برنامه نویسی به زبان ارلنگ

ارلنگ زبان برنامه نویسی تابعی و همروند است

برنامه نویسی به زبان ارلنگ

ارلنگ زبان برنامه نویسی تابعی و همروند است

برنامه نویسی به زبان ارلنگ

در این وبلاگ مطالب مربوط به ارلنگ و الیکسیر منتشر خواهد شد

۴ مطلب با کلمه‌ی کلیدی «آموزش ارلنگ» ثبت شده است

  • ۰
  • ۰

یکی از روش‌های ارتباط ارلنگ با برنامه‌های دیگر یا در حقیقت استفاده از کدهای سایر زبان‌های برنامه نویسی، استفاده از پورت است. البته پورت در ارلنگ مفهوم منحصر بفرد خاص خودش را دارد. پورت در ارلنگ خیلی شبیه پروسس است به این مفهوم که می‌توان به آن پیام فرستاد و از آن پیام نیز دریافت کرد. برای فراخوانی تابعی در کد یک زبان دیگر،مثلا C ، نیاز است که ابتدا پورتی تعریف شود و در سمت برنامه C نیز مقداری کد نوشت تا بتوان با ارلنگ ارتباط برقرار کرد. لازم است جریان داده ارسالی از سمت ارلنگ در سمت کد C تعریف شده باشد تا بتواند جواب مربوط را بدهد. برای مثال فرض کنید می‌خواهیم از کد زیر استفاده کنیم. کد دارای دو تابع است و ما می‌خواهیم جمع ساده و ضرب را در ارلنگ با فراخوانی تابع زیر انجام دهیم:

 

int sum(int x, int y){
return x+y;
}
int twice(int x){
return 2*x;
}

ما نیاز به دو کد C دیگر نیز داریم. یک کد driver که کارش مدیریت جریان داده و پیاده سازی پروتوکل ارتباطی به ارلنگ است و در آخر هم توابع مورد نظر را صدا می‌زند. یک کد ارتباطی دیگر برای خواندن از حافظه و نوشتن به آن. دو کد به ترتیب در پایین آورده شده است:

Driver:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
typedef unsigned char byte;
int read_cmd(byte *buff);
int write_cmd(byte *buff, int len);
int sum(int x, int y);
int twice(int x);
int main() {
        int fn, arg1, arg2, result;
        byte buff[100];
        while (read_cmd(buff) > 0) {
                fn = buff[0];
                if (fn == 1) {
                        arg1 = buff[1];
                        arg2 = buff[2];
                        /* debug -- you can print to stderr to debug
                         * fprintf(stderr,"calling sum %i %i\n",arg1,arg2); */
                        result = sum(arg1, arg2);
                } else if (fn == 2) {
                        arg1 = buff[1];
                        result = twice(arg1);
                } else {
                        /* just exit on unknown function */
                        exit(EXIT_FAILURE);
                }
                buff[0] = result;
                write_cmd(buff, 1);
        }
}

Comm:

#include <unistd.h>                                  
typedef unsigned char byte;                          
#define HLEN 2                                       
int read_cmd(byte *buf);                             
int write_cmd(byte *buf, int len);                   
int read_exact(byte *buf, int len);                  
int write_exact(byte *buf, int len);                 
int read_cmd(byte *buf)                              
{                                                    
        int len;                                     
        if (read_exact(buf, HLEN) != HLEN)           
                return(-1);                          
        len = (buf[0] << 8) | buf[1];                
        return read_exact(buf, len);                 
}                                                    
int write_cmd(byte *buf, int len)                    
{                                                    
        byte li;                                     
        li = (len >> 8) & 0xff;                      
        write_exact(&li, 1);                         
        li = len & 0xff;                             
        write_exact(&li, 1);                         
        return write_exact(buf, len);                
}       
int read_exact(byte *buf, int len)                               
{                                                                
        int i, got=0;                                            
        do {                                                     
                if ((i = read(0, buf+got, len-got)) <= 0)        
                        return(i);                               
                got += i;                                        
        } while (got<len);                                       
        return(len);                                             
}                                                                
int write_exact(byte *buf, int len)                              
{                                                                
        int i, wrote = 0;                                        
        do {                                                     
                if ((i = write(1, buf+wrote, len-wrote)) <= 0)   
                        return (i);                              
                wrote += i;                                      
        } while (wrote<len);                                     
        return (len);                                            
}                                                                                                             

