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| 28.1 Einführung in den Übersetzer | ||
| 28.2 Funktionen und Variablen des Übersetzers |
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Übersetzt Maxima-Funktionen nach Lisp und schreibt den übersetzten Code in
die Datei filename. Mit dem Kommando compfile(filename
f_1, ..., f_n) werden die als Argument angegebenen Funktionen
f_1, …, f_n übersetzt. Die Kommandos
compfile(filename, functions) oder compfile(filename,
all) übersetzen dagegen alle vom Nutzer definierten Funktionen.
Die Lisp-Übersetzungen werden nicht ausgewertet. Auch wird die Ausgabedatei
nicht kompiliert. translate generiert und wertet Lisp-Übersetzungen
aus. Die Funktion compile_file übersetzt Maxima nach Lisp und führt
dann den Lisp-Compiler aus.
Siehe auch die Funktionen translate,
translate_file
und
compile_file.
Übersetzt die Maxima-Funktionen f_1, …, f_n nach Lisp,
wertet die Lisp-Übersetzungen aus und ruft den Lisp-Compiler für jede
übersetzte Funktion auf. compile gibt eine Liste mit den Namen der
kompilierten Funktionen zurück.
compile(all) oder compile(funtions) kompiliert alle
nutzerdefinierten Funktionen.
compile wertet die Argumente nicht aus. Der
Quote-Quote-Operator
'' erzwingt die Auswertung.
Übersetzt die Maxima-Datei filename nach Lisp, ruft den Lisp-Compiler auf und lädt falls erfolgreich den kompilierten Code in Maxima.
compile_file gibt eine Liste mit den Namen von vier Dateien zurück:
die ursprüngliche Maxima-Datei, die Lisp-Übersetzung, eine Datei mit Notizen
zur Übersetzungen und eine Datei mit dem kompilierten Code. Schlägt die
Kompilierung fehlt, ist der vierte Eintrag false.
Einige Deklarationen und Definitionen sind bereits vorhanden, nachdem der
Lisp-Code kompiliert ist und ohne das dieser geladen wurde. Dies schließt
Funktionsdefinitionen mit dem Operator :=, Makros definiert mit dem
Operator ::= sowie Definitionen der folgenden Funktionen alias,
declare, define_variable, mode_declare, infix,
matchfix, nofix, postfix, prefix und
compfile ein.
Zuweisungen und Funktionsaufrufe werden nicht ausgwertet bevor der komplierte
Code geladen wird. Im besonderen haben Zuweisungen an die
Übersetzungsschalter wie tr_numer und andere, die in der Maxima-Datei
aufgeführt sind, keinen Effekt auf die Übersetzung.
compile_file kann Fehler oder Warnungen ausgegeben und false
zurückgegeben, obwohl die Kompilierung erfolgreich ist. Dies ist ein
Programmfehler
Die Datei filename darf keine :lisp-Anweisungen enthalten.
compile_file wertet die Argumente aus.
Bei der Übersetzung einer Datei von Maxima-Code nach Lisp-Code ist es für
den Übersetzer wichtig zu wissen, welche Funktionen der Datei bereits
übersetzte oder kompilierte Funktionen sind und welche Funktionen
Maxima-Funktionen oder undefiniert sind. Mit der Deklaration
declare_translated am Anfang der zu übersetzenden Datei wird dem
Übersetzer mitgeteilt, dass die als Argumente aufgeführten Funktionen
f_1, f_2, … zur Laufzeit des Programms eine Lisp-Funktion
repräsentieren. Fehlt dem Übersetzer diese Information wird das Kommando
(MFUNCTION-CALL fn arg1 arg2 ...) generiert.
Standardwert: true
Hat die Optionsvariable mode_checkp den Wert true und wird
mit mode_declare für eine Variable, die bereits einen Wert hat, ein Typ
festgelegt, dann prüft Maxima, ob der vorgesehene Typ zum vorliegenden Wert
passt.
Beispiel:
Im folgenden hat die Variable n den Wert 2.0. Wird n mit
mode_declare als eine ganze Zahl definiert, gibt Maxima eine Warnung aus,
wenn mode_checkp den Wert true hat.
(%i1) n: 2.0; (%o1) 2.0 (%i2) mode_checkp:true; (%o2) true (%i3) mode_declare(n,fixnum); warning: n was declared with mode fixnum, but it has value: 2.0 (%o3) [n] (%i4) mode_checkp:false; (%o4) false (%i5) mode_declare(n,fixnum); (%o5) [n]
Standardwert: false
Hat mode_check_errorp den Wert true, bricht mode_declare
mit einer Fehlermeldung ab, wenn für eine Variable die bereits einen Wert hat,
mit mode_declare ein verschiedener Typ deklariert werden soll. Damit
diese Optionsvariable wirksam ist, muss mode_checkp den Wert true
haben. Siehe mode_checkp.
