Mython

Описание языка

Mython - интерпретатор Python-подобного языка. Он является динамически типизированным, поддерживает классы, наследование, условные операторы, операции с целыми числами, печать в поток вывода. Все методы в классах по умолчанию виртуальные.

Классы

class Rect:
  def __init__(w, h):
    self.w = w
    self.h = h

  def area():
    return self.w * self.h

Типизация

Каждая переменная определяется во время исполнения программы и может меняться в ходе её работы. Поэтому вместо «присваивания значения переменной» лучше говорить о «связывании значения с некоторым именем». Как следствие при первом использовании переменной не надо указывать её тип.

x = 4           # переменная x связывается с целочисленным значением 4
x = 'hello'     # следующей командой переменная x связывается со строковым значением 'hello'
y = True
x = y  

Операции

В языке Mython определены:

• арифметические операции для целых чисел (деление выполняется нацело),
• операция конкатенации строк,
• операции сравнения строк и целых чисел на «равно/не равно», «больше/меньше», «больше или равно/меньше или равно»; при этом сравнение строк выполняется лексикографически.

Функция str

Функция str преобразует переданный ей аргумент в строку. Если аргумент является объектом класса, она вызывает у него специальный метод __str__ и возвращает его результат. Если метода __str__ в классе нет, она возвращает строковое представление адреса объекта в памяти. Примеры:

• str('Hello') вернёт строку Hello
• str(100500) вернёт строку 100500
• str(False) вернёт строку False
• str(Rect(3, 4)) вернёт адрес объекта в памяти, например '0x2056fd0'

Теперь добавим в класс Rect метод __str__:

class Rect(Shape):
  def __init__(w, h):
    self.w = w
    self.h = h

  def __str__():
    return "Rect(" + str(self.w) + 'x' + str(self.h) + ')'
    # str(Rect(3, 4)) вернёт строку Rect(3x4). 

Команда print

Специальная команда print принимает набор аргументов, разделённых запятой, печатает их в стандартный вывод и дополнительно выводит перевод строки.

x = 4
w = 'world'
print x, x + 6, 'Hello, ' + w
# выведет 4 10 Hello, world

Обратите внимание, что команда print вставляет пробел между выводимыми значениями. Если в команду print не передать аргументов, она просто выведет перевод строки. Для преобразования каждого своего аргумента в строку команда print вызывает для него функцию str. Таким образом команда print Rect(20, 15) выведет в stdout строку Rect(20x15).

Условный оператор

В языке Mython есть условный оператор, он имеет следующий синтаксис:

if <условие>:
  <действие 1>
  <действие 2>
  ...
  <действие N>
else:
  <действие 1>
  <действие 2>
  ...
 <действие M>

<условие> - это произвольное выражение, за которым следует символ двоеточия. Если условие истинно, то выполняются действия под веткой if, если ложно - действия под веткой else. Ветка else может отсутствовать. <условие> может содержать сравнения, а также логические операции and, or и not. Истинность условия определяется в зависимости от типа значения, являющегося результатом его вычисления:

• если результатом вычисления условия является значение логического типа, то для проверки истинности условия используется именно оно,
• если результатом вычисления условия является число, то условие истинно тогда и только тогда, когда это число не равно нулю, например,
• если результатом вычисления условия является строка, то условие истинно тогда и только тогда, когда эта строка имеет ненулевую длину,
• если результатом вычисления условия является объект класса, то условие истинно,
• если результатом вычисления условия является None, то условие ложно.

Обратите внимание, что действия в ветках if и else набраны с отступом в два пробела. В языке Mython команды объединяются в блоки с помощью отступов. Один отступ равен двум пробелам. Сравните:

if x > 0:
  x = x + 1
print x

if x > 0:
  x = x + 1
  print x

# Первая команда print x будет выполняться всегда, вторая - только если x > 0.

Наследование

В языке Mython у класса может быть один родительский класс. Если он есть, он указывается в скобках после имени класса и до символа двоеточия. В примере ниже класс Rect наследуется от класса Shape

class Shape:
  def __str__():
    return "Shape"

  def area():
    return 'Not implemented'

class Rect(Shape):
  def __init__(w, h):
    self.w = w
    self.h = h

  def __str__():
    return "Rect(" + str(self.w) + 'x' + str(self.h) + ')'

  def area():
    return self.w * self.h

Наследование в Mython все методы родительского класса становятся доступны классу-потомку. При этом все методы являются публичными и виртуальными. Например, код ниже выведет Hello, John:

class Greeting:
  def greet():
    return "Hello, " + self.name()

  def name():
    return 'Noname'

class HelloJohn(Greeting):
  def name():
    return 'John'

greet_john = HelloJohn()
print greet_john.greet()

Методы

Как вы могли видеть выше, методы в Mython имеют синтаксис:

def <имя метода>(<список параметров>):
  <действие 1>
  <действие 2>
  ...
  <действие N>

Команда return завершает выполнение метода из возвращает из него результат вычисления своего аргумента. Если исполнение метода не достигает команды return, метод возращает None.

Семантика присваивания

Как было сказано выше, Mython - это язык с динамической типизацией, поэтому операция присваивания имеет семантику не копирования значения в область памяти, а связывания имени переменной со значением. Как следствие, переменные только ссылаются на значения, а не содержат их копии.

class Counter:
  def __init__():
    self.value = 0

  def add():
    self.value = self.value + 1

x = Counter()
y = x
x.add()
y.add()
print x.value
#  Выведет 2, так как переменные x и y ссылаются на один и тот же объект. 

Сборка и установка

Для сборки программы необходим компилятор С++, поддерживающий стандарт не ниже С++17, CMake не ниже версии 3.21.

Сборка с помощью CMake

1. Создайте папку build для сборки программы
2. Откройте консоль в данной папке и введите в консоли : cmake ..
3. Введите команду : make или make -j<кол-во ядер процессора> для ускорения процесса сборки
4. После сборки в папке build появится исполняемый файл Mython (Mython.exe для Windows)

Работа с интерпретатором

• Подготовьте файл с корректным кодом на языке Mython.

  # Файл test.my`
  class GCD:
    def __init__():
      self.call_count = 0
  
    def calc(a, b):
      self.call_count = self.call_count + 1
      if a < b:
        return self.calc(b, a)
      if b == 0:
        return a
      return self.calc(a - b, b)
  
  x = GCD()
  print x.calc(510510, 18629977)
  print x.calc(22, 17)
  print x.calc(100, 30)
  print x.call_count

• Запустите исполняемый файл Mython (Mython.exe в Windows) с двумя параметрами : <путь к файлу с кодом> , <путь для файла с выводом>

./Mython test.my out.txt

• Если программа синтаксически корректна - в выходной файл будет выведен результат работы программы. Если в программе есть ошибки - в консоль будет выведена информация об ошибках.

# Файл out.txt
17
1
10
124