Opal FAQ

Vor noch nicht allzu langer Zeit, an einem nicht allzu weit entfernten Ort wurden einst alle Studis von einer schweren Programmiersprache dahin gerafft...

Aber nein! Nicht alle!

Eine kleine Gruppe unermüdlich lernender Studenten widersetzten sich dem Bösen, wild entschlossen diesem Missstand ein ende zu bereiten, setzten sie sich zusammen und schrien "FAQ-Opal" gen Himmel...

Nun ja, mehr spare ich mir hier, auf jeden Fall haben "damals" jede menge Leute in der Newsgroup informatik1 (bln.lv.tub.cs.informatik1) gepostet und sehr wertvolle Tips und Tricks zusammengetragen. Diese sind hier aufgeführt mit der ausdrücklichen Bitte, sie zu ergänzen.

Benutzung des Interpreters oasys

Starten von oasys, Ausführen von Programmen

oasys lässt sich von der Shell aus starten mit:

oasys

Um den Interpreter zu verlassen gibt man im Interpreter ein q für Quit ein:

> q

Hat man nun seine Dateien erstellt (z.B. Aufgabe1.impl und Aufgabe1.sign), muss man diese Dateien zuerst laden. Dafür muss man i.A. oasys in dem Verzeichnis starten, in dem die Dateien gespeichert sind. Also wechselt in das Verzeichnis wo sich die Dateien Aufgabe1.impl und Aufgabe1.sign beispielsweise befinden und starten von dort aus auf der shell den oasys-Interpreter. Als nächstes müssen die Dateien dem Interpreter zur Verfügung gestellt werden. Mit dem Interpreter-Befehl a (append file = Datei anfügen) lassen sich Dateien in den Interpreter laden. Dabei gibt man nur den Dateinamen ohne die Dateiendung an.

> a Aufgabe1
loading Aufgabe1.impl
loading Aufgabe1.sign
>

Wenn die Dateien erfolgreich geladen wurden wird das wie hier in dem Beispiel gezeigt quittiert.

Für oasys ist es notwendig, dass man die entsprechende impl-Datei fokussiert bevor man auf die Funktionen zugreifen kann die implementiert wurden. Dies erreicht man mit dem Befehl f (f für set focus).

> f Aufgabe1.impl
Aufgabe1.impl> 

Wenn das Fokussieren funktioniert hat, verändert sich eure Eingabe wie im Beispiel angegeben. Um Funktionen auszuführen befehligt man oasys mit dem Befehl e (e für evaluate). Dabei wird aus der fokussierten Datei eine Funktion mit den Parametern die ihr in der Signatur festgelegt habt ausgewertet. Um diese vielen Begriffe zu verdeutlichen gehen wir mal davon aus, dass wir in der Datei eine Funktion add implementiert haben die zwei ganze Zahlen addiert. Diese Funktion ruft man dann so auf:

Aufgabe1.impl>e add(1,2)
starting evaluator process
3
Aufgabe1.impl>

Eingabe von Zahlen, Denotations (Strings), Sequenzen und einzelne Buchstaben (Chars)

Beispiel:

> e FunktionMitVielenArgument("lkajbblsd", "627849"!, 30,"c"!, %(1,23,9,1,8))

Erklärung: Das erste Argument ist eine Denotation, d.h. einfach ein String. Die muss man einfach immer in Anführungszeichen setzen. :)

Das zweite ist eine Zahl. Da sie größer als 32 ist muss man sie als String hinschreiben (Anführungszeichen), den man dann mit dem Operator "!" in eine Zahl umwandeln kann.

Das dritte ist eine kleinere Zahl als 32, daher kann man sie direkt hinschreiben.

Das vierte ist ein Char, also ein einfacher Buchstabe. Da man das nicht direkt eingeben kann übergibt man Opal wieder einen String und wandelt ihn (da er nur einen Buchstaben enthält mit dem "!" in einen Buchstaben um.

Das fünfte ist eine Sequenz, man kann sie direkt in dieser Form hinschreiben, zu beachten gibt es nur ;) dass man so höchstens 8 Elemente verknüpfen kann. Will man mehr eingeben muss man eben 2 (oder noch mehr) dieser Dinger mit ++ verknüpft hinschreiben.

WICHTIG: Sequenzen in dieser Form hin zuschreiben ist _böse_!!! Vor allem sorgt das für viel Verwirrung und verbirgt den wahren Charakter einer Sequenz!! Siehe dazu auch Beitrag Nummer 4. :)

Bsp: eine seq[nat] könnte man also so schreiben.

