PascalABC.NET
PascalABC.NET | |
---|---|
Семантика | императивная |
Класс языка | мультипарадигменный: структурное, объектно-ориентированное, обобщённое, процедурное программирование, функциональное программирование |
Тип исполнения | компилятор |
Появился в | 2007 |
Автор | PascalABC.NET Compiler Team |
Расширение файлов |
.pas |
Выпуск | 3.9.0 сборка 3419 (22.01.2024) |
Система типов | статическая |
Основные реализации |
PascalABC.NET, Pascal ABC (поддержка прекращена) |
Испытал влияние | Паскаль, Delphi, C#, Python, Kotlin |
Лицензия | LGPL |
Сайт | pascalabc.net |
Платформа | .NET CLR (WinXP и старше), Mono (Linux, MacOS) |
PascalABC.NET — язык программирования Паскаль нового поколения, включающий классический Паскаль, большинство возможностей языка Delphi, а также ряд собственных расширений. Он реализован на платформе Microsoft.NET и содержит все современные языковые средства: внутриблочные описания, автоопределение типа, кортежи, срезы, классы, перегрузку операций, интерфейсы, обработку исключений, обобщенные классы и подпрограммы, лямбда-выражения, средства параллельного программирования.
PascalABC.NET позиционируется разработчиками как язык программирования для сферы образования и научных исследований.
PascalABC.NET является мультипарадигменным языком: на нём можно программировать в структурном, объектно-ориентированном и функциональном стилях.
PascalABC.NET — это также простая и мощная интегрированная среда разработки, поддерживающая технологию IntelliSense, содержащая средства автоформатирования, встроенный отладчик и встроенный дизайнер форм, функционирующая на Windows и Linux Кроме того, консольный компилятор PascalABC.NET функционирует на MacOS под Mono.
История развития
[править | править код]В 2003 году на факультете математики, механики и компьютерных наук ЮФУ была создана учебная среда программирования Pascal ABC. Система представляла собой интегрированную оболочку со встроенным интерпретатором языка программирования Паскаль, близкого к языку Delphi. Несмотря на неполную реализацию языка, она стала удачной заменой устаревшей системе Turbo Pascal в первоначальном обучении программированию. Как учебную систему её использовали во многих регионах СНГ.
В 2005—2006 годах система была полностью переработана: изменена её архитектура — на полноценный компилятор языка, близкого к Delphi, с расширениями, связанными с платформой .NET. Новая система получила название PascalABC.NET. В июне 2009 года появилась первая стабильная версия PascalABC.NET 1.2.
В сентябре 2009 г. появилась веб-среда разработки WDE, не требующая установки PascalABC.NET на локальный компьютер и позволяющая запускать программы на PascalABC.NET непосредственно из окна браузера. Веб-среда разработки была закрыта в октябре 2017 года.
В августе 2011 г. осуществлен переход на .NET 4.0 (версия 1.8).
В феврале 2013 г. вышла версия PascalABC.NET 2.0 с дизайнером форм и поддержкой проектов.
15 мая 2013 г. вышла версия 2.1 с английской локализацией интерфейса и сообщений об ошибках.
15 февраля 2014 г. вышла версия PascalABC.NET 2.2. Многократно ускорено обращение к символам строки на запись.
28 августа 2015 г. вышла версия PascalABC.NET 3.0. PascalABC.NET стал свободным и распространяется под лицензией LGPLv3.
12 февраля 2016 г. вышла версия PascalABC.NET 3.1. Появились кортежи и срезы, значительно обновлена стандартная библиотека.
29 августа 2016 г. вышла версия PascalABC.NET 3.2. Появились операторы yield и yield sequence, обновлена стандартная библиотека.
30 августа 2017 г. вышла версия PascalABC.NET 3.3. Появились стандартные модули GraphWPF и Graph3D (для Windows Vista и выше), упрощенный цикл loop, операция безопасного среза, кортежное присваивание, поддержка Nullable-типов. Добавлена украинская локализация интерфейса и сообщений об ошибках.
11 февраля 2018 г. вышла версия PascalABC.NET 3.3.5. Добавлен стандартный модуль NumLibABC (учебная библиотека численных методов), реализованы форматные строки и операция возведения в степень. В полную версию дистрибутива (для Windows Vista и выше) интегрирована .NET 4.7.1, для Windows XP оставлен дистрибутив с .NET 4.0.
25 мая 2018 г. вышла версия PascalABC.NET 3.4. Реализовано некоторое подмножество Pattern Matching, расширенный оператор is.
