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Programmieren lernen mit

A++

Georg P. Loczewski

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Programmieren lernen mit A++

Funktional programmieren in Python und Java

Mit einer Einführung in das Lambda-Kalkül

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IMPRESSUM

Copyright © 2018 Georg P. Loczewski

Programmieren lernen mit A++

1. Auflage 2018 –Hamburg

Verlag: tredition GmbH

2. Auflage 2018 –Hamburg

Verlag: tredition GmbH

ISBN

978-3-7469-3199-9 (Paperback)

978-3-7469-3200-2 (Hardcover)

978-3-7469-3201-9 (e-Book)

Verlag & Druck: tredition GmbH

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Meiner Frau Ursula
und meinen Söhnen Thomas und Johannes
in Liebe gewidmet

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Inhaltsverzeichnis

Vorwort

I Grundlagen

1 Einführung

1.1 Konstitutive Prinzipien in A++

Abstraktion
Referenz
Synthese
Closure
Lexical Scope

2 Sprachdefinition

2.1 Syntax und Semantik von A++

Anmerkungen zur Syntax:

2.2 Beispiele zur Syntax von A++

Beispiele zur Abstraktion 1. Alternative in 2.2
Beispiele zur Abstraktion 2. Alternative in 2.2
Beispiele zur Referenz 2.3
Beispiele zur Synthese 2.4

2.3 A++ Erweiterung

Syntax von A++ mit vorgegebenen Primitiv-Abstraktionen
Beispiele zu den Erweiterungen in A++

3 Erste Entfaltung von A++

3.1 Programmierstil in A++

3.2 Grundlegende Logische Abstraktionen

Abstraktionen ‘true’ und ‘false’
Abstraktionen ‘lif’

3.3 Erweiterte Logische Abstraktionen

3.4 Numerische Abstraktionen

Abstraktion für die Zahl ‘0’
Abstraktion für die Zahl ‘1’
Abstraktion für die Zahl ‘2’
Abstraktion für das Prädikat ‘zerop’
Abstraktion für die Zahl ‘3’
Utility-Abstraktion ‘compose’
Abstraktion für die Addition
Abstraktion für die Inkrementierung
Abstraktion für die Multiplikation

3.5 Abstraktionen für Listen

Abstraktion für den Konstruktor
Abstraktion für den Selektor ‘lcar’
Abstraktion für den Selektor ‘lcdr’
Anwendung der grundlegenden Operationen für Listen
Abstraktion für das Ende einer Liste
Abstraktion für das Prädikat ‘nullp’
Abstraktion für die Längenabfrage
Abstraktion zum Entfernen eines Objektes aus einer Liste

3.6 Erweiterte Arithmetische Abstraktionen

Abstraktion für ‘zeropair’
Abstraktion für die Dekrementierung
Abstraktion für die Subtraktion

3.7 Relationale Abstraktionen

Abstraktion für das Prädikat ‘gleich’
Abstraktion für das Prädikat ‘größer als’
Abstraktion für das Prädikat ‘kleiner als’
Abstraktion für das Prädikat ‘größer gleich’

3.8 Funktionen Höherer Ordnung

Abstraktion ‘compose’
Abstraktion für die ‘curry’-Funktion
Abstraktion für die Abbildung einer Liste
Abstraktion für die ‘curry map’-Funktion
Abstraktion für die Auswahl aus einer Liste
Abstraktion für die Suche nach einem Objekt in einer Liste

3.9 Mengen-Operationen

Abstraktion für das Prädikat ‘memberp’
Abstraktion für das Hinzufügen eines Elementes
Abstraktion für die Vereinigung von Mengen

4 Erste Anwendung von A++

4.1 Utility-Abstraktionen

Abstraktion für das sortierte Einfügen in eine Liste
Abstraktion für die Sortierung

4.2 Rekursion

Abstraktion für die Berechnung der Fakultät
Abstraktion für die Summation
Abstraktion für den Zugriff auf ein Element einer Liste
Abstraktion für die Iteration über die Elemente einer Liste