%(4,3,5,8,2,21,5,5) ++ %(6,"78"!,"269"!,"987"!,"654"!,"321"!)

Eine seq[seq[nat]] könnte man dann so schreiben

%( %(1,3,2), %(1,2,3))

(man beachte die notwendige Umwandlung da die Zahlen zum Teil größer als 32 sind. :))

(!!!) Vorsicht (!!!) man sollte im Normalfall keine Leerzeichen zwischen die Argumente setzen! Das funktioniert zwar meistens, leider aber nicht immer! (Das gilt natürlich nur für die Kommandozeile, in den Syntax-Files selber sind Leerzeichen ziemlich wurscht. :))

Also nochmal: Vorsicht vor Leerzeichen in Funktionsaufrufen!

Ich hatte schon Fehlermeldungen weil ich in Funktionen nach dem Komma ein Leerzeichen eingebaut hatte.

Bsp: func1("9023"!, "0234"!)

Lässt man das weg, funktionierte (bisher) alles:

func1("9023"!,"0234"!)

Speziell wenn man Texte in Nummern umwandelt (siehe oben) scheint das zu Problemen zu führen. (Dieses Problem hatte ich selbst bisher nur wenn ich von der Shell (Kommandozeile aus direkt Argumente in eine Funktion füttern wollte. Ansonsten trat es nicht auf. :)

Konstruktion von Listen

Herzlichen dank für diesen Beitrag an Florian Lorenzen .

> Man kann dann viele aussagekräftige Beispiele mit :: und <> > angeben (seq, seq[seq], leere seq usw.)

Da ich, wie ich fürchte, mit diesem unsäglichen % angefangen habe -- nicht ahnend welchen didaktischen Flurschaden ich damit anrichten würde -- hier zum Ausgleich einige erklärende Beispiele mit den Listenkonstruktoren.

1. Sei S eine Sequenz aus alphas (FUN S : seq[alpha]).

DEF S == a :: b :: c :: d :: <>

S ist eine Sequenz aus a, b, c, d und der leeren Liste. Da :: rechtsassoziativ ist, wird der obige Ausdruck wie folgt aufgelöst:

~~~> a :: (b :: (c :: (d :: <>)))

Es wird also zunächst eine Liste aus d und <> konstruiert, vor die dann c gehängt wird. Die rekursive Struktur der Liste

Liste := Element :: Liste

ist deutlich.

DEF S == <>

S ist eine leere Liste.

2. Sei S eine Sequenz von Sequenzen von alphas (FUN S : seq[seq[alpha]]).

DEF S == (a :: b :: c :: <>) :: (d :: e :: <>) :: <>

Dieser Ausdruck wird wie folgt aufgelöst:

~~~> (a :: b :: c :: <>) :: ((d :: e :: <>) :: <>)

Es wird also zuerst eine Liste aus dem (d :: e :: <>) und <> kostruiert, vor die dann das Element (a :: b :: c :: <>) gehängt wird. Das die beiden erwähnten Elemente wiederum Listen sind, ändert nichts daran, wie die äußere Sequenz konstruiert wird.

DEF S == (a :: b :: c :: <>) :: <>

S ist eine Liste mit gerade genau einem Element, das wiederum eine Liste ist.

