Тема, цель, актуальность работы
Анализ проектов, реализованных на языках программирования Java и C# на предмет взаимодействия между классами.
Результат работы программы необходимо вывести в файл *.xml.
Актуальность работы заключается в том, что на сегодняшний день нет известных аналогов программы. Не стоит сравнивать данный проект с такими программными продуктами как Telelogic Rapsody или Rational – он является полной противоположностью названных выше программ, так как анализирует уже «готовый», написанный проект, в то время как Telelogic Rapsody (Rational) генерирует код по диаграммам.
Данный проект может использоваться для углубленного изучения языков программирования Java и C# в рамках программы университета, анализа проектов на предмет взаимодействия классов.
Проект может существовать как автономное приложение, а также может быть дополнен и доработан функционально.
C# и Java– два очень похожих между собой современных языка программирования со сборкой мусора и компиляцией при выполнении. Оба языка – объектно-ориентированные, с синтаксисом, унаследованным от C++, но значительно переработанным.
Java – объектно-ориентированный язык программирования, разрабатываемый компанией Sun Microsystems и официально выпущенный 23 мая 1995 года. Java – так называют не только сам язык, но и платформу для создания приложений уровня предприятий на основе данного языка.
Изначально язык программирования назывался Oak (русск. Дуб
) и разрабатывался Джеймсом Гослингом для бытовой электроники, но впоследствии был переименован в Java и стал использоваться для написания клиентских приложений и серверного программного обеспечения. Программы на Java транслируются в байт-код, выполняемый виртуальной java-машиной (JVM) – программой, обрабатывающей байтовый код и передающей инструкции оборудованию как интерпретатор, но с тем отличием, что байтовый код, в отличие от текста, обрабатывается значительно быстрее. Достоинство подобного способа выполнения программ – в полной независимости байт-кода от ОС и оборудования, что позволяет выполнять Java-приложения на любом устройстве, которое поддерживает виртуальную машину. Другой важной особенностью технологии Java является гибкая система безопасности благодаря тому, что исполнение программы полностью контролируется виртуальной машиной.
Длины и диапазоны значений примитивных типов определяются стандартом. Такая жёсткая стандартизация была необходима, чтобы сделать язык платформенно-независимым, что является одним из идеологических требований к Java и одной из причин её успеха. Тем не менее, одна небольшая проблема с платформенной независимостью всё же осталась. Некоторые процессоры используют для промежуточного хранения результатов 10-байтовые регистры или другими способами улучшают точность вычислений.
В языке Java имеются только динамически создаваемые объекты. Причем переменные объектного типа и объекты в Java – совершенно разные сущности. Переменные объектного типа являются ссылками, то есть неявными указателями на динамически создаваемые объекты. Это подчёркивается синтаксисом описания переменных.
C#
(произносится си-шарп) – язык программирования, сочетающий объектно-ориентированные и аспектно-ориентированные концепции. Разработан в 1998–2001 годах группой инженеров под руководством Андерса Хейлсберга в компании Microsoft как основной язык разработки приложений для платформы Microsoft.NET. C# относится к семье языков с C-подобным синтаксисом, из них его синтаксис наиболее близок к С++ и Java. Язык имеет строгую статическую типизацию, поддерживает полиморфизм, перегрузку операторов, указатели на функции-члены классов, атрибуты, события, свойства, исключения, комментарии в формате XML. Переняв многое от своих предшественников – языков С++, Java, Delphi, Модула и Smalltalk – С#, опираясь на практику их использования, исключает некоторые модели, зарекомендовавшие себя как проблематичные при разработке программных систем: так, C# не поддерживает множественное наследование классов (в отличие от C++).
В Java модификатор protected в описании, помимо доступа из классов-потомков, разрешает доступ из всех классов, входящих в тот же пакет, что и класс-владелец.
В C# для объектов, которые должны быть видны в пределах сборки (примерный аналог пакета Java) введён отдельный модификатор internal, а protected сохраняет свой изначальный смысл, взятый из C++ – доступ только из классов-потомков. Допускается комбинировать internal и protected – тогда получится область доступа, соответствующая protected в Java.
