Искусство программирования для Unix - Эрик Реймонд

cat thesis.ms | chem | tbl | refer | grap | pic | eqn

 | groff -Tps >thesis.ps

Выше приведен подробный пример конвейера DWB-обработки для гипотетических тезисов, включающих в себя химические формулы, математические уравнения, таблицы, библиографию, графики и диаграммы. (Команда cat(1) просто копирует свой ввод или содержимое указанного файла на свой вывод; здесь она используется для подчеркивания порядка операций.) На практике современные реализации troff часто поддерживают параметры командной строки, которые способны вызвать, по крайней мере, такие программы, как tbl(1), eqn(1) и pic(1), а поэтому писать такие сложные конвейеры не обязательно. Но даже если бы это понадобилось, такие инструкции для сборки обычно создаются один раз и сохраняются в make-файле или в shell-сценарии для повторного использования.

Разметка документов средствами Documenter's Workbench несколько устарела, однако диапазон проблем, которые решаются препроцессорами, является некоторым показателем мощности модели мини-языков — было бы чрезвычайно трудно встроить эквивалентные знания в текстовые процессоры класса WYSIWYG. Существует несколько областей, где современные инструментальные связки и способы разметки документов на основе XML, в 2003 году лишь приближаются к возможностям, которыми инструментарий DWB обладал в 1979 году. Эти вопросы подробнее освещаются в главе 18.

Конструктивные идеи, которые дали инструментарию DWB такую мощь, в настоящее время должны быть очевидны. Все инструменты совместно используют общее представление документов в виде текстовых потоков, а система форматирования разбита на независимые компоненты, которые можно отлаживать и совершенствовать по отдельности. Структура конвейеров поддерживает интеграцию с новыми, экспериментальными препроцессорами и постпроцессорами без нарушения работы старых. DWB — модульная и расширяемая конструкция.

Структура инструментария Documenter's Workbench в целом преподносит некоторые уроки того, как связывать несколько специальных языков во взаимодействующую систему. Один препроцессор может быть надстройкой доя другого. Действительно, инструментальные средства DWB были ранними примерами, демонстрирующими мощность каналов, фильтров и мини-языков, которые в дальнейшем во многом повлияли на конструкцию Unix. Конструкции отдельных препроцессоров способны предоставить еще больше примеров того, как выглядит конструкция эффективного мини-языка.

Один из этих уроков отрицательный. Иногда пользователи, пишущие описание в мини-языке, допускают некорректные действия с низкоуровневой troff-разметкой, вставленной вручную. Это может повлечь за собой последствия и ошибки, которые трудно диагностировать, поскольку данные, сгенерированные troff и выходящие из конвейера, не видны, а если бы были видны, то были бы нечитаемыми. Такие ошибки аналогичны ошибкам, которые возникают в коде, когда C-код смешан с фрагментами ассемблера. Было бы лучше, если бы уровни языков были разделены более основательно, если бы это было возможно. Разработчикам мини-языков следует учесть эти проблемы.

Все языки препроцессоров (кроме самой troff-разметки) имеют сравнительно четкий, shell-подобный синтаксис, которые соответствует многим описанным в главе 5 соглашениям о конструкции форматов файлов данных. Существует несколько затруднительных исключений. Особенно выделяется среди них программа tbl(1), по умолчанию использующая символ табуляции как разделитель полей между столбцами таблицы, дублирующая неприятные недоработки в конструкции make(1) и вызывающая досадные ошибки, когда редакторы или другие средства невидимо изменяют состав разделителей.

Хотя troff сам по себе представляет собой специализированный императивный мини-язык, одной из идей, которая "проходит" как минимум через 3 мини-языка в DWB, является декларативная семантика: компоновка документа на основе ограничивающих условий. Данная идея также характерна для современных GUI-инструментариев. Вместо того чтобы указывать координаты пикселей для графических объектов, единственное, что действительно требуется сделать — это объявить пространственные взаимозависимости между ними ("элемент управления А расположен выше элемента В, который находится слева от элемента С"), а затем заставить программное обеспечение вычислить наилучшее расположение элементов А, В и С, соответствующее заданным ограничивающим условиям.

В программе pic(1) данный подход используется для компоновки элементов диаграмм. Диаграмма классификации языков на рис. 8.1 была создана на основе приведенного в примере 8.4[84] исходного pic-кода, обработанного с помощью команды pic2graph, которая рассматривалась в одном из учебных примеров главы 7.

