочного комментария
(*	Начало многострочного комментария
*)	Конец многострочного комментария
.	Точка
<=	Меньше или равно
,	Запятая
>=	Больше или равно
;	Точка с запятой
...	Перечисление
|	Логическое ИЛИ
:	Определить тип переменной
(	Открывающая круглая скобка (выражение)
)	Закрывающая круглая скобка (выражение)
[	Открывающая квадратная скобка (массив)
]	Закрывающая квадратная скобка (массив)
{	Фигурная открывающая скобка (область видимости)
}	Закрывающая фигурная скобка (область видимости)
ВНУТРИ	IN Определение вхождения
ЕСТЬ	IS Проверка типа
ДА	TRUE Булево значение
НЕТ	FALSE Отрицание логического значения
ПРОВЕР	SWITCH Проверка на выбор
ТИП	TYPE Объявление типа
МАССИВ	ARRAY Массив элементов
ИМПОРТ	IMPORT Импорт модуля
ЕСЛИ	IF Начало условия
ТОГДА	THEN Действие после условия
ИНАЧЕ	Альтернативная ветка ЕСЛИ
МОД	MOD Модуль от целочисленного деления
МОДУЛЬ	MODULE Объявление начала модуля
КОНСТ	CONST Объявление константы
ДИВ	DIV Остаток от целочисленного деления
НИЧ	NIL Пустое состояние объекта
ЗНАЧ	VAR Объявление переменной
ПОКА	WHILE Условие проверки продолжения цикла на входе
ПОКА	UNTIL Условие продолжения цикла на выходе
ИЛИ	OR Логическое ИЛИ
ФН	FN Объявление функции
СТРУКТ	STRUCT Объявление структуры
ПОВТОР	REPEAT Повторить выполнение
ДЛЯ	FOR Объявление цикла
ВЕРНУТЬ	RETURN Возврат из функции
МУТ	MUT Признак изменяемости

4. Объявления имён и область видимости

Каждое встречающееся в программе имя должно быть объявлено заранее, если это ключевой символ (например, ТИП или ПЕРЕМ). Имя также служит для задания опредёленных постоянных свойств сущности, например, является ли оно константой, определением типа, переменной или функцией. Имя используется для ссылки на соответствующую сущность. Это возможно в тех частях программы, которые находятся в пределах области видимости. Имя не может обозначать больше чем одну сущность внутри данной области. Область видимости распространяется текстуально от точки объявления до конца блока (функции или модуля), к которому принадлежит имя и, следовательно -- по отношению к которому, объект является локальным.

Имя, объявленное в блоке модуля, может сопровождаться меткой экспорта сразу после имени * , чтобы пояснить, что оно экспортируется из определяющего модуля с доступом только на чтение. В этом случае имя может быть использовано и в других модулях, если эти модули импортируют объявляющий модуль.

Имя символа предваряется другим именем (префиксом), показывающим его модуль (см. Гл 11). Префикс и имя разделены точкой и вместе называются уточнённым именем (или квалифицированным именем).

ИмяКвал = [имя "."] имя. ИмяЭкспорт = имя ["*"].

Следующие имена являются стандартными (группа ключевые символы); их значение определено ниже:

ASR ASSERT BOOL BYTE CHAR EXCL FLT INTEGER LSL NEW ODD ORD PACK REAL ROR SET UNPK

5. Объявление констант

Объявление константы связывает её имя с её значением.

КонстантноеВыражение = Выражение. ОбъявлениеКонстанты = ИмяОпр "=" КонстантноеВыражение.

Константное выражение может быть вычислено по его тексту без фактического выполнения программы. Его операнды — константы. Примеры объявлений констант:

const число = 100;
const лимит = 2*число - 1;
const словаВсе = [0 .. словаРазмер -1];
const имя = "Oberon";

6. Объявление типов

Тип данных задаёт множество специфичных значений, которые переменные этого типа могут принимать, а также множетво операторов и методов, которые к ним применимы. Объявление типа используется для связывания имени с типом. Типы определяют структуру переменных этого типа и, косвенно, операторы, которые применимы к компонентам самих типов.

Типы данных деляется на две группы:

• встроенные типы;
• пользовательские типы;

В группе встроенных типов также есть деление на две части:

• линейный типы;
• векторные типы.

После присвоения литеральная строка представлена массивом байтов.

ОбъявлениеТипа = ИмяОпр "=" Тип. Тип = ИмяКвал | ТипМассив | ТипЗапись | ТипСсылка | ПроцедурныйТип.

