Scripting languages

Скриптовые языки. Часть1

Студент гр. 4057/2 Лев Панов

26.10.2012

Доклад на семинаре по специальности

Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет

Спиртовые напитки

2

Содержание1. Определение скриптового языка2. Сравнение компилируемых и скриптовых языков3. Разновидности скриптов по области применения4. Обзор отдельных представителей скриптовых языков

1. Unix shell – встроенный язык командного интерпретатора2. AppleScript, PowerShell – управление ОС Mac OS X и Windows3. Perl – язык извлечения данных и составления отчётов4. Python – быстрая разработка и читаемость кода5. Ruby – «настоящий объектно-ориентированный язык»6. QML – быстрая разработка мобильных приложений

5. Заключение: в чем секрет популярности скриптовых языков

Скриптовые языки. Часть1

Скриптовые языки. Часть1 3

Скриптовый язык - «высокоуровневый язык программирования для написания сценариев» (Wikipedia)

Скрипт (от англ. script – сценарий) — запись последовательности действий — программа или часть программы,

исходный код которой может быть легко получен, в том числе пользователем, и изменён в процессе использования, разработки и отладки

«A script is what you give the actors. A program is what you give the audience.» (Larry Wall)

Определение скриптового языка


Что можно считать скриптовым языком?

Для скриптового языка типично:

1. Быть интерпретируемым (возможно, с помощью байткода)

2. Высокоуровневые типы данных (списки, ассоциативные массивы и т.д.)

3. Сборщик мусора

4. Среда выполнения может быть интегрирована со скриптовой программой

5. Можно использовать модули, написанные на более низкоуровневых языках


Сравнение компилируемых и скриптовых языков

Компилируемый код• Единожды компилируется в

машинный код, а потом много раз запускается

• Оптимизация специфичных участков кода (циклов, условий) ; под конкретную архитектуру CPU

• Ошибки на этапе компиляции

• Для многоплатформенности есть множество фреймворков

Скрипт• [Транслируется в байт-код и]

выполняется интерпретатором

• Циклы и вызовы процедур не оптимизируются [не всегда так]

• Исполняется даже если есть ошибки

• Многоплатформенность есть и так


Разновидности скриптов(по области применения)

Командный скрипт -“клей”

• Склеивающая прослойка для программных компонентов• Автоматизация мелких прикладных задач• Системное администрирование

Встраиваемые и встроенные

• Расширение функциональности отдельных приложений• Игры: управление персонажами и игровой логикой• Написание плагинов• Макросы диалоговых программ• Дизайн пользовательского интерфейса

Самостоятельные• Полностью скриптовое приложение• Обработка текста• Прикладные программы и игры

Web Scripting

Lev Panov

В качестве такого примера можно взять использование процедур map() & reduce(), написанных на bash для Hadoop - на слайде про bash

Lev Panov

Считаю, что Web-скрипты являются чем-то промежуточным между интегрируемыми и самостоятельными. К первой категории их смело можно отнести исходя из того факта, что исполняются они всегда внутри специальной программы - web браузера, ко второй - потому, что на JavaScript можно написать полноценное приложение, например графический редактор или 3d игру (WebGL).

Lev Panov

Вообще думаю рассказать про JavaScript тоже, т.к. его очень удобно и просто можно синтегрировать в своё приложение, и тому есть множество примеров - тот же Qt Quick (QML) основан на JavaScript'е, и там можно вызывать методы одного из другого в обе стороны.


Обзор отдельных представителей скриптовых языков


Unix shell• Командная оболочка, доступная в абсолютно любой UNIX-

совместимой системе• Язык для автоматизации простых массовых задач• Команды — сторонние программы• Перенаправление ввода/вывода команд — построение цепочек обработки данных• Конструкции языка — простейшие условные и циклические операторы• Чистая интерпретация всегда• Переменные окружения

Shebang – начальные два символа начальной строчки скрипта, остаток строчки составляет директиву интерпретатора


Unix shell. История• 1971 Ken Thompson: Thompson shell, sh — простой интерпретатор

без возможностей программирования• 1977 Stephen Bourne: Bourne Shell, sh — скриптовый язык с