4.3 Imperative Programmierung in A++

Die Abstraktion ’while’ in A++

5 Objekt-Orientierte Anwendung von A++

5.1 Einleitung

Bildung von Klassen
Instanzen von Klassen
Beispiele für Objekt-orientierung in A++

5.2 Erstes Beispiel zur Objektorientierung in A++

Konstruktor für Objekte der Klasse “account”
Erzeugung des Objektes “acc1” durch Aufruf von “make-account”
Senden der Botschaft “deposit” an das Objekt “acc1”
Ausführen der Funktion “deposit”
Detaillierter Code in A++
Anmerkungen zu dem ersten Beispiel zur Objektorientierung
Anmerkungen zum Aufruf der Funktion ‘konto’

5.3 Zweites Beispiel zur Objektorientierung in A++

Anmerkung zu den einzelnen Klassen
Beziehungen zwischen den Klassen
Zusammenfassung

5.4 Drittes Beispiel zur Objektorientierung in A++

Anmerkung zu den einzelnen Klassen

6 Abstraktion, Referenz und Synthese im Detail

6.1 Addition der zwei Zahlen ‘two’ und ‘three’

Synthese von ‘add’ und ‘two three’ (1)
Abstraktion von ‘add’ (1)
Auflösung der Referenz von ‘add’ in [1]
Synthese von (lambda(m n) …) und ‘two three’ in [3]
Abstraktion von ‘compose’
Auflösung der Referenz von ‘compose’ in [4]
Synthese von (lambda(f g) …) und ‘(two f) (three f)’ in [6]
Abstraktion von three:
Auflösung der Referenz von ‘three’ in [7]
Synthese von (lambda(f) …) und ‘f’ in [9]
Synthese von (lambda(x) …) und ‘x’ in [10]
Abstraktion von two:
Auflösung der Referenz von ‘two’ in [11]
Synthese von (lambda(f) …) und ‘f’ in [13]
Synthese vom inneren (lambda(x) …) und ‘(f (f (f x)))’ in [14]

6.2 Multiplikation der zwei Zahlen ‘two’ und ‘three’

Synthese von mult und ‘two three’
Abstraktion von mult:
Auflösung der Referenz von ‘mult’ in [17]
Synthese von (lambda(m n) …) und ‘two three’ in [19]
Abstraktion von compose:
Auflösung der Referenz von ‘compose’ in [20]
Synthese von (lambda(f g) …) und ‘two three’ in [22]
Abstraktion von two:
Abstraktion von three:
Auflösung der Referenz von ‘two’ und ‘three’ in [23]
Synthese vom inneren (lambda(f) …) und ‘x’ in [26]
Synthese von (lambda(f) …) und ‘(lambda(x0) …)’ in [28]
Synthese vom inneren (lambda(x0) …) und ‘x1’
Synthese von (lambda(x0) …) und ‘(x(x(x x1)))’
Umbenennung der Variablen: x –> f und x1 –> x

7 Infrastruktur für A++

7.1 Support-Funktionen

Abstraktion für die Ausgabe einer Zahl
Abstraktion für die Ausgabe eines boole’schen Wertes
Abstraktion für die Ausgabe von Listen

7.2 A++ Interpreter

Linux
MS-Windows
Programmbeendigung

7.3 Initialisierungsdatei für den ARS-Interperter

7.4 WWW-Adressen

8 Erweiterung von A++

8.1 ARS++

8.2 ARSAPI

II ARS und Pyhon

9 Programmierung in Python

9.1 Allgemeine Syntax von Python

9.2 Wichtige Abstraktionsmechanismen

Bildung von Funktionen
Bildung von Klassen
Bildung von Modulen

9.3 Operationen in Funktionen

Definition von Variablen
Definition von Funktionen
Erzeugung von Objekten
Zuweisung von Werten
Testen von Werten
Wiederholung von Operationen
Rekursion
Ein-/Ausgabe-Operationen
Arithmetische Operationen
Relationale Operationen
Boolesche Operationen