Примеры:

type Таблица = ARRAY[255]REAL;
type Дерево = Узел;
type Узел {
    ключ: INT,
    Левый, Правый: Дерево,
}
type ДеревоСередина = @УзелСередина;
type УзелСередина (Узел){
    Имя: ARRAY[32]BYTE,
    Подузел: Дерево,
}
type Функция = FN (x: INT): INT;

6.1 Встроенные линейные типы

Встроенные операторы и встроенные функции определены ниже. Имена встроенных типов следующие:

Встроенные линейные типы:

• BOOL -- принимает значения TRUE и FALSE
• BYTE -- целые числа от 0 до 255, размер фиксированный в 8 бит
• INT -- целые числа, размер зависит от реализации
• REAL -- дробные числа, размер зависит от реализации

Тип BYTE совместим с типом INT, но наоборот требуется прведение. Тип INT совместим с типом REAL, но наоборот требуется прведение. В любом случае приведение всегда выполняется явно.

6.2 Встроенные векторные типы

В группе векторных типов есть два типа:

• массив;
• литеральная строка.

Массив - это структура, состоящая из фиксированного количества элементов, тип элементов одинаковый для всех элементов данного типа массива. Количество элементов массива называется его длиной. Элементы массива обозначаются индексами, которые являются целыми числами от 0 до (длины - 1).

var ТипМассива = ARRAY[длина {"," длина}]тип_элемента;
var длина = КонстантноеВыражение;

Форма объявления

ARRAY[N0, N1, ..., Nk]T

Примеры типов массивов:

var listUser=ARRAY[NN]INT;
var moments=ARRAY[10, 20]REAL;

Литеральная строка при создании представляет собой набор байт в виде букв в двойных кавычках. После привоения фактически -- это массив байт.

Пример:

var strHello="Привет";

Все встроенные векторные типы с точки зрения программиста всегда передаются по ссылке.

С точки зрения реализации это может быть на усмотрение реализации.

6.3 Структура

Сущность структура, состоящая из фиксированного количества элементов возможно разных типов. Объявление типа структуры задаёт для каждого элемента, которое называется полем, его тип и имя, которое првязывает это поле. Область действия этих имён полей - само определение структуры, но они также видны как неотъемлемые части экземпляра структуры в форме "через точку", которая ссылается на элементы самого экземпляра структуры.

ТипЗаписи = STRUCT ["(" БазовыйТип")"] [СписокПолейТипа].
БазовыйТип = квалификатор.
СписокПолейТипа= СписокПолей{";" СписокПолей}.
СписокПолей = СписокИмён":" тип.
СписокИмён = ИмяОбъявление{"," ИмяОбъявление}.

Если тип структуры экспортируется, имена полей, которые должны быть видимыми вне модуля объявления, должны быть помечены. Они называются публичными полями; неотмеченные поля называются приватными полями. Типы записей являются расширяемыми, т. е. тип записи может быть определён как расширение другого типа записи. В приведенных выше примерах УзелСередина (непосредственно) расширяет Узел, который является (прямым) базовым типом УзелСередина. Точнее, УзелСередина расширяет Узел с полями имя и подузел.

Определение. Тип T расширяет тип T0, если он является T0, или если он непосредственно расширяет расширение T0. И наоборот, тип T0 является базовым типом для типа T, если он является T, или если он является прямым базовым типом базового типа T. Примеры типов структур:

type Year struct{
    день, месяц, год: INT,
}
type User struct{
    имя, фамилия: ARRAY[32]BYTE,
    возраст: INTEGER,
    зарплата: REAL,
}

6.4 Структуры и ссылки

Типы структур с точки зрения программиста всегда связываются по ссылке. С точки зрения реализации это может быть не так.

type ТипСсылка = тип;

6.5 Тип функции

Тип функции является объектом кода, поэтому функция является статической сущностью.

Все переменные присваиваются ссылкой на функцию с точки зрения программиста.

С точки зрения реализации -- это может быть как угодно.

ТипФункция = FN [ФормальныеПараметры].

7. Объявление переменных

Объявления переменных служат для введения переменных и связывания их с именами, которые не должны повторяться в пределах данной области. Они также служат для связывания фиксированных типов данных с переменными.

ОбъявлениеПеременной = СписокИмён":" тип.

Переменные, имена которых отображаются через запятую имеют один и тот же тип. Примеры объявления переменных (см. Примеры в главе 6):

i, j, k: INTEGER
x, y: REAL
p, q: BOOLEAN
s: SET

f: Function

a: ARRAY 100 OF REAL
w: ARRAY 16 OF
    RECORD
        лит: CHAR;
        счётчик: INTEGER
    END
t: Дерево

1. Выражения Выражения - это конструкции, содержащие правила вычисления, в которых константы и текущие значения переменных объединяются для получения других значений посредством применения операторов и процедур возвращающих результат. Выражения состоят из операндов и операторов. Круглые скобки могут использоваться для выражения определённых правил вычисления операторов и операндов.