در آخر هم کد ارلنگ را نوشتم:

-module(calc).
-export([start/0, stop/0]).
-export([twice/1, sum/2]).
start() ->
        register(calc,
                 spawn(fun() ->
                                       process_flag(trap_exit, true),
                                       Port = open_port({spawn, "./calc"}, [{packet, 2}]),
                                       loop(Port)
                       end)).
stop() ->
        ?MODULE ! stop.
twice(X) -> call_port({twice, X}).
sum(X,Y) -> call_port({sum, X, Y}).
call_port(Msg) ->
        ?MODULE ! {call, self(), Msg},
        receive
                {?MODULE, Result} ->
                        Result
        end.
loop(Port) ->
        receive
                {call, Caller, Msg} ->
                        Port ! {self(), {command, encode(Msg)}},
                        receive
                                {Port, {data, Data}} ->
                                        Caller ! {?MODULE, decode(Data)}
                        end,
                        loop(Port);
                stop ->
                        Port ! {self(), close},
                        receive
                                {Port, closed} ->
                                        exit(normal)
                        end;
                {'EXIT', Port, Reason} ->
                        exit({port_terminated, Reason})
        end.
encode({sum, X, Y}) -> [1, X, Y];
encode({twice, X}) -> [2, X].
decode([Int]) -> Int.

 ابتدا برنامه C را کامپایل می‌کنیم:

gcc -o calc calc.c calc_comm.c calc_driver.c

برنامه ارلنگ را کامپایل و اجرا می‌کنیم و پس از آن براحتی می‌توانیم تابع sum را فراخوانی کنیم.

 

  • مهدی حسینی مقدم
  • ۰
  • ۰

یکی از خواص ارلنگ که کلی برای آن تبلیغ می‌شود قابلیت بروز رسانی کد آنهم بدون نیز به پایین آوردن برنامه است، در حقیقت بدون نیاز به قطعی سرویس این امکان وجود خواهد داشت. این قابلیت برای سرویس هایی که حتی یک لحظه خارج از دسترس بودن هزینه‌ها و خسارات جبران ناپذیری ببار خواهد آورد خیلی حیاتی هستند. اما ارلنگ چطور این کار را می‌کند؟

ارلنگ در درون سیستم خود چیزی شبیه سرور کد را جای داده است. کد سرور ارلنگ در حقیقت یک پروسه ارلنگ است که در پس زمینه اجرا می‌گردد و یک دیتابیس در حافظه برای خودش ایجاد کرده است. کد سرور دو نسخه از هر کد را می‌تواند در خود نگه دارد و هر دو نسخه همزمان می‌توانند اجرا شوند. نسخه جدید هر برنامه هر زمان که کامپایل شد و سپس با استفاده از تابع l() بارگذاری گردید، قابل استفاده خواهد بود. باید این نکته را اضافه کنم که ارلنگ دو روش صدا زدن تابع دارد: داخلی و خارجی. روش صدا زدن داخلی تابع همان روش معمولی است:

f(Args).

و روش صدا زدن خارجی، استفاده از نام ماژول مربوطه در ابتدا است:

Mod:f(Args)

نکته اساسی و مفید اینجاست که در روش صدا زدن خارجی همیشه نسخه آخر تابع اجرا می‌شود. بنابراین بسادگی می‌توان برنامه‌ئی نوشت که با دریافت پیامی نسخه جدید را اجرا کنید. کد زیر را نظر بگیرید:

-module(hotload).
-export([server/1, upgrade/1]).
server(State) ->
	receive
	update ->
		NewState = ?MODULE:upgrade(State),
		?MODULE:server(NewState); %% run new version
	SomeMessage ->
		do_something(),
		server(State) %% Old Version
	end.

در کد بالا کافی است پیام update را با پروسه بفرستیم و در آن صورت نسخه جدید که بصورت فراخوانی خارجی قابل مشاهده است اجرا خواهد شد. کافی است مطابق نیاز خود تابع upgrade را بنویسیم که من جایش را خالی گذاشتم.