9.4 Grundlegende Datentypen

Atome
Listen
Methoden für Listenobjekte
Hilfsfunktionen für Listen

9.5 Dictionaries

Methoden für Assoziative Listen
Hash-Tabellen

9.6 Besonderheiten in Python

10 ARS-Interpreter in Python

10.1 Einleitung

Syntax eines Lambda-Ausdrucks in EBNF-Notation:
Komponenten des Interpreters

10.2 Klasse X

10.3 Globale Variable

10.4 Klasse ARSSymbol

10.5 Klasse ARSToken

10.6 Klasse für den Parser: ARSParser

10.7 Klasse ARSClosure

10.8 Funktionen für die Auswertung von Ausdrücken

10.9 Klasse Interpreter

10.10 Austesten des Interpreters

10.11 Quellcode des Interpreters

10.12 Kompatibilitäts Modul für Listen

III ARS und Java

11 Programmierung in Java

11.1 Zweck und Umfang der Einführung in Java

11.2 Wichtige Abstraktionsmechanismen

Etwas einen Namen geben
Bildung von Klassen

11.3 Closures

11.4 Operationen in Funktionen

Allgemeine Grundfunktionen
Praktische Konkretisierung der allgemeinen Grundfunktionen
Bildung von Funktionen

11.5 Grundlegende Datentypen

Atom
Listen
Verarbeitung von Listen
Implementierung von Listen in Java
Dictionaries

11.6 Besonderheiten in Java

Fehler-Behandlung mit “try” und “catch”
“Threads”

11.7 Alternative Implementierung von Closures in Java

Datentypen-Überblick
Umgebung einer Lambda-Abstraktion
Klasse LClosure
Anwendungsbeispiele

12 ARS-Interpreter in Java

12.1 Einleitung

Syntax eines Lambda-Ausdrucks in EBNF-Notation:
Funktion und Struktur des Interpreters

12.2 Klasse für Symbole: Symbol

12.3 Klasse für Token: ARSToken

12.4 Klasse für den Parser: ARSParser

12.5 Klasse für Closures: ARSClosure

12.6 Klasse für den Evaluator: ARSEval

12.7 Klasse für die Fehlerbehandlung: ARSException

12.8 Klasse: ARSInterpreter

13 Komplette Anwendung in Java: OntoSimula

13.1 Einleitung

Simulation des Lebens von fünf Philosophen
Als ‘applet’ im Internet ausführbar
Detailliertes Szenario

13.2 Quellen für die Entwicklung der Fallstudie

13.3 Dynamisches Objektsystem für Java

Überblick
Klasse LJoops
Klasse LJoopsError
Klasse LJClasstable
Klasse LJclass
Klasse LJobject
Testprogramm für LJoops

13.4 Lambda-Klassen in Java

Überblick

13.5 Applet-Steuerklasse: PhilGraph

Darstellung auf dem Bildschirm
Ausführung in der Java-VM

13.6 Haupt-Anwendungsklasse OntoSimula

Dynamische Klassen

13.7 Haupt-Graphikklassen

Klasse für das Schloss: PhilCastle
Klasse für die Bedieneroberfläche

13.8 Statische Klassen für Sachen

Basis-Klasse ElementD
Klasse Chopstick
Klasse Room

13.9 Klassen für graphische Objekte

Basisklasse ImageObjectD
Klasse PersonImage
Klasse ChopstickImage
Hilfsklasse Semaphore

13.10 Methoden zur Auswahl des Verhaltensmusters

Methoden zur Auswahl des Verhaltensmusters für Aristoteles
Methoden zur Auswahl des Verhaltensmusters für Heraklit
Methoden zur Auswahl des Verhaltensmusters für Parmenides
Methoden zur Auswahl des Verhaltensmusters für Plato
Methoden zur Auswahl des Verhaltensmusters für Sokrates