8.1 Операнды За исключением наборов и литерных констант, то есть чисел и строк, операнды обозначаются именами. Обозначение операнда состоит из имени, относящегося к константе, переменной или процедуре, которая будет обозначена. Такое имя может быть определено как имя модуля (см. Главы 4 и 11), и за ним могут следовать селекторы, если назначенный объект является элементом структуры. Если A обозначает массив, то A[E] обозначает тот элемент массива A, индекс которого является текущим значением выражения E. Тип E должен иметь тип INTEGER. Обозначение вида A[E1, E2, ..., En] обозначает A[E1][E2]...[En]. Если p обозначает переменную-ссылку, p^ обозначает переменную, на которую ссылается p. Если r обозначает запись, то r.f обозначает поле f из записи r. Если p обозначает ссылку, p.f обозначает поле f записи p^, то есть точка подразумевает разыменование, а p.f означает p^.f. Охрана типа v(Т0) проверяет, что v имеет тип T0, то есть охрана типа прекращает выполнение программы, если v не типа T0. Охрана применима, если

1. T0 является расширением объявленного типа T в v, и если

2. v - параметр, как переменная типа записи, или v - ссылка.

   ссылка = Квалификатор {селектор} селектор = "." Имя | "["СписокВыражения"]" | «^» | "(" Квалификатор ")" СписокВыражения = выражение {"," выражение}.

Если обозначенный объект является переменной, то имя переменной ссылается на текущее значение переменной. Если объект является процедурой, то имя процедуры без списка параметров ссылается на эту процедуру. Если за ним следует список параметров (возможно, пустой), имя подразумевает активацию процедуры и обозначает значение, полученное в результате её выполнения. Фактические параметры (используемых типов) должны соответствовать формальным параметрам, указанным в объявлении процедуры (см. Главу 10). Примеры обозначений (см. Примеры в главе 7):

i               (INTEGER)
а[I]                (REAL)
w[3].ch         (CHAR)
t.ключ          (INTEGER)
t.левый.правый      (Дерево)
t(УзелСредний).подузел(Дерево)

8.2 Операции Синтаксис выражений различает четыре вида операций с разными приоритетами (порядком выполнения). Операция ~ имеет наивысший приоритет, за которым следуют операции умножения, сложения и отношения. Операции одного и того же приоритета выполняются слева направо. Например, x-y-z означает (x-y)-z.

выражение = ПростоеВыражение [отношение ПростоеВыражение].
отношение = "=" | "#" | "<" | "<=" | ">" | ">=" | IN | IS.
ПростоеВыражение = ["+"|"−"] разделитель {ОператорАддикции разделитель}.
ОперациярАддикции= "+" | "−" | OR.
разделитель = множитель {ОператорМультипликации множитель}.
ОператорМультипликации = "*" | "/" | DIV | MOD | "&" .
множитель = число| строка| NIL | TRUE | FALSE | set | ссылка [ФактическийПараметр] | "(" выражение ")" | "~" множитель.
set = "{" [элемент {"," элемент}] "}".
элемент = выражение [".." выражение].
ФактическийПараметр = "(" [СписокВыражения] ")" .

Множество {m..n} обозначает {m, m + 1, ..., n-1, n}, а если m>n, то пустое множество. Доступные операции перечислены в следующих таблицах. В некоторых случаях несколько разных операций обозначаются одним и тем же символом операции. В этих случаях фактическая операция определяется типом операндов. 8.2.1 Логические операции

Символ  Результат
OR  логическая дизъюнкция
&   логическое соединение
~   логическое отрицание

Эти операции применяются к операндам BOOLEAN и дают результат BOOLEAN.

р OR q  означает «если р, то TRUE, иначе q»
p & q       обозначает «если р, то q, иначе FALSE»
~ P означает "не p"

8.2.2 Арифметические операции

Символ  Результат
+       сумма
-       разница
*       умножение
/       деление
DIV     целое частное
MOD     модуль

Операции +, -, * и / применяются к операндам числовых типов. Оба операнда должны быть одного типа, что также определяет тип результата. При использовании в качестве унарных операций "-" обозначает инверсию знака, а "+" обозначает операцию идентичности. Операции DIV и MOD применяются только к целочисленным операндам. Пусть q = x DIV y, а r = x MOD y. Тогда множитель q и остаток r определяются уравнением

X = q * y + r       0 <= r < y

8.2.3 Операторы наборов

Символ  Результат
+       объединение
-       разность
*       пересечение
/       cимметричная разность наборов

.

Когда используется с одним операндом типа SET, знак минус обозначает дополнение набора. 8.2.4 Отношения

Символ  Результат
=       равно
#       неравно
<       меньше
<=      меньше или равно
>       больше
=       больше или равно
IN      членство в наборе
IS      проверка типа

Результат операций отношения является базовым типом BOOLEAN. Отношение упорядочения <, <=,>,> = применяется к числовым типам, CHAR и литерным массивам. Отношения = и # применимы также к типам BOOLEAN, SET, ссылкам и процедурным типам. x IN s означает "x является элементом s". x должен иметь тип INTEGER и s должен быть типом SET. v IS T означает «v имеет тип T» и вызывает проверку типа. Это применимо, если

