- На практике ознакомиться с системой типов языка Scheme.
- На практике ознакомиться с юнит-тестированием.
- Разработать свои средства отладки программ на языке Scheme.
- На практике ознакомиться со средствами метапрограммирования языка Scheme.
-
Реализуйте макрос
traceдля трассировки. Трассировка — способ отладки, при котором отслеживаются значения переменных или выражений на каждом шаге выполнения программы. Необходимость и вывести значение в консоль, и вернуть его в программу нередко требует существенной модификации кода, что может стать источником дополнительных ошибок. Реализуйте макрос, который позволяет ценой небольшой вставки, не нарушающей декларативность кода, выполнить и вывод значения в консоль с комментарием в виде текста выражения, которое было вычислено, и возврат его значения в программу.Код без трассировки:
(define (zip . xss) (if (or (null? xss) (null? (car xss))) ; Надо отслеживать значение (car xss) здесь... '() (cons (map car xss) (apply zip (map cdr xss))))) ; ...и значение xss здесь.
Код с трассировкой:
(load "trace.scm") (define (zip . xss) (if (or (null? xss) (null? (trace-ex (car xss)))) ; Здесь... '() (cons (map car xss) (apply zip (map cdr (trace-ex xss)))))) ; ... и здесь
Консоль:
> (zip '(1 2 3) '(one two three)) (car xss) => (1 2 3) xss => ((1 2 3) (one two three)) (car xss) => (2 3) xss => ((2 3) (two three)) (car xss) => (3) xss => ((3) (three)) (car xss) => () ((1 one) (2 two) (3 three))Вычисление значения выражения осуществляется после вывода цитаты этого выражения в консоль. Таким образом, в случае аварийного завершения программы из-за невозможности вычисления значения, вы всегда сможете определить, в каком выражении возникает ошибка.
Проследите, чтобы выражение вычислялось ровно один раз, в противном случае можно получить неверный результат работы программы.
В дальнейшем используйте этот макрос при отладке своих программ на языке Scheme.
-
Юнит-тестирование — способ проверки корректности отдельных относительно независимых частей программы. При таком подходе для каждой функции (процедуры) пишется набор тестов — пар "выражение — значение, которое должно получится". Процесс тестирования заключается в вычислении выражений тестов и автоматизированном сопоставлении результата вычислений с ожидаемым результатом. При несовпадении выдается сообщение об ошибках.
Реализуйте свой каркас для юнит-тестирования. Пусть каркас включает следующие компоненты:
-
Макрос
test— конструктор теста вида(выражение ожидаемый-результат). -
Процедуру
run-test, выполняющую отдельный тест. Если вычисленный результат совпадает с ожидаемым, то в консоль выводятся выражение и признак того, что тест пройден. В противном случае выводится выражение, признак того, что тест не пройден, а также ожидаемый и фактический результаты. Функция возвращает#t, если тест пройден и#fв противном случае. Вывод цитаты выражения в консоль должен выполняться до вычисления его значения, чтобы при аварийном завершении программы последним в консоль было бы выведено выражение, в котором произошла ошибка. -
Процедуру
run-tests, выполняющую серию тестов, переданную ей в виде списка. Эта процедура должна выполнять все тесты в списке и возвращает#t, если все они были успешными, в противном случае процедура возвращает#f.
Какой предикат вы будете использовать для сравнения ожидаемого результата с фактическим? Почему?
Пример:
; Пример процедуры с ошибкой ; (define (signum x) (cond ((< x 0) -1) ((= x 0) 1) ; Ошибка здесь! (else 1))) ; Загружаем каркас ; (load "unit-test.scm") ; Определяем список тестов ; (define the-tests (list (test (signum -2) -1) (test (signum 0) 0) (test (signum 2) 1))) ; Выполняем тесты ; (run-tests the-tests)
Пример результата в консоли:
(signum -2) ok (signum 0) FAIL Expected: 0 Returned: 1 (signum 2) ok #fИспользуйте разработанные вами средства отладки для выполнения следующих заданий этой лабораторной работы и последующих домашних заданий.
-
-
Реализуйте процедуру доступа к произвольному элементу последовательности (правильного списка, вектора или строки) по индексу. Пусть процедура возвращает
#fесли получение элемента не возможно. Примеры применения процедуры:(ref '(1 2 3) 1) ⇒ 2 (ref #(1 2 3) 1) ⇒ 2 (ref "123" 1) ⇒ #\2 (ref "123" 3) ⇒ #f
Реализуйте процедуру "вставки" произвольного элемента в последовательность, в позицию с заданным индексом (процедура возвращает новую последовательность). Пусть процедура возвращает
#fесли вставка не может быть выполнена. Примеры применения процедуры:(ref '(1 2 3) 1 0) ⇒ (1 0 2 3) (ref #(1 2 3) 1 0) ⇒ #(1 0 2 3) (ref #(1 2 3) 1 #\0) ⇒ #(1 #\0 2 3) (ref "123" 1 #\0) ⇒ "1023" (ref "123" 1 0) ⇒ #f (ref "123" 3 #4) ⇒ "1234" (ref "123" 5 #4) ⇒ #f
Попробуйте предусмотреть все возможные варианты.
Примечание. Результатом выполнения задания должно быть одно определение процедуры
ref. Алгоритм её работы должен определяться числом аргументов и их типами. -
Разработайте наборы юнит-тестов и используйте эти тесты для разработки процедуры, выполняющей разложение на множители.
Реализуйте процедуру
factorize, выполняющую разложение многочленов вида a2−b2, a3−b3 и a3+b3 по формулам.Пусть процедура принимает единственный аргумент — выражение на языке Scheme, которое следует разложить на множители, и возвращает преобразованное выражение. Возведение в степень в исходных выражениях пусть будет реализовано с помощью встроенной процедуры expt. Получаемое выражение должно быть пригодно для выполнения в среде интерпретатора с помощью встроенной процедуры eval. Упрощение выражений не требуется.
Примеры вызова процедуры:
(factorize '(- (expt x 2) (expt y 2))) ⇒ (* (- x y) (+ x y)) (factorize '(- (expt (+ first 1) 2) (expt (- second 1) 2))) ⇒ (* (- (+ first 1) (- second 1)) (+ (+ first 1) (- second 1))) (eval (list (list 'lambda '(x y) (factorize '(- (expt x 2) (expt y 2)))) 1 2) (interaction-environment)) ⇒ -3