13.11 Verhaltensmuster für alle Philosophen

Verhaltensmuster für heroische Einsatzbereitschaft
Verhaltensmuster für hohe Einsatzbereitschaft
Verhaltensmuster für normale Einsatzbereitschaft
Verhaltensmuster für gemäßigte Einsatzbereitschaft
Verhaltensmuster bei Krankheit

13.12 Spezielle Verhaltensmuster für Heraklit

Verhaltensmuster für heroische Einsatzbereitschaft
Verhaltensmuster für hohe Einsatzbereitschaft
Verhaltensmuster für normale Einsatzbereitschaft

13.13 Aktivitäten für alle Philosophen

Denken
Holen der Chopsticks
Essen
Zurückgeben der Chopsticks
Schlafen
Krankwerden
Altern

13.14 Spezielle Aktivitäten für Heraklit

Altern

13.15 Spezielle Aktivitäten für Sokrates

Holen der Chopsticks
Zurückgeben der Chopsticks
Altern

13.16 Spezielle Klasse für den Seins-Akt aller Seienden

13.17 Utility Klasse für die Verwaltung der Chopsticks

Anhänge

A Das Lambda-Kalkül

A.1 Syntax eines Lambda-Ausdrucks

A.2 Begriffe und Regeln des Lambda-Kalküls

Assoziativitätsregeln
Gebundene und freie Variable
Alpha-Konvertierung
Beta-Reduktion
Eta-Reduktion
Y-Kombinator

A.3 Beispiele für Beta-Reduktion

Lambda-Kalkül-Programmierung in Scheme-Codierung
Auszuwertende Lambda-Ausdrücke in Scheme-Codierung
Basis-Abstraktionen in Scheme-Codierung
Anwendung mit Beta-Reduktion

B Gültigkeitsbereich von Namen

B.1 Interpretation von Namen

Dynamic Scope
Static Scope
Global Scope
Local Scope

B.2 Auswirkung der Art der Symbolinterpretation auf die Programmierung

Auswirkung von „Dynamic Scope“ auf die Programmierung
Auswirkung von „Static Scope“ auf die Programmierung
Verdeutlichung der Unterschiede von „dynamic scope“ und „lexical scope“ anhand von Beispielen

C Ergänzungen zu OntoSimula

C.1 OntoSimula in Scheme

C.2 Philosophischer Hintergrund zu OntoSimula

Einleitung
Abbildung der Prinzipien in OntoSimula (Java)
Abbildung der Prinzipien in OntoSimula (Scheme)

Schlusswort

Biographische Daten zur Person des Autors

Verzeichnis der Fundamentalbegriffe

Abbildungsverzeichnis

Listings

Literaturverzeichnis

Index

Vorwort

Einleitung

Dieses Buch ist basiert auf dem 1032-seitigen Buch ‘Programmierung pur’(Siehe [16].), das in der 2. erweiterten Auflage von demselben Autor im Verlag S.Toeche-Mittler in Darmstadt im Jahre 2003 verffetlicht wurde. Die 1. Auflage erschien im Jahre 2002 unter derselben ISNB: 3-87820-108-7 .

Die Eigenschaften von A++ werden in verschiedenen Büchern in dieser Reihe vorgestellt, jedesmal mit einem anderen Schwerpunkt. Das vorliegende Buch wird unter Punkt 2 in der folgenden Liste beschrieben.

1. In A++ Die kleinste Programmiersprache der Welt[17] geht es darum, die theoretischen Grundlage dieser Sprache zu präsentieren und die Mächtigkeit von A++ aufzuzeigen.

2. In dem 2. Buch Programmieren lernen mit A++[20] ist auch eine Einführung in A++ enthalten, der Fokus des Buches liegt aber darauf zu zeigen, wie in den anwendungsorientierten Programmiersprachen Python und Java A++-orientiert programmiert werden kann.

In der englischsprachigen Ausgabe A++ The Smallest Programming Language in the World wird außerdem die Programmiersprache Perl und die A++-orientierte Programmierung in dieser Sprache erläutert.Siehe: [18]!