Внутренние классы в C# имеют доступ только к статическим членам внешнего класса, а для доступа к нестатическим членам нужно явно указывать экземпляр внешнего класса. Локальные внутренние классы в C# не поддерживаются, обработка событий в нём не требует таких классов, поскольку строится на других механизмах. В обоих языках методы, по аналогии с C++ – функции, определённые в классе. Тело метода располагается внутри описания класса. Поддерживаются статические методы, абстрактные методы. В C# также есть явная реализация методов интерфейса, что позволяет классу реализовывать методы интерфейса отдельно от собственных методов или давать разные реализации одноимённых методов, принадлежащих двум разным интерфейсам. C# также поддерживает явное описание передачи параметров по ссылке (ключевые слова ref и out). При использовании out компилятор контролирует наличие в методе присваивания значения. C# позволяет создавать пользовательские типы-значения, используя ключевое слово struct. Это прямое наследие языка С++ от которого создатели Java сознательно отказались.
Java поддерживает импорт статических имён (import static) из классов, позволяющий отдельно импортировать некоторые или все статические методы и переменные класса и использовать их имена без квалификации в импортирующем модуле. В C# импортируется только сборка и при каждом использовании импортируемых статических имён требуется указывать класс.
В Java константы в операторы switch должны относиться либо к целочисленному, либо к перечислимому типу. В C# в switch можно использовать текстовые строки.
Java содержит конструкцию strictfp, гарантирующую одинаковые результаты операций с плавающей точкой на всех платформах.
C# содержит конструкции checked и unchecked, позволяющие локально включать и выключать динамическую проверку арифметического переполнения.
C# поддерживает оператор перехода goto. Обычное использование – передача управления на разные метки case в операторе switch и выход из вложенного цикла. В Java от использования goto сознательно отказались.
Java поддерживает метки в циклах и позволяет использовать их в командах break и continue, благодаря чему исключается такой повод использования goto, как выход из вложенного цикла.
C# поддерживает отдельное понятие именованной типизированной константы и ключевое слово const. В Java констант как таковых нет, вместо них используются статические переменные класса с модификатором final – эффект от их использования точно такой же.
Разработка транслятора
Разработка лексического анализатора
Большие и малые буквы английского алфавита: a..z, A..Z
Цифры: 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9.
Другие символы: ‘<’, ‘>’, ‘:’, ‘, ’, ‘’’, ‘;’, ‘{», ‘}’, ‘(», ‘)’
- зарезервированные слова;
- знаки операций и разделители;
- литералы;
- идентификаторы
1. Класс идентификаторы: к этому классу относятся все наборы цепочек, кроме зарезервированных слов
2. Класс зарезервированных слов:
2.1 Для C#
using, class, int, float, char, public, protected, private, return, namespace
2.2 Для Java
using, class, int, float, char, public, protected, private, return
3. Класс знаков операций и разделителей:
() {} : ; = -> . , ‘ *
4. Класс литералов:
Литерал – целочисленная или текстовая константа.