DEF S == <> :: <> :: <>

S ist eine Liste, die aus zwei leeren Listen besteht, nicht aus dreien, wie es zuerst scheint. Dies wird wiederum deutlich, wenn der Ausdruck aufgelöst wird:

~~~> <> :: (<> :: <>)

In der Klammer wird aus dem Listenelement "<>" durch ":: <>" eine Liste erzeugt, vor die dann das Element "<>" gehängt wird. dass die beiden Elemente der Liste nun leere Listen (dass es Listen seien müssen, ist sowieso klar) sind, ändert nichts daran, wie die äußere Liste konstruiert wird. Man beachte, dass die enstandene Liste nicht leer ist, dass also aus vielen leeren Listen eine nicht-leere Liste entstehen kann.

Eine Liste aus drei leeren Listen sieht dann dementsprechend folgendermaßen aus:

DEF S == <> :: <> :: <> :: <>

Eine Liste aus einer leeren Liste so:

DEF S == <> :: <>

Erst die Definition

DEF S == <>

erzeugt eine Liste von Listen, die wirklich leer ist.

Programmierpraktisch sollte beachtet werden, dass

S == <> :: <> oder S == <> :: <> :: <> :: ...

nicht durch <>?(S) oder das Muster f(<>) angefangen werden kann, da S eindeutig nicht leer ist.

Oasys an der Shell herumkommandieren:

Herzlichen Dank an Roman Lechtchinsky

Warum funktioniert der Aufruf

> e f(\\x. 2 * x, 4)

unter oasys nicht?

Das liegt daran, dass Du in oasys fuer jeden Backslash \\ eingeben muss, also

> e f(\\\\x. ...)

Das hat nichts mit OPAL zu tun, sondern mit der Skript-Sprache (TCL), in der das Interpreter-Frontend implementiert ist (nehme ich zumindest an). Anm.: angeblich ist die readline-Bibliothek verantwortlich...

Alternativ kann man das quote von TCL (das sind geschweifte Klammern) um den ganzen Ausdruck legen, dann kann man es auch bequem, wie in einer Datei eingeben, also

> e {f(\\x. 2 * x, 4)}

Fehler / Probleme mit OPAL

WHERE funktioniert nicht ohne weiteres mit Lambda-Ausdrücken!

Wenn man Lambda mit WHERE kombinieren will muss man den ganzen Body der Funktion klammern

Das geht so:

DEF qsolve1 == \\ a, b, c .(   /* <--- */
   (x1, x2)
        WHERE
        x1 == (-(b) + d) / (2 * a)
        x2 == (-(b) - d) / (2 * a)
        d == sqrt((b * b) -  (4 * a * c))   

)  /* <----- */

Wichtig ist dabei, dass nach dem Punkt, mit dem der Lambda Ausdruck die Argumentliste abschließt, kein Leerzeichen oder irgendetwas anderes ist, sondern gleich die öffnende Klammer kommt. Ansonsten funktioniert es nicht!

Opal funktioniert nicht mit Zahlen über 32?

Wenn man in Opal direkt Zahlen über 32 eingeben möchte, muß man das so hinschreiben:

"zahl"!

Wobei 'Zahl' irgendeine Zahl sein kann. Wichtig sind die Anführungszeichen und das Ausrufungszeichen dahinter.

Eigene Backtick-Funktion (`) wird nicht benutzt

Die Backtick-Funktion für eigene Datentypen muss in der .sign-Datei mit deklariert sein.

Häufige Fehlermeldungen

Folgende Fehlermeldung ist ziemlich haeufig:

Expected ... instead of ....

Hier handelt es sich um einen einfachen Syntaxfehler. Falls Ihr meint, alles korrekt geschrieben zu haben, überprueft auch nochmal die Klammerung der Ausdrücke (es muss genausoviele öffnende wie schliessende Klammern geben). Vielleicht ist ja auch nur ein FI vergessen worden...

Expected was `:' instead of `->'

Dieser Fehler kann trotz korrekt vorhandenem : auftreten. Beispiel:

FUN `: nat -> stream -> denotation

erzeugt den Fehler, dahingegen

FUN ` : nat -> stream -> denotation

nicht.

Es hilft also eventuell das Einfügen von Whitespace.

improperly named function definition target or parameter ...

In diesem Fall sollte man ueberpruefen, ob die Deklaration der Funktion (FUN ...) fehlt. Vielleicht ist gerade dieser Teil auskommentiert, oder man hat schlicht und einfach vergessen, die Signaturdatei zu speichern. Mir ist letzteres auch schon unterlaufen, d.h. man sucht nach einem Fehler, der eigentlich nicht vorhanden ist.

missing else in ...