1. T - расширение объявленного типа T0 для v, и если
2. v - параметр, как переменная типа записи или v - ссылка.

Предполагая, например, что T является расширением T0 и что v является ссылкой на тип T0, тогда проверка v IS T определяет, является ли фактически указанная переменная (также, а не только T0) типом T. Значение NIL IS T не определено. Примеры выражений (см. Примеры в главе 7):

1987                (INTEGER)
I DIV 3         (INTEGER)
~ P OR q            (BOOLEAN)
(I + j) * (i-j)     (INTEGER)
S - {8, 9, 13}      (SET)
A [i + j] * a [i-j] (REAL)
(0 <= i) & (i <100) (BOOLEAN)
T.ключ = 0          (BOOLEAN)
K IN {i .. j-1}     (BOOLEAN)
T IS УзелСредний        (BOOLEAN)

1. Предписания Предписания обозначают действия. Есть простые и сложные предписания. Простые предписания не состоят из каких-либо частей, которые сами являлись бы предписаниями. Простые предписания -- просто присваивания, либо вызов процедур. Сложные предписания состоят из частей, которые сами являются предписаниями. Они используются, чтобы выразить последовательное и условное, выборочное и повторное действие. Предписания также могут быть пустыми, и в этом случае они не обозначают никаких действий. Пустое предписание включено в язык для того, чтобы ослабить правила пунктуации в последовательностях предписаний.

   Предписание = [Присвоение | ВызовПроцедур | Предписание_IF | Предписание_CASE | Предписание_WHILE | Предписание_REPEAT | Предписание_FOR].

9.1 Предписание ПРИСВОЕНИЕ Элементарное предписание ПРИСВОЕНИЕ служит для замены текущего значения переменной на новое значение, заданное выражением. Предписание ПРИСВОЕНИЕ записывается как «:=» и произносится как «присвоить».

присвоение = переменная ":=" выражение.

Если значение параметра обладает структурой (массив или тип записи), параметру не разрешено присваивать его или его элементам. Импортируемые переменные также не могут быть присвоены. Тип выражения должен быть таким же, как у переменной. Имеют место следующие исключения:

1. Константу NIL можно присвоить переменным любого типа ссылки или процедуры.
2. Строки могут быть назначены любому массиву литер, если количество литер в строке меньше, чем количество литер в массиве. (Добавляется литера с кодом ноль). Однолитерные строки также могут быть присвоены переменным типа CHAR.
3. В случае записей тип источника должен быть расширением типа адресата.
4. Открытый массив может быть назначен массиву равного базового типа.

Примеры присвоений (см. Примеры в главе 7):

i := 0
p := i = j
x := FLT(i + 1)
k := (i + j) DIV 2
f := log2
s := {2, 3, 5, 7, 11, 13}
a[i] := (x+y) * (x-y)
t.key := i
w[i+1].ch := "A"

9.2 Предписание ВЫЗОВ_ПРОЦЕДУРЫ Простое предписание ВЫЗОВ_ПРОЦЕДУРЫ служит для активации процедуры. Вызов процедуры может содержать список фактических параметров (аргументов), которые заменяются вместо соответствующих формальных параметров (параметров), заданных в объявлении процедуры (см. Главу 10). Соответствие устанавливается порядком параметров в списках аргументов и параметров соответственно. Существуют два вида параметров: переменные и значения. В случае параметров, как переменных -- аргумент должен быть ссылкой, обозначающим переменную. Если он указывает на элемент структурной переменной, селектор вычисляется, когда устанавливается аргумент, то есть перед выполнением процедуры. Если параметр является значением, соответствующий аргумент должен быть выражением. Это выражение вычисляется до активации процедуры, и результирующее значение присваивается аргументу, который теперь представляет собой локальную переменную (см. Также 10.1.).

Вызов_Процедуры = Переменная [Актуальные_Параметры].

Примеры вызова процедур:

Целое_Читать(i)     (см. Главу 10)
Целое_Записать(2*j + 1, 6)
INC(w[k].count)

9.3 Последовательность предписаний Последовательности предписаний обозначают последовательность действий, заданную частями операторов, разделенными точкой с запятой.

Последовательность_Предписаний = Предписание{";" Предписание}.

9.4 Предписание IF

Предписание_IF = IF Выражение THEN
    Последовательность_Предписаний
{ELSIF Выражение THEN
    Последовательность_Предписаний}
[ELSE
    Последовательность_Предписаний]
END.