  • مهدی حسینی مقدم
  • ۰
  • ۰

در این مثال باید برنامه ئی بنویسیم که گذرواژه کاربر رو بررسی کند و بتواند گذرواژه های ساده، خیلی ساده، قوی و خیلی قوی را شناسایی کند. تعاریف بشرح زیر است:

گذرواژه‌ی خیلی ضعیف: متشکل از عدد است و طولی زیر 8 کارکتر دارد

گذرواژه‌ی ضعیف: متشکل از حروف است و طولی زیر 8 کارکتر دارد

گذرواژه‌ی قوی: متشکل از عدد و حروف است و طولی بیش از 8 کارکتر دارد

گذارواژه‌ی خیلی قوی: متشکل از عدد، حروف و کارکترهای ویژه نظیر !@#$%^&* است

کد برنامه بشرح زیر است:

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
%%@author Mahdi Hosseini Moghaddam <m.hoseini.m@gmail.com>
%%@doc Exercise 25 from "Exercises for programmers" Book
%%@reference from <a href="http://erlang.blog.ir">مثال هایی در ارلنگ</a>,
%% 2018
%%@copyright 2018 by Mahdi Hosseini Moghaddam
%%@version 0.1
-module(ex25).
-export([main/0]).
-compile([debug_info]).
-define(VERY_WEEK, {"^[0-9]{0,8}$","Very Week"}).
-define(WEEK,{"^[a-zA-Z]{0,8}$","Week"}).
-define(STRONG,{"((?=.+[0-9])(?=.+[A-Za-z])){8,}","Strong"}).
-define(VERY_STRONG,{"(?=.+[0-9])(?=.+[A-Za-z])(?=.*[!@#\$%\^&*]).{8,}","Very Strong"}).

main() ->
	try run()
	catch
		error:_Error -> io:format(
			"Please Enter only Numeric type~n");
		throw:negativeNumber -> io:format(
			"Please Enter only non-zero positive number~n")
	end.

run() ->
	{ok,Q} = readItems(),
	case passwordValidator(Q) of 
		{ok, Msg} ->
			io:fwrite("The password ~s is ~s ~n", [Q,Msg]);
		nomatch ->
			io:fwrite("No Macth ~n")
	end.
get_validation() ->
	[?VERY_STRONG, ?STRONG, ?WEEK, ?VERY_WEEK].

	passwordValidator(Str) ->
	passwordValidator(Str,get_validation()).
	
%@ this function Validates Password
passwordValidator(_Str, [] ) ->
	nomatch;
passwordValidator(Str,[{Re, Msg}|T]) ->
	case re:run(Str,Re) of
		{match, _Captured} -> {ok,Msg} ;
		nomatch -> 
		passwordValidator(Str, T)
	end.


%@doc This function reads the user input the returns the result
readItems() ->
	{ok,[P]} = io:fread(
		"Enter the password ","~s"),
	{ok,P}.

من برای بررسی سختی گذرواژه از عبارات با قاعده (Regular Expression) استفاده کردم. ماژول re ارلنگ این کار را برای من می‌کند. قسمت سخت این مثال محاسبه عبارت باقاعده برای هر سختی هست. با استفاده از ماکرو تعریف آنها را در خط 10 تا 13 مشخص کردم. 

  • مهدی حسینی مقدم
  • ۱
  • ۰

مستند سازی در ارلنگ

مستندسازی از آن قسمت‌هایی است که اغلب مغفول می‌ماند. ارزش مستندسازی شاید ماه ها پس از اتمام پروژه معلوم شود بخصوص وقتی که خود برنامه‌نویس از فهم کد خودش عاجز می‌ماند. کد نویسی تنها زمانی ارزشمند خواهد بود که کد ما برای برنامه نویسان دیگر، از هم تیمی‌هایمان گرفته تا مشتری های نرم افزای، قابل فهم باشد. ساده‌ترین راه برای مستند سازی استفاده از کامنت است. در ارلنگ برای نوشتن کامنت از علامت % استفاده می‌شود. کامنت‌ها در حقیقت عباراتی هستند که توسط کامپایل بنوعی نادیده گرفته می‌شوند و صرفا برای قابل فهم کردن کد نوشته می‌شوند. علامت % تمام خط جلوی خود را تبدیل به کامنت می‌کند و بنابراین اگر نیاز به نوشتن در چند خط دارید باید در ابتدا هر خط از این علامت استفاده کنید. برای نمونه کد زیر در نظر بگیرید، در این کد با استفاده از کامنت توضیحی در مورد یک تابع نوشته شده است.