Passiert, wenn bei der Verwendung des Dijkstra-IFs während der Auswertung ein Fall eingetreten ist, der nicht abgedeckt wird. Bei dieser Funktion würde es z.B. bei testeZahl(10) auftreten:

DEF testeZahl(x) == IF x > 10 THEN true IF x < 10 THEN false FI

Es müsste ein < oder > durch <= bzw. >= ersetzt werden, oder der Fall = explizit aufgeführt werden.

Präfix, Infix und Postfixnotation

...oder wie man Minuszeichen hassen lernt.

Erhält man solche Fehlermeldungen:

ERROR [HOF.impl at 32.5-32.33]: undefined identification
 1. <32,5-33> wrongly typed implementation
     left:  real->real
     right: ((nat**nat->nat)->real)->real
 2. <32,5-33> wrongly typed implementation
     left:  real->real
     right: ((real**real->real)->real)->real
 3. <32,5-33> wrongly typed implementation
     left:  real->real
     right: ((real->real)->real)->real

ERROR [check]: language error
aborted

Könnte das etwas mit dem Gebrauch von Minuszeichen zu tun haben. :(

Ich hatte größte Schwierigkeiten den folgenden Code zum Funktionieren zu überreden, Code-Zeilen wie das hier:

FUN test : ( real -> real ) -> ( real -> real )
DEF test( r ) == \\ x . r( -x )

Funktionieren nicht.

Das Problem ist das der Compiler für das minuszeichen ( r( -x )) zwei Argumente zu erwarten scheint. (Obwohl er das laut Spezifikation nicht müsste)

Die Löung lag für mich darin entweder "0 - x" zu schreiben oder das x in eigene Klammern zu setzen ( x ). Beides funktioniert hier.

Einen änlichen Fehler hatte ich als ich so etwas schreib: " a - b + c "

Ich musste das dann als ( a - ( b + c ) ) schreiben damit es funktionierte.

Hope it helps!

Hier habe ich noch eine Erklärung von Klaus Didrich bekommen (thx!)

Das Prinzip, dass Funktionen keine Sonderbehandlung erfahren, erstreckt sich auch auf das unäre Minuszeichen. Folgendes geht:

-(1)       (analog zu "f(1)")
(1-)    (analog etwa zu "(5!)")

Dein Problem mit "a - b + c" kann ich allerdings nicht nachvollziehen.

Und gleich nochmal etwas, hierfür danke ich Archi Varius.

+ ( 0, 1 ) = 0 + 1 = ( 0, 1 ) +

! 5 = 120 = 5 !

- 1 = 1 -

Und nochmal. :)) Diesmal herzlichen Dank wieder an Klaus Didrich.

Wird den in Opal, jeder Infixoperator der nur einen Operand bekommt hinter den Operand geschrieben wird? (Das fände ich ja etwas beschränkt...)

Es ist viel schlimmer :-) Es ist beides möglich. Du kannst jeden einstelligen Operator auch hinter den Operanden schreiben, dazu brauchst Du keine besondere Deklaration.

Ob man IF <>?(S) THEN ... oder IF S <>? THEN ... schreibt, macht keinen Unterschied. Eine Mischung aus Postfix- und Infix-Applikationen kann der Compiler leider nicht analysieren, da kommt dann die Meldung "no possible bracketing for infix found". In dem Fall hilft Klammern: (5!) + 3, (S#) > 0

Auch bei zweistelligen Funktionen kann man es sich aussuchen, ob man die Präfix- oder die Infixschreibweise vorzieht: +(5,3) oder 3 + 5 sind beide erlaubt.

Opal und Zugriffsrechte (ext2 versus fat)

Herzlichen Dank für diesen Tip an Thomas Brinker!

Du setzt Opal unter Linux ein

Opal-fehlermeldung: Operation not permitted

Grund: Die Dateien liegen nicht in einer ext2-Partition sondern in einer FAT-Partition. (in FAT geht das mit den named Pipes nicht)

Abhilfe:

Dateien in ext2 Partition umkopieren. Alternativ die aktuelle Opal-Version 2.3m benutzen, wenn /tmp auf einer Partition liegt, die named Pipes unterstützt.

Du setzt Opalix unter VirtualBox mit Shared Folders ein

Im Grunde das gleiche wie vorher, siehe Opalix-Seite.

Fehler in Zeile 1

Bei einem ansonsten korrekten Programm hat mich diese Fehlermeldung vorhin eine laaange Fehlerjagd gekostet...

Person.impl>e Birthday(date(30,12,"79"!)
ERROR [at 1.3-1.4]: Expected was `)' instead of `IN'
ERROR [check]: language error
aborted

In diesem Fall hatte ich auf der Eingebe-Zeile im Interpreter eine schließende Klammer vergessen. :))

Man kann diese Fehler recht leicht erkennen. Sie finden immer auf Zeile _1_ Statt. Das ist die Eingabe-Zeile in der Shell. :)) (" ERROR [at 1.3-1.4]:")