Составное предписание IF определяет условное выполнение охраняемых подчинённых предписаний. Логическое выражение, предшествующее предписанию называется охрана. Охрана вычисляет выражение в порядке встречи, пока выражение имеет значение TRUE, после чего выполняется связанная с охраной последовательность предписаний. Если охраны не выполнена, то выполняется последовательность предписаний после символа ELSE, если такая ветка существует. Пример:

IF (литера >= "A") & (литера <= "Z") THEN
    Сущность_Читать
ELSIF (литера >= "0") & (литера <= "9") THEN
    Число_Читать
ELSIF литера = 22X THEN
    Строку_Читать
END

9.5 Предписание CASE Составное предписание CASE определяет выбор и выполнение последовательности предписаний в соответствии со значением выражения. Сначала вычисляется выражение CASE, затем выполняется последовательность предписаний, чей список меток содержит полученное значение. Если выражение CASE имеет тип INTEGER или CHAR, все метки должны быть целыми или однолитерными строками, соответственно. Предписание_CASE= CASE выражение OF выбор{"|" выбор} END. выбор = [СписокМеток_CASE ":" ПоследовательностьПредписаний]. СписокМеток_CASE = МеткиДляВыбора{"," МеткиДляВыбора}. МеткиДляВыбора = Метка[".." Метка]. Метка = целое | строка | квалификатор.

Пример: CASE k OF 0: x := x + y | 1: x := x − y | 2: x := x * y | 3: x := x / y END

Тип T выражения CASE (CASE переменная) также может быть типом записи или ссылки. Тогда метки CASE должны быть расширениями Т, а в предписаниях Si, помеченных Ti, переменная Case рассматривается как тип Ti. Пример: TYPE тЗапись = RECORD a : INTEGER END;

R0 = RECORD (тЗапись) b: INTEGER END;

R1 = RECORD (тЗапись)

b: REAL END;

    R2 = RECORD (тЗапись)

b: SET END;

P = POINTER TO тЗапись;
P0 = POINTER TO R0;
    P1 = POINTER TO R1;
P2 = POINTER TO R2;

VAR p: P;

CASE p OF P0: p.b := 10 | | P1: p.b := 2.5 | | P2: p.b := {0, 2} END

9.6 Предписание WHILE Составное предписание WHILE определяет повторение. Если любое из булевых выражений (охрана) дает TRUE, выполняется соответствующая последовательность предписаний. Вычисление выражения и выполнение предписаний повторяются до тех пор, пока ни одно из булевых выражений не даст TRUE. Предписание_WHILE = WHILE Выражение DO ПоследовательностьПредписаний {ELSIF Выражение DO ПоследовательностьПредписаний} END.

Пример: WHILE j > 0 DO j := j DIV 2; i := i+1 END WHILE (t # NIL) & (t.key # i) DO t := t.left END WHILE m > n DO m := m – n ELSIF n > m DO n := n – m END

9.7 Предписание REPEAT Составное предписание REPEAT указывает повторное выполнение последовательности предписаний до тех пор, пока условие не будет выполнено. Последовательность предписаний выполняется хотя бы один раз. Предписание_Repeat = REPEAT ПоследовательностьПредписаний UNTIL Выражение.

9.8 Предписание FOR Составное предписание FOR указывает повторное выполнение последовательности предписаний заданное количество раз, одновременно последовательно увеличивая значение переменной, которая называется управляющая переменная для предписания FOR. Предписание_For = FOR Имя ":=" Выражение TO Выражение[BY КонстантаВаражения] DO ПоследовательностьПредписаний END.

Предписание FOR FOR v := beg TO end BYinc DO S END

есть, если inc>0, что эквивалентно v := beg; WHILE v <= end DO S; v := v + inc END

и если inc<0, то это эквивалентно v := beg; WHILE v >= end DO S; v := v + inc END

Типы v, beg и end должны быть INTEGER, а inc должен быть целым (константное выражение). Если шаг не указан, предполагается, что он равен 1.

1. Объявление процедур Объявление процедуры состоит из заголовка процедуры и тела процедуры. Заголовок определяет имя процедуры, формальные параметры и тип результата (если таковой есть). Тело содержит объявления и предписания. Имя процедуры повторяется в конце объявления процедуры. Существует два типа процедур, а именно процедуры и процедуры-функции. Последние активируются именем процедуры как частью выражения и возвращают результат, являющийся операндом в вызывающем выражении. Процедуры активируются вызовом процедуры. Процедура-функция отличается в объявлении путём указания типа её результата после списка параметров. Её тело должно заканчиваться ключевым словом RETURN, которое определяет результат процедуры-функции. Все константы, переменные, типы и процедуры, объявленные в теле процедуры, являются локальными для этой процедуры. Значения локальных переменных не определены при входе в процедуру. Поскольку процедуры могут быть объявлены как локальные объекты, объявления процедур могут быть вложенными. В дополнение к своим формальным параметрам и локально объявленным объектам -- объекты, объявленные глобально, также видны в процедуре. Использование имени процедуры в вызове в границах её объявления подразумевает рекурсивную активацию процедуры. ОбъявлениеПроцедуры = ЗаголовокПроцедуры";" ТелоПроцедуры Имя. ЗаголовокПроцедуры = PROCEDURE ИмяПроцедуры[ФормальныеПараметры]. ТелоПроцедуры = ПоследОбъявлений[BEGIN ПоследПредписаний] [RETURN Выражение] END. ПоследОбъявлений = [CONST {ОбъявлениеКонстант ";"}] [TYPE {ОбъявлениеТипов ";"}] [VAR {ОбъявлениеПеременных ";"}] {ОбъявлениеПроцедуры ";"}.