1 сентября 2018 г. вышла версия PascalABC.NET 3.4.2. Реализованы расширенные свойства, расширенные индексные свойства и автосвойства, добавлен модуль WPFObjects как замена устаревшему ABCObjects.
25 мая 2019 г. вышла версия PascalABC.NET 3.5. В Pattern Matching добавлена возможность сопоставления со списками, кортежами и константами.
16 января 2020 г. вышла версия PascalABC.NET 3.6.0. Реализована операция ..
, возвращающая IntRange
или CharRange
в зависимости от контекста, а также условная операция: var min := if a < b then a else b;
7 мая 2020 г. вышла версия PascalABC.NET 3.6.3. Реализована операция доступа по индексу с конца a[^1]
для массивов, списков и строк. Реализована возможность использовать срезы в левой части оператора присваивания: a[:2] := a[3:5]
. Значительно ускорен перенаправленный ввод
8 августа 2020 г. вышла версия PascalABC.NET 3.7. Реализованы распаковка последовательности в переменные, массивы-значения в виде |1,3,5,7,9|
, запись программ без внешнего begin-end
с использованием ##
(## Print(2*2)
)
7 марта 2021 г. вышла версия PascalABC.NET 3.8. Реализованы расширенный оператор foreach
(foreach var (x,y) in a
), литералы для BigInteger
в виде 1bi
, срезы многомерных массивов в виде m[:,:]
, m[^1,:]
, лямбда-выражения с распаковкой параметров (s.Where(\(name,age) -> age >= 18)
).
24 августа 2021 г. вышла версия PascalABC.NET 3.8.1. Реализован атрибут [Cache] для кеширования результатов функции, полноценная директива {$zerobasedstrings}, стандартный модуль PlotWPF.
9 марта 2022 г. вышла версия PascalABC.NET 3.8.3. Реализованы конструкции for var i:=1 to 6 step 2 do
и foreach var x in a index i do
10 июля 2023 г. вышла версия PascalABC.NET 3.9.0. Реализована ковариантность параметров обобщенных типов, именованные аргументы. Реализована Linux-версия IDE. Добавлен стандартный модуль LightPT легковесной автоматической проверки заданий.
Особенности языка
[править | править код]Расширения языка Паскаль
[править | править код]- Операторы
+= -= *= /=
- Операция
**
для возведения в степень - Внутриблочные описания переменных
- Описание переменных в заголовке цикла
for
- Инициализация переменной при описании (
var n: integer := 10;
) - Автоопределение типа переменной при инициализации (
var x := 1;
) - Цикл
foreach
- Упрощенный цикл
loop
- Подпрограммы с переменным числом параметров
- Множества
set
на базе произвольных типов (set of integer
) case
по строкам- Методы в записях
- Возможность определять методы как внутри, так и вне интерфейса класса или записи
- Наряду со стандартным, упрощённый синтаксис модулей
- Операция
new
для вызова конструктора - Инициализаторы полей классов и записей
- Перегрузка операций
- Автоклассы
- Безымянные классы
- Лямбда-выражения
- Тип функции в стиле
T->T
- Тип кортежа в стиле
(T1,T2)
- Тип последовательности
sequence of T
- Кортежное присваивание
(a,b) := (b,a)
- Срезы
a[from:to:step]
и безопасные срезыa?[from:to:step]
для массивов, списков и строк - Многомерные срезы
a[:,:10]
- Операторы
yield
иyield sequence
для генерации последовательностей - Оператор
match ... with
сопоставления с образцом - Расширенная операция
is
- Расширенные свойства, автосвойства
- Интерполяция строк
- Индексация с конца:
a[^1] := 777;
- Диапазоны
..
и цикл по диапазону:foreach var i in 1..10 do Print(i);
- Цикл
for
с шагом:for var i:=1 to 10 step 2 do Print(i);
- Цикл
foreach
с индексом:foreach var x in Arr(1,3,5) index i do Println(i,x);
- Распаковка параметров лямбда-выражений
\(x,y) -> x + y
- Частичная поддержка директив OpenMP
- Ковариантность параметров обобщенных типов
- Именованные аргументы
Особенности языка, связанные с платформой .NET
[править | править код]- Все типы — наследники класса Object
- Стандартный тип BigInteger
- Форматные строки
- Многомерные динамические массивы
- Интерфейсы .NET
- Подключение пространств имен .NET в разделе
uses
- Обобщённые классы, интерфейсы, подпрограммы и процедурные переменные
- Автоматическая сборка мусора для объектов
- Атрибуты
- Методы расширения
- Поддержка неуправляемого кода через external
- Типы
type?