Hilfreiche Tipps

Zwischenergebnisse zur Fehlersuche ausgeben (printf-Debugging)

Oftmals wünscht man sich eine Möglichkeit, Zwischenergebnisse auf der Konsole auszugeben, z.B. um Fehler zu finden und den Programmablauf zu verfolgen. Da man in einer rein-funktionalen Sprache wie Opal nicht einfach ein printf einfügen kann, muss man etwas tricksen. Mit Hilfe der "Funktion" EXEC aus der Com-Struktur kann aus dem Ablauf heraus Text ausgeben, da sie eine Möglichkeit darstellt, Seiteneffekte auszufühen. Das sieht dann so aus:

SIGNATURE DebugHelper[ResultType]

SORT ResultType

FUN || : ResultType ** denotation -> ResultType

IMPLEMENTATION DebugHelper[ResultType]

IMPORT	Com		COMPLETELY
	Stream		COMPLETELY
	ComCompose	COMPLETELY

FUN || : ResultType ** denotation -> ResultType
DEF result || msg == EXEC(writeLine(stdOut, msg); succeed(result))

Speichert die beiden Code-Schnippsel in den Dateien DebugHelper.{sign,impl} und schon könnt ihr auf einfachste Weise Debug ausgaben machen. Schreibt dafür einfach die Debugausgabe auf die rechte Seite des "Debugoperators" ||.

Beispiel:

IMPLEMENTATION Beispiel

IMPORT 	Nat 		COMPLETELY
	NatConv		COMPLETELY
	Denotation	COMPLETELY
	DebugHelper	COMPLETELY

FUN foo: nat ** nat -> nat
DEF foo(x, y) ==
  LET
    res == (x + y) 	|| "in x=" ++ `(x) ++ " y=" ++ `(y)
  IN
    res 		|| "out =" ++ `(res)

Output:

Beispiel.impl>e foo(2,3)
starting evaluator process
in x=2 y=3                   <<----- Debug
out =5                       <<----- Infos
5
Beispiel.impl> 

Ähnliche Funktionalität bietet auch die DEBUG Struktur aus der Bibliotheca Opalica, allerdings sind dort die Funktionen IMHO nicht ganz so schön einzubauen.

Syntax Highlighting

Anleitungen und Vorgaben zum Opal Syntax-Highlighting finden sich auf einer extra Seite.

Opal-Quelltexte mit TeX/LaTeX setzen

TeX/LaTeX ist ein sehr mächtiges Textsatzsystem, das für kleinere Dokumente über Diplomarbeiten bis hin zu kompletten Büchern verwendet werden kann.

Da liegt es nahe, einfach auch Hausaufgaben optisch ansprechend in hoher Qualität damit setzen zu lassen.

Für das Setzen von Quellcodes gibt es u.a. das Listings-Package für TeX/LaTeX. Doch weil die Einarbeitung etwas Zeit braucht, gibt es unter [1] eine kurze Anleitung mit allem, was man so braucht, um schnell zu guten Ergebnissen zu kommen.

Opal für Windows

Kurz: Es gibt kein Opal für Windows.

Lang: Jedenfalls in keiner benutzbaren Fassung. Im Rahmen einer Dissertation entsteht zwar Opal.NET (also Opal für die MS .NET Plattform), diese Version wird jedoch vorraussichtlich nicht als "stable release" erscheinen.

Opal unter Cygwin

Opal unter Cygwin wird nicht von der PSS Gruppe unterstützt und funktioniert erfahrungsgemäß nicht.

Erfahrungsbericht von Tobias Deichmann in der Info1 Newsgroup:

...also ich hab mich da letztes Jahr knapp 4 Wochen lang dran probiert und kann dir nur einen Tipp geben: Lass es.

Hab es zwar soweit geschafft, dass wenigstens einige Kommandozeilenbasierende OPAL-Programme wenigstens halbwegs fehlerfrei liefen (ok, sie stürzten trotzdem einigermaßen oft ab oder wir man das auch immer bezeichnen möchte), aber das richtige Problem kommt erst, wenn du das Ganze dann noch mit der grafischen Java Benutzeroperfläche (kurz GUI) von OPAL verwenden willst. Da funktioniert dann gar keins der Programme, es zerschießt dir dabei regelmäig die komplette cygwin bzw. OPAL Installation und es ist einfach nervig. Mein Rat an dich ist also, es lieber mit Opalix oder sonstwas zu probieren, als dich durch cygwin zu quälen, denn das führt eigentlich zu nichts...

Als Alternative bieten sich Opalix und Opal für Linux an.

Opal via SSH

Eine weitere Möglichkeit Opal von Zuhause aus zu benutzen ist sich über SSH auf einen der Uni-Server zu verbinden und so "remote" zu arbeiten. Welche Server zur Verfügung stehen und wie SSH benutzt wird steht auf der SSH-Seite.