10.1 Формальные параметры Формальные параметры (или просто параметры) -- это имена, которые обозначают фактические параметры (аргументы), указанные в вызове процедуры. Соответствие между аргументами и параметрами устанавливается при вызове процедуры. Существует два типа параметров, а именно переменные и значения. Переменная соответствует фактическому параметру, который является переменной, и она обозначает эту переменную. Значение соответствует фактическому параметру, который является выражением, и он обозначает его значение, которое невозможно изменить при передаче. Однако, если значение имеет базовый тип, он представляет собой локальную переменную, которой первоначально присваивается значение фактического выражения. Тип параметра указывается в списке формальных параметров: переменные обозначаются ключевым словом VAR, а значения не имеют такого префикса. Функция-процедура без параметров должна иметь пустой список параметров. Она должна быть вызвана через имя функции, список фактических параметров которой также пуст. Формальные параметры являются локальными для процедуры, т. е. их область действия - это текст программы, который представляет собой объявление процедуры. Формальныйпараметр = "(" [Секция_FP {";" Секция_FP}] ")" [":" квалификатор]. Секция_FP = [VAR] имя{"," имя} ":" ФормальныйПараметр. ФормальныйПараметр = {ARRAY OF} квалификатор. Тип каждого формального параметра указан в списке параметров. Для переменных он должен быть идентичен типу соответствующего фактического параметра, за исключением случаев записи, где он должен быть базовым типом соответствующего типа фактического параметра. Если тип формального параметра указан как ARRAY OF T параметр называется открытым массивом, а соответствующий фактический параметр может быть произвольной длины. Если формальный параметр указывает тип процедуры, то соответствующий фактический параметр должен быть либо объявленный глобально, либо переменной (или значением) этого типа процедуры. Это не может быть встроенная процедура. Тип результата процедуры не может быть ни записью, ни массивом. Примеры объявлений процедур: PROCEDURE Целое_Читать(VAR x: INTEGER); VAR i : INTEGER; ch: CHAR; BEGIN i := 0; Read(ch); WHILE ("0" <= ch) & (ch <= "9") DO i := 10i + (ORD(ch)-ORD("0")); Read(ch) END; x := i END Целое_Читать PROCEDURE Целое_Писать(x: INTEGER); ( 0 <= x < 10^5 *) VAR i: INTEGER; buf: ARRAY 5 OF INTEGER; BEGIN i := 0; REPEAT buf[i] := x MOD 10; x := x DIV 10; INC(i) UNTIL x = 0; REPEAT DEC(i); Write(CHR(buf[i] + ORD("0"))) UNTIL i = 0 END Целое_Писать

PROCEDURE log2(x: INTEGER): INTEGER; VAR y: INTEGER; (assume x>0) BEGIN y := 0; WHILE x > 1 DO x := x DIV 2; INC(y) END ; RETURN y END log2

10.2. Встроенные процедуры В следующей таблице перечислены предопределенные процедуры. Некоторые из них являются общими процедурами, то есть они применяются к нескольким типам операндов. v обозначает переменную, x и n для выражений, T - тип. Процедуры-функции: Имя Тип аргумента Тип результата Функция ABS(x) x: числовой тип соответствует типу x абсолютное значение числа ODD(x) x: INTEGER BOOLEAN x MOD 2 = 1 LEN(v) v: ARRAY INTEGER длина v LSL(x, n) x, n: INTEGER INTEGER логический сдвиг влево, x * 2n ASR(x, n) x, n: INTEGER INTEGER знаковый сдвиг вправо, x DIV 2n ROR(x, n) x, n: INTEGER INTEGER x сдвигается вправо на n бит

Функции преобразования типов: Имя Тип аргумента Тип результата Функция FLOOR(x) REAL INTEGER округление вниз FLT(x) INTEGER REAL преобразование типа ORD(x) CHAR, BOOLEAN, SET INTEGER порядковый номер x CHR(x) INTEGER CHAR литера по порядковому номеру x

Безопасные процедуры: Имя Тип аргумента Функция INC(v) INTEGER v := v + 1 INC(v, n) INTEGER v := v + n DEC(v) INTEGER v := v - 1 DEC(v, n) INTEGER v := v - n INCL(v, x) v: SET; x: INTEGER v := v + {x} EXCL(v, x) v: SET; x: INTEGER v := v - {x} NEW(v) тип ссылки размещение v^ ASSERT(b) BOOLEAN прервать, если ~b PACK(x, n) REAL; INTEGER упаковать x и n в x UNPK(x, n) REAL; INTEGER распаковать x в x и n

Функция FLOOR (x) дает наибольшее целое число, не большее x. FLOOR(1.5) = 1 FLOOR(-1.5) = -2 Параметр n в PACK представляет экспоненту x.PACK (x, y) эквивалентен x: = x * 2y UNPK - это обратная операция. Получаемый x нормализуется, так что 1.0 <= x <2.0.

