שאלת מבחן בשפות תכנות - האוניברסיטה הפתוחה 2023 - מפרשים

שאלה זו עוסקת בשדרוג של שפת "ויהי" (שפת LET המתוארת בספר הלימוד בפרק 3, עמודים 60–74) כך שתתמוך בחריגות (exceptions) כפי שמקובל במגוון שפות תכנות. נוסיף לשפה ביטויים חדשים: **ביטוי `try-exp`:** ``` Expression ::= try { Expression } { catch [ Except ] : Expression ; }* { finally : Expression ; }* ``` ייצוג פנימי: `try-exp (exp1 excpts excptexps finexps)` **ביטוי `throw-exp`:** ``` Expression ::= throw Except ``` ייצוג פנימי: `throw-exp (excpt)` **`Except` ו-`message`:** ``` Except ::= message Exception (msg) message ::= general | not a number | not a boolean | environment ``` **סמנטיקה של `try-exp`:** - `exp1` הוא הביטוי בבלוק ה-`try`. - `excpts` הוא רשימת החריגות שב-`catch`; החריגה הראשונה ברשימה המתאימה לחריגה שנזרקה תטופל. - `excptexps` הוא רשימת הביטויים המתאימים לחריגות ב-`catch`. - `finexps` הוא הביטוי ב-`finally` (רשימה ריקה או אחת); מבוצע תמיד בסוף. **סמנטיקה של `throw-exp`:** זורק חריגה מהסוג המצוין. **משימה:** ממשו את השינויים הדרושים בשפת "ויהי" בתוך שפת LET כך שתתמוך בחריגות. במקום הדפסת הודעת שגיאה, יש להחזיר חריגה מתאימה. עדכנו את כל הביטויים בקוד שמדפיסים הודעת שגיאה ובמקומם יחזירו חריגה מתאימה. עדכנו גם את כל המקומות בקוד המדפיסים הודעת שגיאה כך שבמקומם יחזירו חריגה מתאימה. **הנחיות לפתרון:** 1. הקפידו על כתב ברור, ועל קוד מבני ומסודר. 2. הקפידו על פתיחת וסגירת סוגריים במקומות הנכונים. 3. הפתרון אמור לשמור על הגדרות השפה המקוריות (פרט למקרים בהם נדרש שינוי כזה במפורש בשאלה). 4. על מנת לפשט קוד ארוך, כדאי ורצוי להיעזר בכתיבת פרוצדורות עזר (מחוץ ל-`value-of` או כאלה המוטמעות בתוכו). 5. בפתרונכם, הקפידו על אבחנה ושימוש נכון בין ביטויי (expression) לבין תוצאת חישוב ביטויי (expval) לבין identifier. 6. ניקוד יורד על אי ניתוח ומימוש נכון של הדקדוק הנתון בשאלה.

רמז: יש להוסיף מקרים ל-`value-of` עבור `try-exp` ו-`throw-exp`, ולהחליף את כל קריאות `eopl:error` במקום ה-interpreter בהחזרת ערך `excp-val (Exception ...)` המתאים. טפלו ב-`try-exp` על ידי חישוב `exp1`; אם תוצאתו היא `excp-val`, בדקו אם החריגה מופיעה ברשימת ה-`catch` וחשבו את הביטוי המתאים, ולאחר מכן בצעו את ה-`finally`.

פתרון: יש להוסיף לפרוצדורת `value-of` שני מקרים חדשים: **טיפול ב-`throw-exp`:** ```scheme (throw-exp (excpt) (excp-val (Exception excpt))) ``` כאשר `excpt` הוא סוג החריגה (מחרוזת/סמל כגון `"general"`, `"not a number"` וכד'), פשוט מחזירים `excp-val` המכיל `Exception` עם ה-message. **טיפול ב-`try-exp`:** ```scheme (try-exp (exp1 excpts excptexps finexps) (let ((val1 (value-of exp1 env))) (let ((result (if (excp-val? val1) (let ((excpt (Exception->msg (expval->excp val1)))) (let ((idx (list-index (lambda (e) (equal? e excpt)) excpts))) (if idx (value-of (list-ref excptexps idx) env) val1))) val1))) (if (null? finexps) result (begin (value-of (car finexps) env) result))))) ``` **עדכון שגיאות בשאר המפרש:** בכל מקום במפרש שבו הייתה קריאה כגון: ```scheme (eopl:error 'value-of "not a number ~s" val) ``` yש להחליף ב: ```scheme (excp-val (Exception "not a number")) ``` וכן: - `eopl:error` עבור בדיקת בוליאניות → `(excp-val (Exception "not a boolean"))` - `eopl:error` עבור חיפוש משתנה בסביבה → `(excp-val (Exception "environment"))` - `eopl:error` כללי → `(excp-val (Exception "general"))` **פרוצדורת `apply-environment` מעודכנת:** ```scheme (define apply-environment (lambda (env var) (cond ((empty-env? env) (excp-val (Exception "environment"))) ((eq? var (env->var env)) (env->val env)) (else (apply-environment (env->rest env) var))))) ``` **הסבר:** `try-exp` מחשב את `exp1`. אם התוצאה היא `excp-val` (חריגה), בודקים אם סוג החריגה מופיע ברשימת ה-`catch`. אם כן, מחשבים את הביטוי המתאים ברשימת `excptexps`. לבסוף, אם קיים `finally`, מבצעים אותו (ותוצאתו נזרקת) ומחזירים את התוצאה הקודמת. `throw-exp` פשוט בונה ומחזיר `excp-val` חדש. $\blacksquare$