, допускающие значениеnil
(синонимNullable<T>
)
Программирование в функциональном стиле
[править | править код]Функции в PascalABC.NET являются объектами первого класса - их можно присваивать переменным, передавать как параметры и возвращать из других функций. Тип функции задается в виде T -> Res, переменной такого типа может быть присвоена анонимная функция:
var f: real -> real := x -> x*x;
Ниже демонстрируется пример суперпозиции двух функций:
function Super<T,T1,T2>(f: T1 -> T2; g: T -> T1): T -> T2 := x -> f(g(x));
var f: real -> real := x -> x*x;
var fg := Super(f,Sin);
var gf := Super(Sin,f);
Print(fg(2));
Print(gf(2));
Операция суперпозиции определена над функциями в стандартной библиотеке:
var f: real -> real := x -> x*x;
Print((f*Cos)(2));
Print((Cos*f)(2));
В книге "How To Program Effectively In Delphi"[1] и в одноимённом цикле видео[2] программист и специалист в области преподавания компьютерных наук доктор Кевин Бонд[3] отмечает мощные функциональные возможности PascalABC.NET, отсутствующие в Delphi. В качестве примера подробно рассматривается[2][4] частичное применение функции:
var f: real -> real -> real := x -> y -> x + y;
Print(f(2)(3));
Стандартные модули
[править | править код]Поскольку в PascalABC.NET можно пользоваться всеми библиотеками платформы .NET, стандартные модули немногочисленны и ориентированы на обучение:
- Модуль растровой графики GraphWPF
- Модуль растровой графики GraphABC (для Linux)
- Модуль 3D графики и анимации Graph3D (на основе свободной библиотеки Helix Toolkit)
- Модуль векторной графики WPFObjects
- Модуль векторной графики ABCObjects (устаревший)
- Модуль FormsABC для создания графических интерфейсов (на базе технологии Windows Forms)
- Модуль NumLibABC (библиотека численных методов)
- Модуль PlotWPF для визуализации данных
- Модули исполнителей Робот и Чертёжник (школьная информатика)
- Модуль электронного задачника Programming Taskbook (базовая версия)
Примеры программ
[править | править код]Пример 1. Поменять местами первую и вторую половины массива
[править | править код]begin
var a := ArrGen(10, i->2*i+1);
a.Println;
Assert(a.Length mod 2 = 0);
var n := a.Length div 2;
a := a[n:] + a[:n];
a.Println;
end.
Пример 2. 100!
[править | править код]begin
var P := 1bi;
for var i := 1 to 100 do
P := P * i;
Println(P);
end.
Пример 3. Вывести все числа Фибоначчи, меньшие 1000
[править | править код]begin
SeqWhile(1, 1, (x, y) -> x + y, x -> x < 1000).Print;
end.
Пример 4. Нахождение наибольшего общего делителя двух чисел
[править | править код]begin
var (a, b) := ReadInteger2;
while b <> 0 do
(a, b) := (b, a mod b);
var НОД := Abs(a);
НОД.Print;
end.
Пример 5. Частотный словарь слов в файле
[править | править код]begin
var D := new Dictionary<string, integer>;
foreach var s in ReadLines('words.txt') do
foreach var word in s.ToWords do
D[word] := D.Get(word) + 1;
D.PrintLines;
end.
Пример 5а. Частотный словарь слов в файле. Решение в функциональном стиле
[править | править код]begin
ReadLines('words.txt').SelectMany(s -> s.ToWords).GroupBy(v -> v).ToDictionary(x -> x.Key, x -> x.Count).PrintLines;
end.
Пример 6. Максимальные значения в столбцах матрицы
[править | править код]begin
var (M, N) := (4, 5);
var A := MatrRandom(M, N);
A.Println;
A.Cols.Select(col -> col.Max).Println;
end.
Пример 7. Параллельное умножение матриц с использованием директив OpenMP
[править | править код]procedure Mult(a, b, c: array [,] of real; n: integer);
begin
{$omp parallel for}
for var i := 0 to n - 1 do
for var j := 0 to n - 1 do
begin
var cc := 0.0;
for var l := 0 to n - 1 do
cc += a[i, l] * b[l, j];
c[i, j] := cc;
end;
end;
const N = 1000;
begin
var A := MatrRandomReal(N, N, 1, 1.1);
var B := MatrRandomReal(N, N, 1, 1.1);
var C := new real[N, N];
Mult(A, B, C, N);
Writeln(MillisecondsDelta / 1000);
end.