Разработка синтаксического анализатора
В данном проекте исследуется лишь малая часть возможностей и особенностей вышеуказанных языков. В связи с этим спроектированные грамматики для этих языков будут включать лишь те структуры языка, которые нам необходимы
Грамматика С#
1 <программа>:= 2 <предпроцессор> 3 namespace 4 {5 <операторы> 6}
7 <предпроцессор>:= 9 using 10 <предпроцессор>
8 <предпроцессор>:= 11 е
12 <операторы>:= 16 <класс> 17 <операторы>
13 <операторы>:= 18 идентификатор 19 <продолжение1>
20 <операторы>
14 <операторы>:= 21 е
15 <операторы>:= 22 <декларация> 23 <операторы>
24 <класс>:= 25 class 26 идентификатор 27 <наследование> 28 {29 <операторы> 30} 31;
32<наследование>:= 34: 35 идентификатор
33<наследование>:= 36е
37<продолжение1>:= 40. 41 идентификатор 42 <продолжение2> 43;
38<продолжение1>:= 44 <продолжение2> 45;
39<продолжение1>:= 46;
47 <продолжение2>:= 49 (50)
48 <продолжение2>:= 80 е
51 <декларация>:= 52 <тип> 53 идентификатор 55 <продолжение3>
56<продолжение3>:= 58 (59) 60 (61 <операторы> 62 return 63 литерал 64; 81)
57<продолжение3>:= 65<продолжение4>
66 <продолжение4>:= 68, 69 идентификатор 70 <продолжение4>
67 <продолжение4>:= 71;
72 <тип>:= 76 int
73 <тип>:= 77 float
74 <тип>:= 78 char
75 <тип>:= 79 идентификатор
Грамматика java
1 <программа>:= 2 <предпроцессор> 3 <операторы>
7 <предпроцессор>:= 9 using 10 <предпроцессор>
8 <предпроцессор>:= 11 е
12 <операторы>:= 16 <класс> 17 <операторы>
13 <операторы>:= 18 идентификатор 19 <продолжение1>
20 <операторы>
14 <операторы>:= 21 е
15 <операторы>:= 22 <декларация> 23 <операторы>
24 <класс>:= 25 class 26 идентификатор 27 <наследование> 28 {29 <операторы> 30} 31;
32<наследование>:= 34: 35 идентификатор
33<наследование>:= 36е
37<продолжение1>:= 40 -> 41 идентификатор 42 <продолжение2> 43;
38<продолжение1>:= 44 <продолжение2> 45;
39<продолжение1>:= 46;
47 <продолжение2>:= 49 (50)
48 <продолжение2>:= 80 е
51 <декларация>:= 52 <тип> 53 <ссылка> 54 идентификатор 55 <продолжение3>
56<продолжение3>:= 58 (59) 60 (61 <операторы> 62 return 63 литерал 64; 81)
57<продолжение3>:= 65<продолжение4>
66 <продолжение4>:= 68, 69 идентификатор 70 <продолжение4>
67 <продолжение4>:= 71;
72 <тип>:= 76 int
73 <тип>:= 77 float
74 <тип>:= 78 char
75 <тип>:= 79 идентификатор
82<ссылка>:= 84 *
83<ссылка>:= 85 e
Доказательство принадлежности к LL(1) – грамматике
С#
<предпроцессор>={using | namespace}
<операторы>={class | идентификатор |} | int | float | char}
<наследование>={: | {}
<продолжение1>={. | (|;)
<продолжение2>={(|;)
<продолжение3>={(|, |;)
<продолжение4>={, |;}
<тип >={int | float | char | идентификатор}
Грамматика java
<предпроцессор>={using | class | идентификатор | int | float | char}
<операторы>={class | идентификатор | int | float | char}
<наследование>={: | {}
<продолжение1>={-> | (|;)
<продолжение2>={(|;)
<продолжение3>={(|, |;)
<продолжение4>={, |;}
<тип >={int | float | char | идентификатор}
<ссылка>={* | идентификатор}
Таблицы разбора
Таблица разбора С#
№
|
Ожидаемый терминал
|
Переход
|
Принять
|
В стек
|
Из стека
|
Ошибка
|
1.
|
~
|
2
|
-
|
-
|
-
|
-
|
2.
|
~
|
7
|
-
|
-
|
-
|
-
|
3.
|
namespace
|
4
|
+
|
-
|
-
|
+
|
4.
|
{
|
5
|
+
|
-
|
-
|
+
|
5.
|
~
|
12
|
-
|
+
|
-
|
-
|
6.
|
}
|
0
|
+
|
-
|
+
|
+
|
7.
|
using
|
9
|
-
|
-
|
-
|
-
|
8.
|
~
|
11
|
-
|
-
|
-
|
-
|
9.
|
using
|
10
|
+
|
-
|
-
|
+
|
10.
|
~
|
7
|
-
|
-
|
-
|
-
|
11.