(%i1) n: 2.0; (%o1) 2.0 (%i2) mode_checkp:true; (%o2) true (%i3) mode_check_errorp:true; (%o3) true (%i4) mode_declare(n,fixnum); Error: n was declared mode fixnum, has value: 2.0 -- an error. To debug this try: debugmode(true);
Standardwert: true
Hat mode_check_warnp den Wert true, gibt mode_declare
eine Warnung aus, wenn für eine Variable die bereits einen Wert hat,
mit mode_declare ein verschiedener Typ deklariert werden soll. Damit
diese Optionsvariable wirksam ist, muss mode_checkp den Wert true
haben. Siehe mode_checkp
und mode_check_errorp.
mode_declare deklariert den Typ von Variablen und Funktionen für den
Übersetzer und den Kompilierer. Typischerweise wird mode_declare am
Anfang einer Funktion oder einer Datei mit Maxima-Code ausgeführt.
Die Argumente werden paarweise angegeben und bezeichnen jeweils den Namen einer
Variablen sowie deren Typ. Folgende Typen können die Variablen erhalten:
boolean, fixnum, number, rational oder float.
Anstatt dem Namen einer Variablen kann auch eine Liste mit den Namen von
Variablen angegeben werden. In diesem Fall erhalten alle Variablen der Liste
den angegebenen Typ.
Ein Array sollte bereits bei seiner Deklaration einen Typ für die Elemente
erhalten. Haben alle Elemente des Arrays einen Wert sollte das Array mit der
Option complete deklariert werden, zum Beispiel
array(a, complete, dim1, dim2, ...). Sind die Elemente des Arrays
ganze Zahlen oder Gleitkommazahlen sollte der Typ als fixnum oder
flonum deklariert werden.
Mit der Funktion mode_declare kann dann der Typ des Arrays für den
Übersetzer oder Kompilierer festgelegt werden. Ein Array der Größe
10 x 10 mit Gleitkommazahlen erhält die Deklaration
mode_declare(completearray(a[10, 10], float).
Der Typ von Funktionen wird mit dem Argument function(f_1, f2, ...)
deklariert. Hier sind f_1, f_2, … die Funktionen. Mit
mode_declare([function (f_1, f_2, ...)], fixnum) werden die
Rückgabewerte der Funktionen f_1, f_2, … als ganze Zahlen
definiert.
modedeclare ist ein Alias-Name der Funktion mode_declare.
Mit der Funktion mode_identity wird der Typ mode für das
Ergebnis des Ausdrucks expr festgelegt. Hat das Ergebnis einen anderen
Typ wird in Abhängigkeit von den Werten der Optionsvariablen
mode_checkp, mode_check_warnp und mode_check_errorp eine
Warnung ausgegeben oder das Programm abgebrochen.
Beispiel:
(%i1) mode_identity(flonum, sin(1.0));
(%o1) .8414709848078965
(%i2) mode_identity(integer, sin(1.0));
warning: sin(1.0) was declared with mode fixnum
, but it has value: .8414709848078965
(%o2) .8414709848078965
(%i3) mode_identity(integer, sin(a));
warning: sin(a) was declared with mode fixnum, but it has value:
sin(a)
(%o3) sin(a)
Standardwert: true
Hat savedef den Wert true, wird die Maxima-Definition einer
Funktion nicht gelöscht, wenn die Funktion übersetzt wird. Damit kann die
Definition der Funktion weiterhin mit dispfun angzeigt werden.
Hat savedef den Wert false wird die Maxima-Definition der Funktion
gelöscht, wenn die Funktion übersetzt wird.
Beispiele:
savedef hat den Wert true. Die Funktion f kann auch nach
der Übersetzung angzeigt werden und ist in der Liste functions
enthalten.
(%i1) savedef:true;
(%o1) true
(%i2) f(x):=x^2+sin(x);
2
(%o2) f(x) := x + sin(x)
(%i3) translate(f);
(%o3) [f]
(%i4) dispfun(f);
2
(%t4) f(x) := x + sin(x)
(%o4) [%t4]
(%i5) functions;
(%o5) [f(x)]
Dasselbe für eine Funktion g mit dem Wert false für
savedef.