1. Модули Модуль представляет собой набор объявлений констант, типов, переменных и процедур и последовательностей предписаний с целью присвоения начальных значений переменным. Модуль обычно представляет собой текст, который можно скомпилировать как единое целое. Модуль = MODULE Имя ";" [СписокИмпорта] ПоследовательостьОбъявлений [BEGIN ПоследовательностьПредписаний] END имя"." . СписокИмпорта = IMPORT Импорт{"," Импорт} ";" . Импорт = Имя[":=" Имя].

В списке импорта указаны модули, для которых текущий модуль является клиентом. Если имя x экспортируется из модуля M, и если M указан в списке импорта модуля, тогда к x обращаются как M.x. Если в списке импорта используется форма «M: = M1», экспортируемый объект x, объявленный в M1, ссылается в импортируемом модуле как M.x. Имена, которые должны быть видны в клиентских модулях, то есть должны быть экспортированы, должны быть отмечены звездочкой (отметкой экспорта) в их объявлении. Переменные всегда экспортируются в режиме только для чтения. Последовательность предписаний, следующая за ключевым словом BEGIN, выполняется, когда модуль добавляется в систему (загружается). Последующие индивидуальные (без параметров) процедуры могут быть активированы из системы, и эти процедуры служат в качестве команд. Пример: MODULE Вывод; (экспортирует процедуры: Write, WriteInt, WriteLn) IMPORT Текст, Oberon; VAR W: Текст.Writer; PROCEDURE Write*(ch: CHAR);

BEGIN

Текст.Write(W, ch)

END ;

PROCEDURE WriteInt*(x, n: INTEGER); VAR i: INTEGER; a: ARRAY 16 OF CHAR; BEGIN i := 0; IF x < 0 THEN Текст.Текст(W, "-"); x := -x END ; REPEAT a[i] := CHR(x MOD 10 + ORD("0")); x := x DIV 10; INC(i) UNTIL x = 0;

    REPEAT

Текст.Write(W, " "); DEC(n) UNTIL n <= i;

    REPEAT

DEC(i); Текст.Write(W, a[i]) UNTIL i = 0

END WriteInt;

PROCEDURE WriteLn*;

BEGIN

Текст.WriteLn(W); Текст.Append(Oberon.Log, W.buf) END WriteLn;

BEGIN Текст.OpenWriter(W) END Out.

11.1 Модуль SYSTEM Необязательный модуль SYSTEM содержит определения, необходимые для программирования операций низкого уровня, ссылающихся непосредственно на ресурсы, специфичные для данного компьютера и/или реализации языка/компьютера. К ним относятся, например, средства доступа к устройствам, которые контролируются компьютером, и, возможно, низкоуровневым средствам для нарушения правил совместимости типов данных (иначе пришлось бы такие средства языка вводить явно). В модуле SYSTEM есть две причины для упрощения процедур: 1) Их значение зависит от реализации, то есть значение не выводится из определения языка, и 2) они могут повредить систему (например, PUT). Настоятельно рекомендуется ограничить их использование конкретными низкоуровневыми модулями, поскольку такие модули по своей сути являются не переносимыми, и не «безопасными по типу». Однако они легко распознаются из-за идентификатора SYSTEM, появляющегося в списках импорта модуля. Следующие определения обычно применимы без дополнительных изменений. Однако отдельные реализации языка могут включать в свои модули дополнительные определения SYSTEM, которые относятся к конкретному, находящемуся в использовании компьютеру. В дальнейшем v обозначает переменную, x, a и n для выражений.

Процедуры-функции: Имя Тип аргумента Тип результата Функция ADR(v) любой INTEGER адрес переменной v SIZE(T) любой тип INTEGER размер в байтах BIT(a, n) a, n: INTEGER BOOLEAN n бит в mem[a]

Собственные процедуры: Имя Тип аргумента Тип результата Функция GET(a, v) a: INTEGER; v: любой базовый тип v := mem[a] PUT(a, x) a: INTEGER; x: любой базовый тип mem[a] := x COPY(src, dst, n) все

INTEGER

копировать n последовательных слов из src в dst

Ниже приводятся дополнительные процедуры, принятые компилятором для RISC-процессора:

Процедуры-функции: Имя Тип аргумента Тип результата Функция VAL(T, n) скалярный T преобразование ADC(m, n) INTEGER INTEGER сложение с флагом переноса C SBC(m, n) INTEGER INTEGER вычитание с флагом переноса C UML(m, n) INTEGER INTEGER беззнаковое умножение COND(n) INTEGER BOOLEAN IF Cond(n) THEN ...

