Expérience de programmation générique sur des structures non-séquentielles : les automates p.1/40

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1 Expériene de progrmmtion générique sur des strutures non-séquentielles : les utomtes IGM - Université de Mrne L Vllée Vinent Le Mout Expériene de progrmmtion générique sur des strutures non-séquentielles : les utomtes p.1/40

2 Pln 1. Motivtions 2. L progrmmtion générique 3. STL 4. ASTL 5. Les urseurs 6. Word Grep 7. Liriries tives Expériene de progrmmtion générique sur des strutures non-séquentielles : les utomtes p.2/40

3 Motivtions Outil de mnipultion d utomte Adptle Effie Réutilisle Evlution de l progrmmtion générique en C++ Expériene de progrmmtion générique sur des strutures non-séquentielles : les utomtes p.3/40

4 Liriries LEDA, Lirry of Effiient Dt types nd Algorithms BGL, Boost Grph Lirry GTL, Grph Templte Lirry Gril+ FIRE Lite, FInite utomt nd Regulr Expressions AUTOMATA FSA, Finite Stte Automt utilities Expériene de progrmmtion générique sur des strutures non-séquentielles : les utomtes p.4/40

5 Réutilistion lngge mhine progrmmtion proédurle (indépendnte du CPU) progrmmtion ojets (modulire) progrmmtion générique (indépendnte des strutures de données et effie) Expériene de progrmmtion générique sur des strutures non-séquentielles : les utomtes p.5/40

6 Progrmmtion générique Déomposition orthogonle de l espe des omposnts CONTAINERS veteur, liste,... j k i TYPES int, hr, flot,... ALGORITHMES reherhe, tri,... Expériene de progrmmtion générique sur des strutures non-séquentielles : les utomtes p.6/40

7 Approhe orientée lgorithme Position du plus petit élément d une séquene Iterteur min(iterteur x, Iterteur y) { Iterteur p = x; while (x!= y) { if (*x < *p) p = x; ++x; } return p; } Expériene de progrmmtion générique sur des strutures non-séquentielles : les utomtes p.7/40

8 L progrmmtion générique Pour pouvoir érire r = x Iterteur doit Être opile x!= y Définir une reltion d équivlene ++x Être inrémentle *x Être déréférençle définition d strtions (onepts) Expériene de progrmmtion générique sur des strutures non-séquentielles : les utomtes p.8/40

9 L progrmmtion générique Expériene de progrmmtion générique sur des strutures non-séquentielles : les utomtes p.9/40

10 L progrmmtion générique Déouplge totl entre lgorithme et struture de données ALGORITHMES ITERATEURS CONTAINERS Expériene de progrmmtion générique sur des strutures non-séquentielles : les utomtes p.10/40

11 L Stndrd Templte Lirry Composnts logiiels stndrds fournis ve les ompilteurs de C++ 5 fmilles d strtions : lgorithmes, itérteurs, ontiners, dptteurs, lloteurs Les onepts se présentent sous l forme de tleux de ontrintes imposées ux interfes des ojets Grntit l indépendne des lgorithmes vis-à-vis des données Expériene de progrmmtion générique sur des strutures non-séquentielles : les utomtes p.11/40

12 L Stndrd Templte Lirry ASSIGNABLE LESSTHAN COMPARABLE CONTAINER EQUALITY COMPARABLE DEFAULT CONSTRUCTIBLE SEQUENCE FORWARD CONTAINER REVERSIBLE CONTAINER Héritge de onept BACK INSERTION SEQUENCE FRONT INSERTION SEQUENCE LIST Expériene de progrmmtion générique sur des strutures non-séquentielles : les utomtes p.12/40

13 ASTL Composnts génériques fondmentux de mnipultion d utomtes Constrution, omprison, opie Opértions ensemlistes Déterministion, minimistion Expressions rtionnelles Définit trois sortes d strtions : lgorithme, ontiner d utomte et urseur Expériene de progrmmtion générique sur des strutures non-séquentielles : les utomtes p.13/40

14 ASTL Les ontiners A(Σ, Q, I, F,, T, τ) Indépendnts du type d lphet Diversité des rtéristiques : DFA_mtrix DFA_mp, DFA_hsh DFA_ompt Interfe simple et petite filitnt l spéilistion Expériene de progrmmtion générique sur des strutures non-séquentielles : les utomtes p.14/40

15 Les urseurs Itérteur sur des ontiners d utomte Mtérilise une position Évolue sur l utomte Expériene de progrmmtion générique sur des strutures non-séquentielles : les utomtes p.15/40

16 Les urseurs = Expériene de progrmmtion générique sur des strutures non-séquentielles : les utomtes p.16/40

17 Les urseurs 2 = 1.first trnsition() Expériene de progrmmtion générique sur des strutures non-séquentielles : les utomtes p.16/40

18 Les urseurs = 1.first trnsition().next trnsition() Expériene de progrmmtion générique sur des strutures non-séquentielles : les utomtes p.16/40

19 Les urseurs 2 = 1.first trnsition().next trnsition() 1 3.forwrd() 4 5 Expériene de progrmmtion générique sur des strutures non-séquentielles : les utomtes p.16/40