(%i6) savedef:false; (%o6) false (%i7) g(x):=sqrt(x)+cos(x)$ (%i8) translate(g); (%o8) [g] (%i9) dispfun(g); fundef: no such function: g -- an error. To debug this try: debugmode(true); (%i10) functions; (%o10) [f(x)]
Standardwert: true
Hat transcompile den Wert true, generieren die Funktionen
translate und translate_file Deklarationen, die das Kompilieren
des Codes verbessern.
compfile setzt den Wert von transcompile zu true.
Die vom Nutzer definierten Maxima-Funktionen f_1, …, f_n werden nach Lisp übersetzt. Typischerweise sind die übersetzten Funktionen schneller als die Maxima-Funktionen.
translate(all) oder translate(functions) übersetzt alle vom
Benutzer definierten Funktionen.
Funktionen, die übersetzt werden sollen, sollten mit mode_declare den
Typ von Variablen und Funktionen deklarieren, um effizienteren Code zu erhalten.
Im Folgenden Beispiel sind x_1, x_2, … die Argumente der
Funktion und v_1, v_2, … sind die lokalen Variablen.
f (x_1, x_2, ...) := block ([v_1, v_2, ...],
mode_declare (v_1, mode_1, v_2, mode_2, ...), ...)
Die Namen von übersetzten Funktionen werden von der Informationsliste
functions entfernt, wenn die Optionsvariable savedef den Wert
false hat. Sie werden der Informationsliste props hinzugefügt.
Funktionen sollten erst übersetzt werden, wenn sie vollständig von Fehlern befreit wurden.
Ausdrücke werden als vereinfacht angenommen. Sind sie es nicht, wird zwar
korrekter, aber nicht optimierter Code erzeugt. Daher sollte der Schalter
simp nicht den Wert false haben, wodurch die Vereinfachung von
Ausdrücken unterdrückt wäre.
Hat der Schalter translate den Wert true, werden nutzerdefinierte
Funktionen automatisch nach Lisp übersetzt.
Das Laufzeitverhalten von übersetzten Funktionen kann sich von dem
nicht-übersetzter Funktionen unterscheiden. Grundsätzlich sollte die
Funktion rat nicht mit mehr als zwei Argumenten und die Funktion
ratvars nicht genutzt werden, wenn irgendeine der Variablen eine CRE-Form
mit Deklaration mit mode_declare aufweisen. Auch wird
prederror:false nicht übersetzt.
Hat die Optionsvariable savedef den Wert true, wird die
Originalversion einer Funktion nicht entfernt. Siehe savedef.
Mit
dem Wert false für transrun werden, wenn noch vorhanden, die
Originalversionen der übersetzten Funktion ausgeführt.
Das Ergebnis der Funktion translate ist eine Liste der Namen der
übersetzten Funktionen.
Übersetzt eine Datei mit Maxima-Code in eine Datei mit Lisp-Code.
translate_file gibt eine Liste mit drei Dateien zurück, die den
Namen der Maxima-Datei, den Namen der Lisp-Datei und den Namen einer Datei
mit Informationen zur Übersetzung enthält. translate_file wertet die
Argumente aus.
Die Kommandos translate_file("foo.mac") und load("foo.LISP")
haben bis auf wenige Ausnahmen dieselbe Wirkung wie batch("foo.mac").
Zum Beispiel funktionieren '' und % unterschiedlich.
translate_file(maxima_filename) übersetzt die Maxima-Datei
maxima_filename in ein Lisp-Datei mit einem vergleichbaren Namen. Zum
Beispiel wird die Maxima-Datei foo.mac zu foo.LISP. Der Name der
Maxima-Datei kann Pfadangaben enthalten. In diesem Fall wird die Lisp-Datei
in dasselbe Verzeichnis wie die Maxima-Datei geschrieben.
translate_file(maxima_filename, lisp_filename) übersetzt
die Maxima-Datei maxima_filename in eine Lisp-Datei mit dem Namen
lisp_filename. translate_file ignoriert eine angegebene
Dateiendung des Dateinamenes lisp_filename. Die Dateiendung ist immer
.LISP. Der Name der Lisp-Datei kann Pfadangaben enthalten, um die
Lisp-Datei in das gewünschte Verzeichnis zu schreiben.
translate_file schreibt eine Ausgabedatei mit Meldungen des
Übersetzers. Die Dateiendung der Ausgabedatei ist .UNILISP. Die
Informationen dieser Datei können für die Fehlersuche genutzt werden. Die
Datei wird immer in das Verzeichnis geschrieben, das die Maxima-Datei enthält.
translate_file generiert Lisp-Code mit Deklarationen und Definitionen,
die bereits beim Kompilieren des Codes wirksam werden. Siehe
compile_file
für mehr Informationen.