3. In dem 3. Buch A++ und systemnahe Programmiersprachen[19] liegt der Schwerpunkt darauf, aufzuzeigen, wie auch in den Programmiersprachen C und C++ A++-orientiert programmiert werden kann.

4. In dem 4. Buch Von A++ nach ARS++[21] wird schließlich eine Erweiterung von A++ vorgestellt, die einer neuen Programmiersprache entspricht (mit Compiler und virtueller Maschine) in der die Funktionalität von Python, Java, C++ und C enthalten ist. Dies ist mglich, da in ARS++ eine Schnittstelle zu den anderen Sprachen namens ARSAPI eingebaut ist.

Die Werkzeuge und Hilfsmittel zu diesem Buch werden in einem Download-Verzeichnis im Internet bereitgestellt. Siehe: 7.4 auf Seite 85.

Zweck des Buches

In diesem kleinen Büchlein, geht es primär darum an der Programmierung interessierten Leserinnen und Lesern ein Instrument vorzustellen, mit dem sie sehr schnell und sehr effizient Programmieren lernen können, ohne sich schon für eine der populären, voll-ausgebauten Programmiersprachen entscheiden zu müssen und ohne einen großen Kostenaufwand zu haben.

Dass es möglich ist, mit den Denkmustern von A++ in anderen Programmiersprachen produktiv sein zu können wird in diesem Buch gezeigt, indem nach einer Einführung in die Programmiersprachen Python und Java die A++-orientierte Programmierung in diesen zwei Sprachen vorgestellt wird.

Diese zwei ausgewählten Programmiersprachen gehören zu der Gruppe der höheren Programmiersprachen (’higher level languages’), die sich besonders fr anwendungsorientierte Programmierung eignen (application programming).

Im Unterschied dazu gibt es sogenannte systemnahe Programmiersprachen wie C und C++, die sich besonders fr Systemprogrammierung eignen (Betriebssysteme und Systemhilfsprogramme). Diesen Programmiersprachen im Zusammenhang mit A++ widmet sich das Buch A++ und systemnahe Programmiersprachen. (Siehe:[19]).

Theoretische Grundlagen von A++

Das Wesentliche der Programmierung

A++ ist die kleinste Programmiersprache der Welt, deren Sinn es ist einzig das Wesentliche der Programmierung darzustellen, und zwar in einer Form dass damit gearbeitet werden kann, dass man es einüben kann. So soll A++ hilfreich sein beim Erlernen des Programmierens ganz allgemein, aber auch beim Erlernen von konkreten Programmiersprachen.

Elementarteilchen der Programmierung

In A++ werden die Elementarteilchen der Programmierung in reinster Form sichtbar gemacht. Man kann diese gründlich studieren, den richtigen Umgang mit ihnen einüben und sich so die wichtigsten Rüstzeuge der Programmierung aneignen.

Vereinfachung der Programmierung

In dem Bemühen, Programmierung auf das Wesentliche zu reduzieren, geht es darum, Lernende zu bewahren, sich von einer Unzahl von Vorschriften und Regeln einer bestimmten Programmiersprache die Programmierung an sich vergraulen zu lassen.

Energien, die in den meisten Sprachen für die Beherrschung und das Einhalten der Syntax aufgebracht werden müssen, kommen in A++ der wichtigeren Aufgabe der logischen Bewältigung des zu lösenden Problems zugute.

Einfache, umfassende und mächtige Denkmuster

Es wird hier dank des Lambda-Kalküls eine Sicht der Programmierung gewonnen, die eine befreiende Wirkung hat. Das Denken wird aus den Niederungen des komplexen Regelwerks einer bestimmten Programmiersprache herausgeholt und heraufgehoben auf die Höhen eines einfacheren, umfassenderen und deshalb mächtigeren Denkens. Das Lambda-Kalkül bietet die theoretische Grundlage für eine solche Sicht.