20 Les urseurs 2 = 1.first trnsition().next trnsition() 1 3.forwrd() 5 4.forwrd( ) Expériene de progrmmtion générique sur des strutures non-séquentielles : les utomtes p.16/40

21 Les urseurs = 1 2.first trnsition() 1.next trnsition() 3.forwrd() forwrd( ).forwrd( ) Expériene de progrmmtion générique sur des strutures non-séquentielles : les utomtes p.16/40

22 Les urseurs templte <typenme Iterteur, typenme Curseur> ool pprtient(iterteur x, Iterteur y, Curseur ) { if (.sink()) return flse; while (x!= y &&.forwrd(*x)) ++x; } return x == y &&.sr_finl(); Expériene de progrmmtion générique sur des strutures non-séquentielles : les utomtes p.17/40

23 Les dptteurs urseurs modifint le omportement d utres urseurs voisins d un mot permettent d jouter des omportements en ne trvillnt qu u niveu de l dptteur filtres déterministion permettent une infinité de ominisons ominison d opértions ensemlistes Expériene de progrmmtion générique sur des strutures non-séquentielles : les utomtes p.18/40

24 Curseur d intersetion 1 2 = (1, 1 ) Expériene de progrmmtion générique sur des strutures non-séquentielles : les utomtes p.19/40

25 Curseur d intersetion 1 2 = (1, 1 ) 3 4.first trnsition() Expériene de progrmmtion générique sur des strutures non-séquentielles : les utomtes p.19/40

26 Curseur d intersetion 1 2 = (1, 1 ) 3 4.first trnsition() 5.next trnsition() Expériene de progrmmtion générique sur des strutures non-séquentielles : les utomtes p.19/40

27 Curseur d intersetion 1 2 = (1, 1 ) 3 4.first trnsition() 5.next trnsition().forwrd() Expériene de progrmmtion générique sur des strutures non-séquentielles : les utomtes p.19/40

28 Curseur d intersetion 1 2 = (1, 1 ) 3 4.first trnsition() 5.next trnsition().forwrd() forwrd( ) Expériene de progrmmtion générique sur des strutures non-séquentielles : les utomtes p.19/40

29 Différene symétrique A B = (A B) \ (A B) ALGORITHME CURSEUR DIFFERENCE CURSEUR UNION CURSEUR INTERSECTION CURSEUR 1 CURSEUR 2 CURSEUR 3 CURSEUR 4 AUTOMATE 1 AUTOMATE 2 Expériene de progrmmtion générique sur des strutures non-séquentielles : les utomtes p.20/40

30 Les urseurs sns utomte urseur de hîne, générteur létoire, Σ Simple Éonomique urseur des permuttions Évite l explosion omintoire urseur d expression rtionnelle simule l utomte urseur de leture sur flux Lit sns reonstruire Évite les prolèmes d espe mémoire Expériene de progrmmtion générique sur des strutures non-séquentielles : les utomtes p.21/40

31 Copie Utilise un urseur omme soure et un ontiner omme ile Indépendnt des types de urseur et de ontiner Copie pr prours en profondeur opie + urseur d intersetion = lgorithme de onstrution de l intersetion opie + urseur de leture sur flux = lgorithme de hrgement d utomte Expériene de progrmmtion générique sur des strutures non-séquentielles : les utomtes p.22/40

32 Constrution presseuse Système de he Constrution de l utomte à l demnde : seules les prties utilisées sont onstruites L représenttion mtriielle de l utomte de he est optimle en temps (très peu d opértions pr rtère) Automtique : regexp ursor e("( )*"); lzy ursor<regexp ursor> = e; Expériene de progrmmtion générique sur des strutures non-séquentielles : les utomtes p.23/40

33 Constrution presseuse L lgorithme doit vérifier trois propriétés : 1. Aès non équiproles ux trnsitions 2. L lgorithme n implique ps l utomte en entier 3. Le lul onernnt un étt ne dépend que de ses propriétés loles Reherhe de motifs en lngue nturelle Evite de reluler le urseur de déterministion Aélère les urseurs omposés Expériene de progrmmtion générique sur des strutures non-séquentielles : les utomtes p.24/40

34 Word Grep Extrtion d informtion pr reherhe de motifs définis sur les mots : (Doris Del Jk Joe Jerry Bernie Jmes...) \ (senior exeutive mnging mrketing...)? \ (vie former ex o)? \ (hirmn Chmn Pres president diretor...) \ (of for) \ (Corp In Ltd softwre Group entre...) Expériene de progrmmtion générique sur des strutures non-séquentielles : les utomtes p.25/40

35 Résultts Jmes Gosling, vie president of Sun Mirosystems In John Greves, hirmn of One.Tel Ltd Ken Sooley, Solet diretor for Asi Pifi, the ompny Jk Myers, hirmn of the Myers Group Dvid Thompson, president of Oritl Sienes Corp John Srzen, diretor of SynComm Group Mihel T. Devlin, president of Rtionl Softwre Peter Nighswnder, vie president of the reserh firm Domini Leung, mnging diretor of Intisoft Asi Ltd Lee, Rx.om s diretor of ommunitions. The ompny Jim Bidzos, president of RSA Dt Seurity, In Expériene de progrmmtion générique sur des strutures non-séquentielles : les utomtes p.26/40