Собственные процедуры: Имя Тип аргумента Функция LED(n) INTEGER отображает n на LED-экране

Приложение: Синтаксис Оберона литера = "A" | "B" | … | "Z" | "a" | "b" | … | "z". цифра = "0" | "1" | "2" | "3" | "4" | "5" | "6" | "7" | "8" | "9". шестнЦифра = digit | "A" | "B" | "C" | "D" | "E" | "F". имя = литера {литера | цифра}. квалификатор = [имя "."] имя. ОпрИмени = имя [""]. целое = цифра {цифра} | цифра {шестнЦифра} "H". вещественное = цифра{цифра} "." {цифра} [экспонента]. экспонента = "E" ["+" | "-"] цифра{цифра}. число = целое | вещественное. строка = """ {литера} """ | цифра {шестнЦифра } "X". ОпрКонстанты = ОпрКонстанты "=" КонстВыражение. КонстВыражение = выражение. ОпрТипа = ОпрИмени "=" тип. тип = квалификатор| ТипМассива | ТипЗаписи | ТипСсылка | ТипПроцедуры. ТипМассива = ARRAY длина {"," длина} OF тип. длина = КонстВыражение . ТипЗаписи = RECORD ["(" БазовыйТип ")"] [ПоследСписокПолей] END. БазовыйТип = квалификатор. ПоследСписокПолей = СписокПолей {";" СписокПолей }. СписокПолей = СписокИмён ":" тип. СписокИмён = ОпрИмени{"," ОпрИмени}. ТипСсылка = POINTER TO тип. ТипПроцедуры = PROCEDURE [ФормальныеПараметры]. ОпрПеременных = СписокИмён ":" тип. выражение = ПростоеВыражение [отношение ПростоеВыражение ]. отношение = "=" | "#" | "<" | "<=" | ">" | ">=" | IN | IS. ПростоеВыражение = ["+" | "-"] разделитель {ОперАддикции разделитель }. ОперАддикции = "+" | "-" | OR. разделитель = множитель {ОперМультипликации множитель}. ОперМультипликации = "" | "/" | DIV | MOD | "&". множитель = число | строка | NIL | TRUE | FALSE | set | ссылка [АктуальныеПараметры] | "(" выражение")" | "~" множитель. ссылка = квалификатор {селектор}. селектор = "." имя| "[" СписокВыражений"]" | "^" | "(" квалификатор")". набор = "{" [элемент {"," элемент}] "}". элемент = выражение [".." выражение ]. СписокВыражений = выражение {"," выражение }. АктуальныеПараметры = "(" [СписокВыражений ] ")" . предписание = [присвоение | ВызовПроцедуры| Предписание_If | Предписание_Case | Предписание_While| Предписание_Repeat | Предписание_For].

присвоение = ссылка ":=" выражение. ВызовПроцедуры = ссылка [АктуальныеПараметры]. ПоследПредписаний = предписание {";" предписание }. Предписание_If = IF выражение THEN ПоследПредписаний {ELSIF выражение THEN ПоследПредписаний } [ELSE ПоследПредписаний ] END. Предписание_Case = CASE выражение OF вариант {"|" вариант } END. вариант = [СписокМеток_Case ":" ПоследПредписаний ]. СписокМеток_Case = СписокМеток {"," СписокМеток }. СписокМеток = метка [".." метка ]. метка = целое | строка | квалификатор . Предписание_While = WHILE выражение DO ПоследПредписаний {ELSIF выражение DO ПоследПредписаний } END. Предписание_Repeat = REPEAT ПоследПредписаний UNTIL выражение .

Предписание_For = FOR имя ":=" выражение TO выражение [BY КонстВыражение ] DO ПоследПредписаний END.

ОпрПроцедуры = ЗаголовокПроцедуры ";" ТелоПроцедуры имя. ЗаголовокПроцедуры = PROCEDURE ОпрИмени [ФормальныеПараметры].

ТелоПроцедуры = ПоследОпределений[BEGIN ПоследПредписаний ] [RETURN выражение ] END.

ПоследОпределений = [CONST {ОпрКонстант ";"}] [TYPE {ОпрТипа ";"}] [VAR {ОпрПеременной ";"}] {ОпрПроцедуры ";"}. ФормальныеПараметры = "(" [Секция_FP {";" Секция_FP}] ")" [":" квалификатор]. Секция_FP = [VAR] имя {"," имя } ":" ФормальныйТип. ФормальныйТип = {ARRAY OF} квалификатор.

модуль = MODULE имя ";" [СписокИмпорта] ПоследОпределений [BEGIN ПоследПредписаний ] END имя "."

СписокИмпорта = IMPORT импорт {"," импорт } ";". импорт = имя [":=" имя].

Использован перевод:

Свердлова С., Бурцева В.

Перевод выполнили: Денисов И. Шипков В.

Технические консультанты:

Ершов А. П. Волков С. Ермаков И. Ефимов А.

Дополнительные материалы: Чек-лист создателям компилятора

Ссылки

Модели онлайн Сообщение о языке Oberon-7