Роман Сузи - Язык программирования Python
label.setText("%s x %s" % (X, Y))
for i in range(100):
x1, y1 = random.randint(1, X), random.randint(1, Y)
x2, y2 = random.randint(1, X), random.randint(1, Y)
g.drawLine(x1, y1, x2, y2)
# Метки, кнопки и т.п.
panel = Panel(layout=BorderLayout())
label = Label("Size", Label.RIGHT)
panel.add(label, "North")
button = Button("QUIT", actionPerformed=lambda e: System.exit(0))
panel.add(button, "South")
lines = Lines()
panel.add(lines, 'Center')
# Запуск панели в окне
import pawt
pawt.test(panel, size=(240, 240))
Программы на Jython можно компилировать в Java и собирать в jar–архивы. Для создания jar–архива на основе модуля (или пакета) можно применить команду jythonc, которая входит в комплект Jython. Из командной строки это можно сделать примерно так:
jythonс–d–c–j lns.jar lines.py
Для запуска приложения достаточно запустить lines из командной строки:
java–classpath "$CLASSPATH" lines
В переменной $CLASSPATH должны быть пути к архивам lns.jar и jython.jar.
Prolog
Для тех, кто хочет использовать Prolog из Python, существует несколько возможностей:
• Версия GNU Prolog (сайт: http://gprolog.sourceforge.net) интегрируется с Python посредством пакета bedevere (сайт: http://bedevere.sourceforge.net)
• Имеется пакет PyLog (http://www.gocept.com/angebot/opensource/Pylog) для работы с SWI–Prolog (http://www.swi–prolog.org) из Python
• Можно использовать пакет pylog (доступен с сайта: http://christophe.delord.free.fr/en/pylog/), который добавляет основные возможности Prolog в Python
Эти три варианта реализуют различные способы интеграции возможностей Prolog в Python. Первый вариант использует SWIG, второй организует общение с Prolog–системой через конвейер, а третий является специализированной реализацией Prolog.
Следующий пример показывает использование модуля pylog:
from pylog import *
exec(compile(r"""
man('Socrates').
man('Democritus').
mortal(X) :- man(X).
"""))
WHO = Var()
queries = [mortal('Socrates'),
man(WHO),
mortal(WHO)]
for query in queries:
print "?", query
for _ in query():
print " yes:", query
Что выдает результат:
? mortal(Socrates)
yes: mortal(Socrates)
? man(_)
yes: man(Socrates)
yes: man(Democritus)
? mortal(_)
yes: mortal(Socrates)
yes: mortal(Democritus)
Разумеется, это не «настоящий» Prolog, но с помощью модуля pylog любой, кому требуются логические возможности Prolog в Python, может написать программу с использованием Prolog–синтаксиса.
OCaml
Язык программирования OCaml — это язык функционального программирования (семейства ML, что означает Meta Language), созданный в институте INRIA, Франция. Важной особенностью OCaml является то, что его компилятор порождает исполняемый код, по быстродействию сравнимый с С, родной для платформ, на которых OCaml реализован. В то же время, будучи функциональным по своей природе, он приближается к Python по степени выразительности. Именно поэтому для OCaml была создана библиотека Pycaml, фактически реализующая аналог C API для OCaml. Таким образом, в программах на OCaml могут использоваться модули языка Python, в них даже может быть встроен интерпретатор Python. Для Python имеется большое множество адаптированных C–библиотек, это дает возможность пользователям OCaml применять в разработке комбинированное преимущество Python и OCaml. Минусом является только необходимость знать функции Python/C API, имена которого использованы для связи OCaml и Python.