Лицензия
[править | править код]PascalABC.NET (начиная с версии 3.0) является свободным программным обеспечением, распространяемым под лицензией LGPLv3.
Аудит исходного кода
[править | править код]В 2017[5] и 2022[6] годах был проведён независимый аудит публичного репозитория исходного кода PascalABC.NET при помощи статического анализатора PVS-Studio. По результатам проверок сформированы списки потенциально опасных ситуаций в коде, требующих дополнительного анализа со стороны разработчиков. Также отмечено, что общее качество кода можно улучшить. Для этого необходимо устранить дублирования кода, избыточные проверки, а также более аккуратно проводить рефакторинг.
Примечания
[править | править код]- ↑ Kevin R. Bond. Chapter 44. Anonymous methods // How to Program Effectively in Delphi for AS/A Level Computer Science. — Educational Computing Services Ltd, 2021. — 1200 с.
- ↑ 1 2 Kevin Bond. How to Program Effectively in Delphi. Lesson 44. Part 1 (англ.). Дата обращения: 4 апреля 2023. Архивировано 4 апреля 2023 года.
- ↑ Brief biography Dr Kevin R Bond (англ.). Educational Computing Services Ltd. Дата обращения: 4 апреля 2023. Архивировано 4 апреля 2023 года.
- ↑ Delphi Boot Camp 2022 - Delphi and functional programming using anonymous methods (англ.). Дата обращения: 4 апреля 2023. Архивировано 4 апреля 2023 года.
- ↑ Проверяем проект PascalABC.NET с помощью плагинов для SonarQube: SonarC# и PVS-Studio . PVS-Studio (29 марта 2017). Дата обращения: 4 апреля 2023. Архивировано 4 апреля 2023 года.
- ↑ PascalABC.NET, повторная проверка . Хабр (25 января 2022). Дата обращения: 4 апреля 2023. Архивировано 4 апреля 2023 года.
Ссылки
[править | править код]- Сайт проекта «Система программирования PascalABC.NET»
- Публичный репозиторий исходного кода языка на Github
- Описание языка PascalABC.NET
- Официальный телеграм-канал PascalABC.NET
- Электронный задачник по программированию Programming Taskbook
- Форум PascalABC.NET
- Курс "PascalABC.NET: современный код" на Stepik
Литература
[править | править код]- Михалкович С.С. Учебная система программирования PascalABC // Научно-методическая конференция «Современные информационные технологии в образовании: Южный Федеральный округ» 13—14 мая 2004 / Крукиер Л.А., Муратова Г.В.. — Ростов-на-Дону: ЮГИНФО РГУ, 2004. — С. 156—158. — 252 с. — 200 экз.
- Михалкович С.С. Учебная система программирования PascalABC: опыт разработки и использования // Вторая международная научно-практическая конференция «Современные информационные технологии и ИТ-образование»: Сборник трудов. — М., 2006. — С. 394—399.
- Водолазов Н.Н., Михалкович С.С., Ткачук А.В. Опыт разработки учебного языка программирования для платформы .NET // Научно-методическая конференция «Современные информационные технологии в образовании: Южный Федеральный округ» 26—29 апреля 2007 / Крукиер Л.А., Муратова Г.В.. — Ростов-на-Дону: Изд-во «ЦВВР», 2007. — С. 71—73. — 312 с. — 250 экз. — ISBN 978-5-94153-146-2.
- Михалкович С.С., Абрамян М.Э. Основы программирования на языке PascalABC.NET. Скалярные типы данных, управляющие операторы, знакомство с массивами, процедуры и функции, работа с графикой. — Ростов-на-Дону: Изд-во Южного федерального университета, 2017. — 246 с. — ISBN 978-5-9275-2493-8.
- Долинер Л.И. Основы программирования в среде PascalABC.NET. — Екатеринбург: Изд-во «Уральский федеральный университет», 2014. — 128 с. — ISBN 978-5-7996-1260-3.
- Осипов А.В. PascalABC.NET: Введение в современное программирование. — Ростов-на-Дону: Интернет-издание, 2019. — 572 с.
- Осипов А.В. PascalABC.NET: выбор школьника. Часть 1.. — Ростов-на-Дону: Изд-во Южного федерального университета, 2020. — 152 с. — 150 экз.