возможностью работы в качестве командного интерпретатора• 1978 Bill Joy: C Shell, csh — командный интерпретатор и скриптовый язык

с синтаксисом похожим на C• 1980 David Korn: Korn Shell, ksh — объединение лучших сторон C Shell и

Bourne Shell, с синтаксисом второго• 1989 Brian Fox: Bourne-again shell, bash — свободная,

модернизированная вариация Bourne Shell• 1990 Paul Falstad: Z Shell, zsh — расширенный Bourne Shell с некоторыми

возможностями из bash, ksh и csh


Unix shell. Примеры кода

#!/bin/bash num = 0for img in ‘find - name ’*. jpg ’ | sort ‘; do

num = ‘expr $num + 1‘if convert $ {img} ‘printf "page-%02d.png" $num‘; then

rm img else

echo 'error: failed to convert "$img"' >&2 exit 1 fi doneecho all conversions successfulexit 0

Конвертация всех jpg в png с перенумерацией


#!/bin/bashpids=""signal="" find_pid() {

while test $# -gt 0; doname=$1shift;ps -A -o pid,comm | grep -F " ${name}" | awk '{print $1;}'

done} while test $# -gt 0; do

arg=$1shift;case ${arg} in--) pids="${pids} $(find_pid "$@")"; break;;-*) signal="${arg}";;*) pids="${pids} $(find_pid "$arg")";;esac

done

echo kill ${signal} ${pids}

Послать заданный сигнал каждому процессу из списка

$ killall.sh vlc python firefox -KILL -- -login | bash


# Проверить все хосты на уязвимостиfor host in $ { hosts }; do

echo " >>> $ { host } " ;ssh $ { host } glsa - check -t all ;

done & > security_check . log# Убить все процессы пользователя mikekill -9 ‘ ps aux | grep " ^ $mike " ‘# Рекурсивно распаковать rar архивы в сожержащий их каталогfind . -name '*.rar' -execdir unrar e {} \;# Вывести количество файлов в поддиректориях до уровня вложенности 5find -maxdepth 5 -type d | while read -r dir; do

printf "%s:\t" "$dir";find "$dir" | wc -l;

done# Очистить системный кэш от файлов старее неделиfind /var/cache -not -mtime -7 | xargs rm# Забыли выполнять последнюю команду с правами root’аsudo !!# BC-встроенный язык для численных расчетовresult=$(echo "scale=2; 5 * 7 / 3;" | bc) #11.66result=$((5 * 7 /3)) #11echo 'scale=1000; 4*a(1)' | bc –l #π до 1000 знака

Повседневные полезности


Unix shell. Критика

Обширные возможности при крайней простоте и малом размереНаличие на любой POSIX-совместимой системе

Интерактивная отладка $ bash -x script-nameНизкая скорость работы; каждая команда - новый процессПлохая переносимость и масштабируемость«It is easier to port a shell than a shell script.» (Larry Wall)

Оружие разрушения rm -rf */ rm -rf * /

echo "some line" >> file echo "some line" > file

Не подходит для больших и сложных задач; для обработки данных

>


PowerShell• Появился в: 2006• Разработчик: Microsoft Corporation

• Расширяемое средство автоматизации: командная оболочка + скриптовый язык• Построен на базе Microsoft .NET Framework и интегрирован с ним• Командлеты: специализированные классы .NET

• Можно комбинировать их в скриптах• Выполняют отдельные административные задачи

• Можно обращаться к обычным классам .NET, объектам Windows Management Instrumentation или COM