|
~
|
3
|
-
|
-
|
-
|
-
|
12.
|
class
|
16
|
-
|
-
|
-
|
-
|
13.
|
идентификатор
|
18
|
-
|
-
|
-
|
-
|
14.
|
}
|
21
|
-
|
-
|
-
|
-
|
15.
|
~
|
22
|
-
|
-
|
-
|
-
|
16.
|
~
|
24
|
-
|
+
|
-
|
-
|
17.
|
~
|
12
|
-
|
-
|
-
|
-
|
18.
|
идентификатор
|
19
|
+
|
-
|
-
|
+
|
19.
|
~
|
37
|
-
|
+
|
-
|
-
|
20.
|
~
|
12
|
-
|
-
|
-
|
-
|
21.
|
~
|
0
|
-
|
-
|
+
|
-
|
22.
|
~
|
51
|
-
|
+
|
-
|
-
|
23
|
~
|
12
|
-
|
-
|
-
|
-
|
24
|
~
|
25
|
-
|
-
|
-
|
-
|
25
|
class
|
26
|
+
|
-
|
-
|
+
|
26
|
идентификатор
|
27
|
+
|
-
|
-
|
+
|
27
|
~
|
32
|
-
|
+
|
-
|
-
|
28
|
{
|
29
|
+
|
-
|
-
|
+
|
29
|
~
|
12
|
-
|
+
|
-
|
-
|
30
|
)
|
31
|
+
|
-
|
-
|
+
|
31
|
;
|
0
|
+
|
-
|
+
|
+
|
32
|
:
|
34
|
-
|
-
|
-
|
-
|
33
|
~
|
36
|
-
|
-
|
-
|
-
|
34
|
:
|
35
|
+
|
-
|
-
|
+
|
35
|
идентификатор
|
0
|
+
|
-
|
+
|
+
|
36
|
~
|
0
|
-
|
-
|
+
|
-
|
37
|
.
|
40
|
-
|
-
|
-
|
-
|
38
|
(
|
44
|
-
|
-
|
-
|
-
|
39
|
;
|
46
|
-
|
-
|
-
|
+
|
40
|
.
|
41
|
+
|
-
|
-
|
+
|
41
|
идентификатор
|
42
|
+
|
-
|
-
|
+
|
42
|
~
|
47
|
-
|
+
|
-
|
-
|
43
|
;
|
0
|
+
|
-
|
+
|
+
|
44
|
~
|
47
|
-
|
+
|
-
|
-
|
45
|
;
|
0
|
+
|
-
|
+
|
+
|
46
|
;
|
0
|
+
|
-
|
+
|
+
|
47
|
(
|
49
|
-
|
-
|
-
|
-
|
48
|
~
|
80
|
-
|
-
|
-
|
-
|
49
|
(
|
50
|
+
|
-
|
-
|
+
|
50
|
)
|
0
|
+
|
-
|
+
|
+
|
51
|
~
|
52
|
-
|
-
|
-
|
-
|
52
|
~
|
72
|
-
|
+
|
-
|
-
|
53
|
идентификатор
|
55
|
+
|
-
|
-
|
+
|
54
|
|
|
|
|
|
|
55
|
~
|
56
|
-
|
-
|
-
|
-
|
56
|
(
|
58
|
-
|
-
|
-
|
-
|
57
|
~
|
65
|
-
|
-
|
-
|
-
|
58
|
(
|
59
|
+
|
-
|
-
|
+
|
59
|
)
|
60
|
+
|
-
|
-
|
+
|
60
|
{
|
61
|
+
|
-
|
-
|
+
|
61
|
~
|
12
|
-
|
+
|
-
|
-
|
62
|
return
|
63
|
+
|
-
|
-
|
+
|
63
|
литерал
|
64
|
+
|
-
|
-
|
+
|
64
|
;
|
81
|
+
|
-
|
-
|
+
|
65
|
~
|
66
|
-
|
-
|
-
|
-
|
66
|
,
|
68
|
-
|
-
|
-
|
-
|
67
|
;
|
71
|
-
|
-
|