-module(mydouble).
-export([double/1]).
%This function doubles its input
double(X) -> X * 2.

 

اگر بخواهیم برای یک ماژول توضیح مفصلی بنویسم و مثلا اطلاعاتی شامل نسخه، تاریخ و نام نویسنده آن را، به آن بیافزاییم و سپس خروجی را در فرمت اچ تی ام ال ببینیم کافی است از تابع edoc در استفاده کنیم. البته قبل از آن باید کامنت‌های لازم را در فایل بنویسیم که سعی کردم در کد زیر این کار را انجام دهم.

%%@author Mahdi Hosseini Moghaddam <hosseins@purdue.edu>
%%@doc Functions calculating triple 
%%@reference from <a href="http://erlang.blog.ir">کتابارلنگ</a>,
%% 2016
%%@copyright 2016 by Mahdi Hosseini Moghaddam
%%@version 0.1

-module(mytriple).
-export([triple/1]).
-import(mydouble,[double/1]).

%%% This function multiplies a number by 3
triple(X) -> X + double(X).

برای ایجاد مستند برای فایل فوق از فرمان زیر استفاده می‌کنیم:

17> edoc:files(["mytriple.erl"], [{dir, "doc"}]).

خروجی در یک پوشه جدید ساخته می‌شود. فایل index.html را با مرورگر خود باز کنید، روی نام تابع mytriple کلیک کنید،تصویری مشابه تصویر زیر خواهید دید:

حتما توجه شما به علامت @ در کامنتها جلب شده است. این علامت در حقیقت توضیحی است به برنامه مستندساز ارلنگ که اطلاعات ذکر شده مربوط به چه قسمتی است. اگر خواستید توضیحی برای تابع خود بنویسید که در مستند نهایی ایجاد شده بیاید کافی است از @doc استفاده کنید. علت خالی بودن توضیح تابع triple در شکل بالا عدم استفاده ما از @doc است. کافیست آن را پس از % اضافه کنیم و دوباره فرمان قبل را اجرا کنیم.

%%@author Mahdi Hosseini Moghaddam <m.hoseini.m@gmail.com>
%%@doc Functions calculating triple 
%%@reference from <a href="http://erlang.blog.ir">کتاب ارلنگ</a>,
%% 2016
%%@copyright 2016 by Mahdi Hosseini Moghaddam
%%@version 0.1
-module(mytriple).
-export([triple/1]).
-import(mydouble,[double/1]).

%@doc This function multiplies a number by 3
triple(X) -> X + double(X).

تا اینجا مستند ما کامل است اما یک نکته وجود دارد، بدلیل آنکه نوع داده ها در ارلنگ بصورت پویاست به این معنی که شما نیازی ندارید نوع متغیر را در هنگام مقدار دهی مشخص کنید اطلاعات در مورد تابع triple هنوز گنگ است. برنامه‌نویسی که مستند فوق را می‌خواند نخواهد دانست که تابع ما ورودی خود را بصورت عددی می‌گیرد یا انواع دیگر. برای این منظور باید از spec- کد استفاده کرد که خیلی شبیه تعریف مجدد تابع است با این تفاوت که انواع داده‌ای را که انتظار داریم دریافت کنیم را مشخص می‌کنیم. تابع ما عدد حسابی یا اعشاری را دریافت می‌کند و خروجی آن نیز عدد حسابی یا اعشاری خواهد بود. کد زیر تغییر یافته تابع ماست. تولید مستند جدید برمبنای آن برعهده شما باشد.

%%@author Mahdi Hosseini Moghaddam <m.hoseini.m@gmail.com>
%%@doc Functions calculating triple 
%%@reference from <a href="http://erlang.blog.ir">کتاب ارلنگ</a>,
%% 2016
%%@copyright 2016 by Mahdi Hosseini Moghaddam
%%@version 0.1
-module(mytriple).
-export([triple/1]).
-import(mydouble,[double/1]).

%@doc This function multiplies a number by 3
-spec(triple(number()) -> number()).
triple(X) -> X + double(X).

شما می توانید برای همه برنامه خود مستند بسازید برای اینکار از فرمان زیر استفاده کنید و خروجی را مشاهده کنید. 

15> edoc:files(["mytriple.erl", mydouble.erl"]). 

  • مهدی حسینی مقدم