Verallgemeinerung des Lambda-Kalküls

Der Name A++ ist eine Abkürzung von Abstraktion plus Referenz plus Synthese. Hiermit werden die drei Prinzipien von A++ benannt, die gleichzeitig ihr einziger Inhalt sind. Diese Prinzipien stellen eine Verallgemeinerung der Grundoperationen des Lambda-Kalküls von Alonzo Church dar. Das Lambda-Kalkül ist ein mathematisch-logisches System, das 1941 von dem Logiger Alonzo Church in seinem Buch: ‘The Calculi of Lambda Conversion’ der Welt vorgestellt wurde. Siehe hierzu unsere kurze Zusammenfassung im Anhang A auf Seite 277.

Während das Lambda-Kalkül der Funktionalen Programmierung ihre theoretische Grundlage liefert, ist A++ in der Lage eine theoretische Grundlage für die drei bekanntesten Paradigmen der Programmierung zu liefern, d.h. für die funktionale, die objekt-orientierte und die imperative Programmierung.

Verallgemeinerung der Grundoperationen des Lambda-Kalküls:

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Abstraktion: Etwas einen Namen geben

Referenz: Auf etwas mit seinem Namen Bezug nehmen

Synthese: Aus zwei oder mehr Dingen etwas Neues erzeugen

Die Primitiv-Operationen von A++ gehen inhaltsmäßig über die Grundoperationen des Lambda-Kalküls hinaus, indem ihnen in der Anwendung in einem Programm jedwede Einschränkung genommen wird.

Die Verallgemeinerung besteht darin, dass der Begriff der Abstraktion allgemeiner als im Lambda-Kalkül definiert wird, nämlich als ’etwas einen Namen geben’. Hinter dem Namen verbergen sich alle Details des Definierten. Eine solche Namensvergabe setzt eine explizite Namensdefinition voraus.

Im Lambda-Kalkül dagegen ist eine explizite Vergabe eines Namens für eine Lambda-Abstraktion bei deren Bildung nicht vorgesehen. Dort erfolgt sie lediglich implizit bei einer Synthese von Lambda-Ausdrücken.

Die Auswirkungen dieses zunächst als klein erscheinenden Unterschiedes sind gewaltig: Während ein Ausbau des Lambda-Kalküls immer in die Funktionalen Programmiersprachen mündet, können in A++ allgmeine Muster der Programmierung definiert werden, die sowohl auf die Funktionale Programmierung als auch auf die Objekt-orientierte und die Imperative Programmierung angewandt werden können.

Wer sich in seinem Programmieren von den Prinzipien in A++ leiten lässt, wird Programme erstellen, die nicht nur funktionieren, sondern die auch schön sind, Programme, bei denen Leser und Leserinnen mit Bewunderung die Abstraktionen und Synthesen nachempfinden und genießen können.

Erlernen von neuen Programmiersprachen

In ‘Programmierung pur’ wird erstmalig der Versuch unternommen, den Weg zum Erlernen der Programmiersprachen Scheme, Java, Python, C und C++ anhand der mittles A++ erarbeiteten Denkmuster aufzuzeigen. ‘Programmierung pur’ behandelt diese Thematik nicht nur theoretisch, sondern präsentiert umfangreiche Fallstudien, um den Bezug zur Programmierpraxis zu gewährleisten.

Adressatenkreis

Dieses Buch wendet sich ebenso wie ‘Programmierung pur’ an Programmierer und solche, die es werden wollen. Es möchte ihnen mit der speziellen Denkweise die Programmierung erleichtern, besonders auch das Erlernen neuer Sprachen. Mit der nahegelegten Sicht der Programmierung wird eine Sprachenunabhängigkeit gewonnen, ja man ist sogar offen für verschiedene Paradigmen der Programmierung. Mit der Erfahrung der gewonnenen Flexibilität ausgerüstet wird ein Programmierer oder eine Programmiererin mit mehr Freude und größerer Effizienz die Probleme der Programmierung meistern.

Das Buch wendet sich auch an Anfänger der Programmierung. Jedoch sollte ein großes Interesse für die Programmierung aufgrund einer persönlichen Eignung und Neigung vorhanden sein.