• Механизм встраивания• Приложения предоставляют свои командлеты

• Графический интерфейс управления поверх PowerShell


PowerShell. Примеры кода# Убить процессы, начинающиеся на ‘p’Get-Process p* | Stop-Process ps p* | kill# Убить процессы, использующие слишком много памятиGet-Process | Where-Object WS -gt 1000MB | Stop-Process# Посчитать число байтов в файлах текущего каталогаGet-Childitem | Measure-Object -Property Length –Sum# Скачать RSS-канал и показать заголовки восьми последних записей$rssUrl = 'http://blogs.msdn.com/powershell/rss.aspx‘$blog = [xml](new-object System.Net.WebClient).DownloadString($rssUrl) $blog.rss.channel.item | select title -first 8# Вызвать статический метод .NET объекта[System.Math]::Sqrt(16) #4# Исполнить внешнюю команду с параметрами[Array]$arguments = '-h', '15', 'www.Wikipedia.com‘tracert $arguments# Получить серийный номер удаленного компьютера из WMIGet-WmiObject -ComputerName MyServer -Class Win32_BIOS | Select-Object SerialNumber gwmi -co MyServer Win32_BIOS | select SerialNumber # Командлет с помощьюGet-Help


AppleScriptПоявился в: 1993Разработчик: Apple Inc.Классы языка: объектно-ориентированный,

натуральныйТипизация данных: динамическая, слабая

• Является компонентой Mac OS начиная с System 7• Интегрируется в Cocoa приложения• Можно посылать команды объектам во многих приложениях, включая

непосредственно Mac OS X• Script Editor – стандартное средство разработки• Поддержка Unicode с AppleScript 2.0 [Mac OS X Leopard]


AppleScript. Примеры кодаsay "This is a spoken sentence." using "Zarvox" tell application "Finder"

empty the trashopen the startup disk

end tell tell application "Microsoft Word" to quit

tell application "QuarkXPress" tell document 1 tell page 2 tell text box 1 set word 5 to "Apple" end tell end tell end tellend tell

pixel 7 of row 3 of TIFF image "my bitmap"


set theLength to the length of "I am“ -- 4 set nonsensical to "fifteen" – 3 -- 12 set coercedToNumber to "15" as number -- 15set coercedToString to 12 as string – “12” set myList to {"a", "b", "c", "d", "e", "f", "g", "h"}set shortList to items 2 through 5 of myList -- {"b", "c", “d", "e"} set x to some item of {"hearts", "clubs", "spades", "diamonds"} set cardType to "hearts"set stringAsList to cardType as list -- {"hearts"} set itemized to every character of "Hi there." -- {"h","i"," ", ...}


try-- commands to be testedset x to 1 / 0say "You will never hear this!"

on error-- error handling commands display dialog "Some error occured"

end trysay "The error does not stop this sentence being spoken"

on circleArea(radius)set area to pi * (radius ^ 2)

end circleAreaset areaCalculated to circleArea(3) on circleCalculations(radius)

set area to pi * (radius ^ 2)set circumference to 2 * pi * radiusreturn {area, circumference}set testVar to 3

end circleCalculationsset circleProperties to circleCalculations(10)

repeat 2 timessay “AppleScript rulz"

end repeat repeat -- commands to be repeatedend repeat set total to 0repeat with x in {1, 2, 3, 4, 5} set total to total + xend repeat


PerlПоявился в: 1987Автор: Ларри УоллКлассы языка: мультипарадигменный: императивный,

объектно-ориентированный,функциональный

Типизация данных: динамическая


Practical extraction and report language — “язык извлечения данных и составления отчётов”

Девизы Perl 5• Есть больше одного способа это сделать• Простые вещи должны оставаться простыми, а сложные — стать выполнимыми

Особенности• Встроенные в язык регулярные выражения• Множество специальных синтаксических “трюков”• Гибкость структур данных и парадигмы программирования

Типы данных в perl:

$foo; # скаляр или указатель

@foo; # массив

%foo; # хеш-таблица

&foo; # функция

FOO; # дескриптор ввода-вывода или константа


Perl. Примеры кода$x = 10; # число$y = $x + 1; # используем $x как число…$z = $x . 'string'; # … а теперь — как строку$ref = \$x; # $ref является указателем на $x$$ref = 10; # $x теперь содержит значение 10