Следующий пример (из Pycaml) показывает программу для OCaml, которая определяет модуль для Python на OCaml и вызывает встроенный интерпретатор Python:
let foo_bar_print = pywrap_closure
(fun x -> pytuple_fromarray (pytuple_toarray x)) ;;
let sd = pyimport_getmoduledict () ;;
let mx = pymodule_new "CamlModule" ;;
let cd = pydict_new () ;;
let cx = pyclass_new (pynull (), cd, pystring_fromstring "CamlClass") ;;
let cmx = pymethod_new (foo_bar_print,(pynull ()),cx) ;;
let _ = pydict_setitemstring (cd, "CamlMethod", cmx) ;;
let _ = pydict_setitemstring (pymodule_getdict mx, "CamlClass", cx) ;;
let _ = pydict_setitemstring (sd, "CamlModule", mx) ;;
let _ = pyrun_simplestring
("from CamlModule import CamlClassn" ^
"x = CamlClass()n" ^
"for i in range(100000):n" ^
" x.CamlMethod(1,2,3,4)n" ^
"print 'Done'n")
Pyrex
Для написания модулей расширения можно использовать специальный язык — Pyrex — который совмещает синтаксис Python и типы данных C. Компилятор Pyrex написан на Python и превращает исходный файл (например, primes.pyx) в файл на C — готовый для компиляции модуль расширения. Язык Pyrex заботится об управлении памятью, удаляя после себя ставшие ненужными объекты. Пример файла из документации к Pyrex (для вычисления простых чисел):
def primes(int kmax):
cdef int n, k, i
cdef int p[1000]
result = []
if kmax > 1000:
kmax = 1000
k = 0
n = 2
while k < kmax:
i = 0
while i < k and n % p[i] <> 0:
i = i + 1
if i == k:
p[k] = n
k = k + 1
result.append(n)
n = n + 1
return result
В результате применения компилятора Pyrex, нехитрой компиляции и компоновки (с помощью GCC):
pyrexc primes.pyx
gcc primes.c -c -fPIC -I /usr/local/include/python2.3
gcc -shared primes.o -o primes.so
Получается модуль расширения с функцией primes():
>>> import primes
>>> primes.primes(25)
[2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19, 23, 29, 31, 37, 41, 43, 47, 53, 59, 61,
67, 71, 73, 79, 83, 89, 97]
Разумеется, в Pyrex можно использовать C–библиотеки, именно поэтому он, как и SWIG, может служить для построения оберток C–библиотек для Python.
Следует отметить, что для простых операций Pyrex применяет C, а для обращения к объектам Python — вызовы Python/C API. Таким образом, объединяется выразительность Python и эффективность C. Конечно, некоторые вещи в Pyrex не доступны, например, генераторы, списковые включения и Unicode, однако, цель Pyrex — создание быстродействующих модулей расширения, и для этого он превосходно подходит. Ознакомится с Pyrex можно по документации (которая, к сожалению, есть пока только на английском языке).
Заключение
В этой лекции кратко рассматривались основные возможности интеграции интерпретатора Python и других систем программирования. Базовая реализация языка Python написана на C, поэтому Python имеет программный интерфейс Python/C API, который позволяет программам на C/C++ обращаться к интерпретатору Python, отдельным объектам, модулям и типам данных. Состав Python/C API достаточно обширен, поэтому речь шла лишь о некоторых основных его элементах.
Был рассмотрен процесс написания модуля расширения на C как напрямую, так и с использованием генератора интерфейсов SWIG. Также кратко говорилось о возможности встраивания интерпретатора Python в программу на С или OCaml.
Язык Python (с помощью специальной его реализации — Jython) прозрачно интегрируется с языком Java: в Python-программе, выполняемой под Jython в Java-апплете или Java–приложении, можно использовать практически любые Java–классы.
На примере языка Prolog были показаны различные подходы к добавлению возможностей логического вывода в Python–программы: независимая реализация Prolog-машины, связь с Prolog-интерпретатором через конвейер, связь через Python/C API.
Интересный гибрид C и Python представляет из себя язык Pyrex. Этот язык создан с целью упростить написание модулей расширения для Python на C, и использует структуры данных C и подобный Python синтаксис. Несмотря на некоторые смысловые и синтаксические отличия как от C, так и от Python, язык Pyrex помогает существенно сократить время разработки модулей расширения, сохранив эффективность компилятора C и знакомый синтаксис Python.
В данной лекции не были представлены другие возможности интеграции, например библиотека шаблонов C++ Boost Python, которая позволяет интегрировать Python и C++. Кроме того, из Python можно использовать библиотеки, написанные на Фортране (проект F2PY).
Развитые и гибкие интеграционные возможности Python являются его основным преимуществом в качестве языка для интеграции приложений. Из лекции нетрудно заключить, что Python легко взаимодействует с другими системами.
Ссылки
Библиотека Boost Python для C++ http://www.boost.org
14. Лекция: Устройство интерпретатора языка Python.
В этой лекции сделана попытка пролить свет на внутреннее устройство интерпретатора Python. Для иллюстрации работы интерпретатора рассматриваются отладчик, профайлер и «дизассемблер».
Лексический анализ
Лексический анализатор языка программирования разбивает исходный текст программы (состоящий из одиночных символов) на лексемы — неделимые «слова» языка.