Zusammenfassend kann Zielgruppe des Buches wie folgt beschrieben werden:

Das Buch ist gedacht für Menschen, die einen Ausbildungsbedarf in den Grundlagen der Programmierung besitzen.

Dies sind Studenten aller Fachrichtungen der Informatik sowie Studenten der Mathematik und Physik.

Dies sind Lehrer und Schüler an Gymnasien, die in der Oberstufe Informatikunterrich gestalten oder an ihm teilnehmen.

Dies sind ferner alle Angestellten in der Industrie, die sich, aus welchen Gründen auch immer, mit der Programmierung auseinandersetzen müssen.

Programmierer, die bereits programmieren können, sich aber nicht scheuen, etwas Neues kennen zu lernen, kommen als potentielle Nutznießer dieses Büchleins gewiss ebenfalls in Betracht.

Danksagung

Danken möchte ich vor allem den Vielen, die in uneigennütziger Weise durch die Bereitstellung ihrer Software zur kostenlosen Nutzung zum Zustandekommen dieses Buches beigetragen haben.

Zu dieser frei verfügbaren Software gehört natürlich TEX, LATEX, teTeX, Linux, XFree86, vim, psutils, ghostview und die vielen Scheme-Implementierungen, ganz besonders GambitC und libscheme.

Dann gilt mein Dank natürlich ganz besonders Alonzo Church, dem wir das Lambda-Kalkül verdanken und Guy L. Steele mit Gerald J. Sussman, die dieses Lambda-Kalkül als Ausgangsbasis für die Entwicklung ihrer Programmiersprache Scheme genommen haben.

Der Dank erstreckt sich auch auf die im Literaturverzeichnis aufgeführten Autoren, die uns das Lambda-Kalkül näher gebracht haben.

Georg P. Loczewski Groß-Zimmern, im Dezember 2002 bzw. im Mai 2018

Teil I

Grundlagen

Kapitel 1

Einführung

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1.1 Konstitutive Prinzipien in A++

A++ steht für Abstraktion plus Referenz plus Synthese. Diese drei Begriffe entsprechen den sprachlichen Strukturelementen und den Grundoperationen in A++ und werden deshalb im nächsten Kapitel im Zusammenhang mit der Syntax der Sprache noch ausführlich behandelt.

Zu den konstitutiven Prinzipien, d.h. den Prinzipien, die A++ wesentlich zu dem machen, was es ist, gehören außerdem noch die Begriffe ‘Closure’ und ‘Lexical Scope’. Wir werden sie der Reihe nach definieren und beschreiben.

Abstraktion

FUNDAMENTALBEGRIFF 1 (ABSTRAKTION)

Abstrahieren bedeutet: Etwas einen Namen geben. Es besteht darin, etwas Komplexes zu behandeln, als wäre es etwas Einfacheres, indem Details ignoriert werden.

Eine solche Abstraktion wird auch als Lambda-Abstraktion bezeichnet, wenn mit ihr die Definition einer Funktion verbunden ist, die zwangsläufig zur Erzeugung einer ‘Closure’ mündet. Bezüglich des letzteren Punktes siehe weiter unten die Definition des vierten konstitutiven Prinzips.

Referenz

FUNDAMENTALBEGRIFF 2 (REFERENZ)

Auf etwas, das einen Namen erhalten hat, kann jederzeit mit diesem Namen Bezug genommen werden. Diese Bezugnahme nennen wir Referenz.

Im Zusammenhang mit der Referenz ist von großer Bedeutung auf welche Namen Bezug genommen werden kann. Dies führt zum letzten konstitutiven Prinzip von A++, dem Begriff des ‘Lexical Scope’.

Synthese

FUNDAMENTALBEGRIFF 3 (SYNTHESE)

Eine Synthese zu bilden bedeutet: Zwei oder mehrere Dinge (die selbst Ergebnis einer Abstraktion sind!) miteinander zu verknüpfen um etwas Neues (Komplexes) zu schaffen.