@array = (1,2,3,4); # записали в массив @array четыре элементаprint $array[2]; # напечатать третий элементprint @array[2,3]; # напечатать третий и четвертый элемент.# Здесь используется @, так как результат операции среза массива тоже является массивом. %hash = ( cat => 'kitten', # здесь => - это так называемая "длинная запятая", в этом примере dog => 'puppy', # по функции полностью аналогичная обыкновенной "," за исключением cow => 'calf' # того, что литералы слева неявно заключаются в кавычки );print $hash{'cat'}; #Напечатает kittenprint join("-", keys %hash) ; # Вывод всех ключей. Напечатает cat-dog-cow print join("-", values %hash) ; # Вывод всех значений. Напечатает kitten-puppy-calfprint join("-", %hash) ; # Напечатает cat-kitten-cow-calf-dog-puppy, так как в списковом контексте хэш автоматически разворачивается в список (ключ, значение). Так как ключи в хэше не сортируются, пары каждый раз будут выводиться в произвольном порядке.

perl -e ' print "P1\n256 256\n", map {$_&($_>>8)?1:0} (0..0xffff)' | display


Perl. КритикаПлюсы• Простота, надежность и гибкость• CPAN (англ. Comprehensive Perl Archive Network —“всеобъемлющая сеть

архивов Perl») — решения большинства задач• 114,447 модулей• в 25,970 пакетах• 10,119 авторов

• Непревзойденная эффективность обработки текстовых данныхМинусы• Perl — один раз написал, через месяц ничего не понял и переписал• Высокий порог вхождения (подходит только для высококвалифицированных

программистов)

$??s:;s:s;;$?::s;;=]=>%-{<-|}<&|`{;;y; -/:-@[-`{-};`-{/" -;;s;;$_;see


PythonПоявился в: 1990Автор: Гвидо ван РоссумКлассы языка: мультипарадигменный:

объектно-ориентированный,императивный,функциональный,аспектно-ориентированный

Типизация данных: строгая, динамическая (утиная)


Назван в честь комедийного телешоу 1970-х «Летающий цирк Монти Пайтона»Философия Python [import this]1. Красивое лучше, чем уродливое.

2. Читаемость имеет значение.

3. Особые случаи не настолько особые, чтобы нарушать правила.

4. Ошибки никогда не должны замалчиваться.

5. Встретив двусмысленность, отбрось искушение угадать.

6. Должен существовать один — и, желательно, только один — очевидный способ сделать это.

7. Хотя он поначалу может быть и не очевиден, если вы не голландец.

Особенности• Акцент на производительность разработчика и читаемость кода• Минималистичность ядра• Расширяемость стандартными библиотеками• Много разных интерпретаторов


Стиль кодирования жестко регламентирован

Python. Особенности языка

def distance(arg1, arg2):return abs(arg1 - arg2)

print distance(-2, 3))

def distance(arg1, arg2): return abs(arg1 - arg2) print distance(-2, 3)

File "python", line 2 return abs(arg1 - arg2) ^IndentationError: expected an indented block

5==> That's correct!


Типы данных• bool, int[C long], float[C double], long[точность не ограничена], complex• Стандартная библиотека: Fraction[дробь], decimal[float с заданной точностью]• Строка [неизменяема] str( 'Wikipedia‘ )

• Список list( [4.0, 'string', True] )

• Кортеж [неизменяем] tuple( (4.0, 'string', True) )

• Словарь dict( {'key1': 1.0, 3: False} )

• Множество[без дубликатов] set( [4.0, 'string', True] )

Дополнительно• Все значения являются объектами, в том числе функции, методы, модули• Можно описывать классы ИЛИ типы в модулях расширения [на C]• Система классов: одиночное и множественное наследование, метапрограммирование, полная

интроспекция• Объекты

• Атомарные: при присваивании копируется значение• Ссылочные: копируется указатель на объект

Python. Особенности языка


# Множественное (tuple) присваиваниеparents, babies = (1, 0)while babies < 100: print 'This generation has {0} babies'.format(babies) parents, babies = (babies, parents + babies)

# Работа с регулярными выражениямиimport refor test_string in ['555-1212', 'ILL-EGAL']: if re.match(r'^\d{3}-\d{4}$', test_string): print test_string, 'is a valid US local phone number' else: print test_string, 'rejected‘