-
|
+
|
68
|
,
|
69
|
+
|
-
|
-
|
+
|
69
|
идентификатор
|
70
|
+
|
-
|
-
|
+
|
70
|
~
|
66
|
-
|
-
|
-
|
-
|
71
|
;
|
0
|
+
|
-
|
+
|
+
|
72
|
int
|
76
|
-
|
-
|
-
|
-
|
73
|
float
|
77
|
-
|
-
|
-
|
-
|
74
|
char
|
78
|
-
|
-
|
-
|
-
|
75
|
идентификатор
|
79
|
-
|
-
|
-
|
+
|
76
|
int
|
0
|
+
|
-
|
+
|
+
|
77
|
float
|
0
|
+
|
-
|
+
|
+
|
78
|
char
|
0
|
+
|
-
|
+
|
+
|
79
|
идентификатор
|
0
|
+
|
-
|
+
|
+
|
80
|
~
|
0
|
-
|
-
|
+
|
-
|
81
|
}
|
0
|
+
|
-
|
+
|
+
|
Таблица разбора java
№
|
Ожидаемый терминал
|
Переход
|
Принять
|
В стек
|
Из стека
|
Ошибка
|
1.
|
~
|
2
|
-
|
-
|
-
|
-
|
2.
|
~
|
7
|
-
|
-
|
-
|
-
|
3.
|
~
|
12
|
-
|
-
|
-
|
-
|
7.
|
using
|
9
|
-
|
-
|
-
|
-
|
8.
|
~
|
11
|
-
|
-
|
-
|
-
|
9.
|
using
|
10
|
+
|
-
|
-
|
+
|
10.
|
~
|
7
|
-
|
-
|
-
|
-
|
11.
|
~
|
3
|
-
|
-
|
-
|
-
|
12.
|
class
|
16
|
-
|
-
|
-
|
-
|
13.
|
идентификатор
|
18
|
-
|
-
|
-
|
-
|
14.
|
}
|
21
|
-
|
-
|
-
|
-
|
15.
|
~
|
22
|
-
|
-
|
-
|
-
|
16.
|
~
|
24
|
-
|
+
|
-
|
-
|
17.
|
~
|
12
|
-
|
-
|
-
|
-
|
18.
|
идентификатор
|
19
|
+
|
-
|
-
|
+
|
19.
|
~
|
37
|
-
|
+
|
-
|
-
|
20.
|
~
|
12
|
-
|
-
|
-
|
-
|
21.
|
~
|
0
|
-
|
-
|
+
|
-
|
22.
|
~
|
51
|
-
|
+
|
-
|
-
|
23
|
~
|
12
|
-
|
-
|
-
|
-
|
24
|
~
|
25
|
-
|
-
|
-
|
-
|
25
|
class
|
26
|
+
|
-
|
-
|
+
|
26
|
идентификатор
|
27
|
+
|
-
|
-
|
+
|
27
|
~
|
32
|
-
|
+
|
-
|
-
|
28
|
{
|
29
|
+
|
-
|
-
|
+
|
29
|
~
|
12
|
-
|
+
|
-
|
-
|
30
|
)
|
31
|
+
|
-
|
-
|
+
|
31
|
;
|
0
|
+
|
-
|
+
|
+
|
32
|
:
|
34
|
-
|
-
|
-
|
-
|
33
|
~
|
36
|
-
|
-
|
-
|
-
|
34
|
:
|
35
|
+
|
-
|
-
|
+
|
35
|
идентификатор
|
0
|
+
|
-
|
+
|
+
|
36
|
~
|
0
|
-
|
-
|
+
|
-
|
37
|
->
|
40
|
-
|
-
|
-
|
-
|
38
|
(
|
44
|
-
|
-
|
-
|
-
|
39
|
;
|
46
|
-
|
-
|
-
|
+
|
40
|
->
|
41
|
+
|
-
|
-
|
+
|
41
|
идентификатор
|
42
|
+
|
|