Это весьма типичная для Unix конструкция мини-языка, и как таковая она имеет несколько интересных моментов даже на уровне синтаксиса. Следует отметить ее сходство с shell-программой: комментарии начинаются с символа #, а синтаксис, очевидно, организован на основе лексем и имеет простейшее возможное соглашение для строк. Разработчик pic(1) знал, что Unix-программисты ожидают подобный этому синтаксис мини-языков, если не существует значительной и специфической причины не делать этого. В данном случае в полной мере выполняется правило наименьшей неожиданности.

Пример 8.4. pic-код для схемы классификации языков

#Minilanguage taxonomy (классификация мини-языков)

#

# Base ellipses (основные эллипсы)

define smallellipse {ellipse width 3.0 height 1.5}

M: ellipse width 3.0 height 1.8 fill 0.2

line from M.n to M.s dashed

D: smallellipse() with .e at M.w + (0.8, 0)

line from D.n to D.s dashed

I: smallellipse() with .w at M.e - (0.8, 0)

#

# Captions (подписи)

"" "Data formats" at D.s

"" "Minilanguages" at M.s

"" "interpreters" at I.s

#

# Heads (заголовки)

arrow from D.w + (0.4, 0.8) to D.e + (-0.4, 0.8)

"flat to structured" "" at last arrow.с

arrow from M.w + (0.4, 1.0) to M.e + (-0.4, 1.0)

"declarative to imperative" "" at last arrow.с

arrow from I.w + (0.4, 0.8) to I.e + (-0.4, 0.8)

"less to more general" "" at last arrow.с

#

# The arrow of loopiness (стрелка развития циклов)

arrow from D.w + (0, 1.2) to I.e + (0, 1.2)

"increasing loopiness" "" at last arrow.с

#

# Flat data files (плоские файлы данных)

"/etc/passwd" ".newsrc" at 0.5 between D.c and D.w

# Structured data files (структурированные файлы данных)

"SNG" at 0.5 between D.c and M.w

# Datafile/minilanguage borderline cases (пограничные случаи файлы данных/мини-язык)

"regexps" "Glade" at 0.5 between M.w and D.e

# Declarative minilanguages (декларативные мини-языки)

"m4" "Yacc" "Lex" "make" "XSLT" "pic" "tbl" "eqn"

 at 0.5 between M.с and D.e

# Imperative minilanguages (императивные мини-языки)

"fetchmail" "awk" "troff" "Postscript" at 0.5 between M.c and I.w

# Minilanguage/interpreter borderline cases (пограничные случаи

 мини-язык/интерпретатор)

"dc" "bc" at 0.5 between I.w and M.e

# Interpreters (интерпретаторы)

"Emacs Lisp" "JavaScript" at 0.25 between M.e and I.e

"sh" "tcl" at 0.55 between M.e and I.e

"Perl" "Python" "Java" at 0.8 between M.e and I.e

Вероятно, больших усилий не потребуется, чтобы понять, что первая строка кода представляет собой определение макрокоманды. В последующих ссылках на smallellipse() инкапсулирован повторяющийся элемент диаграммы. Назначение команды arrow также очевидно.

Используя все это как подсказку и глядя на реальную диаграмму, несложно выяснить значение остальных элементов синтаксиса (позиционных ориентиров, таких как М.s, и конструкций, подобных last arrow или at 0.25 between M.e and I.e, или добавление смещения вектора). Как и Glade-разметка, а также m4-код, пример, подобный данному, может прояснить многое в языке без каких-либо ссылок на руководства (к сожалению, свойство компактности для troff(1)-разметки не характерно).

Пример программы pic(1) отражает общую для мини-языков идею конструкции, которая также отражается в Glade — использование интерпретатора мини-языка для инкапсуляции некоторой формы логических расчетов на основе ограничивающих условий и превращения ее в действия. Программу pic(1), в сущности, можно было бы рассматривать скорее как императивный, а не декларативный язык; в ней имеются элементы обоих видов, и дискуссия быстро переросла бы теологическую.

Комбинация макросов с компоновкой на основе ограничивающих условий позволяет программе pic(1) выражать структуру диаграмм таким способом, который недоступен для более современных векторных разметок, таких как SVG. Следовательно, благоприятно, то, что одним из следствий конструкции Documenter's Workbench является то, что она относительно упрощает использование программы pic(1) за пределами среды DWB. Сценарий pic2graph, использованный в качестве учебного примера в главе 7, был специально создан для достижения этой цели с помощью модернизированных PostScript-возможностей groff(1) как промежуточный этап на пути к современному растровому формату.