36 Word Grep Expressions multiples et ominisons : logiiel[5] soft progrmme pplition[5] pprentissge pprendre enseigner enseignement lngues étrngères?[5] lngue étrngère?[5] enfnt[5] enfnts[5] gmin gmins (A) (B) " " (C) (D) "1 2 3" (E) "2 3 4" (F) "2 3" Expériene de progrmmtion générique sur des strutures non-séquentielles : les utomtes p.27/40

37 Résultts Nous proposons ux internutes de nouvelles méthodes d enseignement des lngues on-line. Je reherhe pour mon gmin un logiiel d pprentissge des lngues étrngères. (A) (B) " " (C) (D) "1 2 3" (E) "2 3 4" (F) "2 3" Expériene de progrmmtion générique sur des strutures non-séquentielles : les utomtes p.28/40

38 Word Grep ourrene de l ominison B ominisons sous expressions mots pour mon gmin un logiiel d pprentissge des lngues étrngères Expériene de progrmmtion générique sur des strutures non-séquentielles : les utomtes p.29/40

39 Word Grep Compilé sous Linux, exéutle 68 Ko Consommtion mémoire 1 Mo Entre 1 et 3 millions de mots pr seonde Bonne lterntive ux moteurs de reherhe lorsque le volume des données 100 Mo Simplifition du déploiement et de l mintenne Indépendne vis-à-vis des tehnologies externes Expériene de progrmmtion générique sur des strutures non-séquentielles : les utomtes p.30/40

40 Un exemple de type onret dfirst_ursor<stk_ursor< forwrd_ursor<dfa_ompt< DFA_mtrix<rnge<int, 0, 255>, pir<int,string> > > >, vetor<forwrd_ursor<dfa_ompt< DFA_mtrix<rnge<int, 0, 255>, pir<int,string> > > > > > > mon_urseur; Expériene de progrmmtion générique sur des strutures non-séquentielles : les utomtes p.31/40

41 Liriries tives Les liriries tivent orientent le ompilteur sur le hoix de l implémenttion qui répond le mieux ux exigenes de l utilisteur. Présente une interfe plus strite permettnt de spéifier un type formel d utomte Automtistion de l onstrution du type onret Expériene de progrmmtion générique sur des strutures non-séquentielles : les utomtes p.32/40

42 Domin Speifi Lnguge Lngge dpté et réduit à un domine préis Astrtion sns lien diret ve l informtique et l mise en œuvre Couvre tous les esoins potentiels Le DSL mhine à étts permet : Déterminisme/non déterminisme Compromis espe/temps Type des étiquettes Aide u déoguge (ound heking) Expériene de progrmmtion générique sur des strutures non-séquentielles : les utomtes p.33/40

43 Métprogrmmtion en C++ Spéifitions utilisteurs sous formes de ptrons d expressions typedef key<hr, deterministi> key_t; typedef ess<onstnt_time<> > ess_t; typedef fsm<key_t, ess_t, speed, direted> fsm_type; Constrution utomtique d un type typedef fsm_genertor<fsm_type>::r onrete_fsm_type; Expériene de progrmmtion générique sur des strutures non-séquentielles : les utomtes p.34/40

44 Doule interfe Expression DSL Prser Expression ICCL Assemleur Composnts Code généré Expériene de progrmmtion générique sur des strutures non-séquentielles : les utomtes p.35/40

45 Progrmmtion pr mixin CONFIGURATION STATE MANAGER LABEL MANAGER TRANSITION MANAGER TAG MANAGER INITIALS STATES Types omposites Empilement des fontionnlités Séprtion des spets FINAL STATES BOUNDS CHECKER FSM WRAPPER Expériene de progrmmtion générique sur des strutures non-séquentielles : les utomtes p.36/40

46 Métprogrmmtion en C++ Permet de générer 3000 strutures de données Le DSL est réutilisle pour générer des urseurs typedef ursor_genertor<fsm_type>::r Redondne minimle Effiité onservée ursor_type; Expériene de progrmmtion générique sur des strutures non-séquentielles : les utomtes p.37/40

47 Conlusion ASTL pporte plus de souplesse grâe ux urseurs onstitue l première implémenttion réellement générique vlide l rhiteture à trois ouhes L progrmmtion générique en C++ omine hut-niveu et effiité diffiile d ès Expériene de progrmmtion générique sur des strutures non-séquentielles : les utomtes p.38/40

48 Conlusion Les liriries tives et l métprogrmmtion filitent l utilistion méliorent l réutilistion séprent les spets Expériene de progrmmtion générique sur des strutures non-séquentielles : les utomtes p.39/40

49 Prohinement disponile... ASTL version 2.0 Lesser GNU Puli Liense Aès CVS Pge offiielle Expériene de progrmmtion générique sur des strutures non-séquentielles : les utomtes p.40/40