Siehe auch die folgenden Optionsvariablen:
tr_array_as_ref,
tr_bound_function_applyp,
tr_exponent,
tr_file_tty_messagesp,
tr_float_can_branch_complex,
tr_function_call_default,
tr_numer,
tr_optimize_max_loop,
tr_semicompile,
tr_state_vars,
tr_warnings_get,
tr_warn_bad_function_calls,
tr_warn_fexpr,
tr_warn_meval,
tr_warn_mode,
tr_warn_undeclared,
und tr_warn_undefined_variable.
Standardwert: true
Hat transrun den Wert false, werden die nicht-übersetzten
Versionen ausgeführt, falls diese noch vorhanden sind.
Siehe savedef.
Standardwert: true
Hat translate_fast_arrays den Wert false, werden Referenzen auf
Arrays in Lisp-Code von der Variablen tr_array_as_ref kontrolliert. Hat
tr_array_as_ref den Wert true, werden Array-Namen ausgewertet.
tr_array_as_ref hat keinen Effekt, wenn translate_fast_arrays den
Wert true hat.
Standardwert: true
Hat tr_bound_function_applyp den Wert true, gibt Maxima eine
Warnung aus, wenn versucht wird, eine gebundene Variable als eine Funktion
verwendet werden soll. tr_bound_function_applyp hat keinen Effekt auf
den generierten Code.
Zum Beispiel gibt ein Ausdruck der Form g (f, x) := f (x+1) eine
Warnung.
Standardwert: false
Hat tr_file_tty_messagesp den Wert true, werden Meldungen die
von der Funktion translate_file während einer Übersetzung generiert
werden auch auf der Konsole ausgegeben. Ansonsten werden Meldungen nur in die
Datei .UNILISP geschrieben.
Standardwert: true
Erklärt dem Übersetzer, dass die Funktionen acos, asin,
asec und acsc komplexe Werte zurückgegeben können.
Standardwert: general
false bedeutet, gebe auf und rufe meval auf, expr bedeutet,
nehme Lisp-Argumente an. general, der Standardwert, gibt Code der für
MEXPRS-Funktionen geeignet ist. Wird Maxima-Code mit dem Standardwert
general übersetzt, ohne dass Warnmeldungen ausgegeben werden, kann davon
ausgegangen werden, dass der übersetzte und komplilierte Code kompatibel mit der
ursprünglichen Funktion ist.
Standardwert: false
Hat tr_numer den Wert true, wird die numer-Eigenschaft
von Symbolen vom Übersetzer angewendet.
Standardwert: 100
tr_optimize_max_loop enthält die maximale Anzahl an Durchgängen, um
Makros zu expandieren und den Code zu optimieren. Damit werden unendliche
Schleifen des Übersetzers vermieden.
Standardwert: false
Hat tr_semicompile den Wert true, geben die Funktionen
translate_file und compfile Code aus, in dem Makrofunktionen
expandiert sind, der aber nicht kompliliert ist.
Standardwert:
[transcompile, tr_semicompile, tr_warn_undeclared, tr_warn_meval, tr_warn_fexpr, tr_warn_mode, tr_warn_undefined_variable, tr_function_call_default, tr_array_as_ref,tr_numer]
Enthält eine Liste der Schalter, die die Übersetzung kontrollieren.
Gebe die Liste der Warnungen aus, welche bei der letzten Übersetzung erzeugt wurden.
Standardwert: true
Gebe Warnungen aus, wenn Funktionsaufrufe generiert werden, die möglicherweise nicht korrekt sind, aufgrund von ungeeigneten Deklarationen für die Übersetzung.
Standardwert: compfile
Gebe Warnungen aus, wenn FEXPR-Ausdrücke im übersetzten Code
auftreten.
Standardwert: compfile
Gebe Warnungen aus, wenn die Funktion meval aufgerufen wird. Dies
signalisiert Probleme bei der Übersetzung.
Standardwert: all
Gebe Warnungen aus, wenn Variablen Werte zugewiesen werden, die nicht zu dem deklarierten Typ passen.
Standardwert: compile
Kontrolliert, wann Warnungen über nicht-deklarierte Variablen angezeigt werden sollen.
Standardwert: all
Gebe eine Warnung aus, wenn undefinierte globale Variablen auftreten.
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