# Словари, выражения-генераторыprices = {'apple': 0.40, 'banana': 0.50}my_purchase = { 'apple': 1, 'banana': 6}grocery_bill = sum(prices[fruit] * my_purchase[fruit] for fruit in my_purchase)print 'I owe the grocer $%.2f' % grocery_bill


RubyПоявился в: 1995Автор: Юкихиро МацумотоКлассы языка: мультипарадигменный:

объектно-ориентированный,императивный,функциональный

Типизация данных: строгая, динамическая (утиная)


Мотивация: • Perl — устаревший язык с гибкой парадигмой• Python — недостаточно ООП

“Python мне не нравился потому, что я не считал его настоящим объектно-ориентированным языком. Его OO свойства казались надстройкой над языком” (Юкихиро Мацумото)

Особенности• Стабильность возможностей• Минимизация работы программиста• Полностью ОО• объект = данные• метод = функция

• Переменная = ссылка на объект


Ruby. Пример кодаclass HexNum < Numeric

# Create a new instance from an int or String. def initialize(val) case val when String @i = parse_string(val) @s = val.frozen? ? val : val.dup.freeze when Numeric @i = val.to_i else raise ArgumentError, 'Cannot convert %p' % val end end end

a = HexNum.new(0xFFFF)

==> #<Context::HexNum:0x000000014e8328 @i=65535>


Плюсы• Гибкость структур• Поддержка множества современных технологий• Встроенная поддержка YAML [формат сериализации данных]• Perl-подобная обработка данных• RubyGems — поиск и проверка нужных расширенийМинусы• Идеология ООП превыше здравого разума• Плохая совместимость между версиями пакетов• Высокие требования к ресурсамОбласти применения• Массовое системное администрирование: системы Puppet, Chef• Web: Ruby On Rails

Ruby. Критика


Perl• Гибкость структур и многообразие возведенные в основу• Синтаксис изобилующий специализированными “трюками”Python• Читаемость кода, высокая скорость прототипирования• Потеря гибкости ради единообразия подходов• Стабильность при активном развитии• “Встроенные” системы документирования и тестирования• Простой механизм интеграции не-скриптовых частейRuby• Минимум специального синтаксиса• Гибкость структур данных и подходов• Жесткость структуры ООП


Текущее состояние

Perl Язык обработки данных и сложного администрирования

Python Язык внутренней логики и язык самостоятельных приложений

Ruby Язык массового администрирования и Web-приложений

Прогноз

Perl Останется популярным среди “хакеров”

Python Дальнейшая экспансия в внутреннюю логику и приложения

Ruby Развитие в текущих областях применения

Будущее языков “большой тройки”


QMLПоявился в: 2009Разработчик: NokiaКлассы языка: декларативныйТипизация данных: динамическая, строгая

• Основан на JavaScript• Часть Qt Quick - высокоуровневой технологии для создания приложений• Мобильные приложения, работающие и на настольных компьютерах• Идея Look & Feel

• Интеграция с C++ кодом на Qt• Вызов JavaScript функций• WYSIWYG редактор

• Нет необходимости быть опытным разработчиком


Популярность скриптовых языков

Индекс популярности языков TIOBE Programming Community за октябрь 2012


Простота разработки• Высокая скорость “компиляции”• Высокоуровневость• Эффективность отладки

Удобство использования• Расширяемость и гибкость• Возможность интеграции скрипта разными языками• Возможность интеграции разных языков в скрипты

Заключение: в чем секрет популярности СЯ


Использованные источники

1. Alexander Kanavin An overview of scripting languages, 2002 ww.sensi.org/~ak/impit/studies/report.pdf

2. http://www.applescript.ru3. http://www.perl.org4. http://python.org5. http://www.python.ru/files/book-ods.pdf6. http://diveinto.python.ru7. http://www.ruby-lang.org

http://www.applescript.ru/

http://www.applescript.ru/

http://www.perl.org/



http://python.org/

http://python.org/

http://www.python.ru/files/book-ods.pdf

http://www.python.ru/files/book-ods.pdf

http://diveinto.python.ru/

http://diveinto.python.ru/

http://www.ruby-lang.org/

http://www.ruby-lang.org/

News & Politics

Scripting languages