1. START DES INTERPRETERS

Der MAL-Interpreter ist ein Programm mit dem Namen ´mal´. Nach korrektem Start meldet er sich mit der Eingabeaufforderung

Ok

MAL-Code kann per Tastatur direkt interaktiv eingegeben werden, oder von Datei oder MAL internen Datensätzen gelesen werden. Bei der Eingabe von der Tastatur aus, wird jeweils eine Zeile interpretiert, wenn sie mit Enter abgeschlossen wird. Nach erfolgreicher Abarbeitung der Zeile meldet sich der Interpreter wieder mit der Eingabaufforderung ´Ok´.

Tritt bei der Interpretation ein Fehler auf, so wird sie mit einer Fehlermeldung abgebrochen, kann aber ab der Fehlerstelle wieder fortgesetzt werden.

Beendet wird der Interpreter durch die Eingabe von

bye

Hat man zum Beispiel eine Datei 'test.mal' mit MAL-Code editiert, so kann man den MAL-Interpreter auch folgendermaßen starten

mal test.mal

Die Datei 'test.mal' wird dann automatisch interpretiert. Auch die Angabe mehrerer Dateinamen ist möglich.

Will man direkt MAL-Code in der Command-Line übergeben, so muss dieser unter Einfachapostroph eingeschlossen werden.

Beispiel:

mal '10 ramp draw screen bye'

2. HELPFUNKTION

Durch Eingabe von ?? wird die Help-Datenbank eröffnet. Will man einen Überblick über alle im System existierenden Worte (=Befehle), so überspringt man das Eingabefeld name mit Enter. In der Datenbank kann mit den Cursorsteuertasten zeilenweise, oder mit Ctrl-N (nächste) und Ctrl-R (retour) seitenweise geblättert werden.

Mit der Esc-Taste wird die Help-Datenbank verlassen.

Die angeführten Menüpunkte können durch Eingabe des Anfangsbuchstabens aufgerufen werden.

• help zeigt die Kurzbeschreibung des Wortes, auf das der Cursor zeigt, an (verlassen mit Esc-Taste).
• find dient zum Auswählen einer Teilmenge. Es wird eine Maske aufgerufen, in die die gewünschten Suchbegriffe einzutragen sind. Am häufigsten benötigt man die Suche nach Teilgebieten (topic).
• topic zeigt eine Liste aller möglichen Suchbegriffe für die Spalte topic an. Die Berechnung benötigt einige Sekunden. Nach der Ausgabe kann durch Eingabe von ok fortgesetzt werden.
• read zeigt die Textfelder des Eintrags auf den der Cursor steht an. Hier ist u.a. unter source zu finden, wo sich das entsprechende Wort befindet. Bei Worten, die in C++ programmiert wurden, befindet sich unter source der Name der Datei in der der Sourcecode zu finden ist. Bei MAL-Worten kann man aus dem Feld ´source´ ermitteln, in welchem Folder sich der Code des Wortes befindet (Details siehe unten).
• print druckt die Kurzbeschreibungen aller augenblicklich angezeigten Einträge aus. Es empfiehlt sich, zuvor mit find eine Auswahl zu treffen, um nicht unnötig Papier zu verschwenden.

3.2. Der Stack

Der Stack ist ein Stapelspeicher (first in - last out buffer), der verschiedene Datentypen speichern kann, und dient für den Datenaustausch zwischen den MAL-Worten. Er läßt sich am besten mit einem Bücherstapel vergleichen, auf den Daten obenauf gelegt werden können oder von oben weggenommen werden können. Der oberste Stackeintrag wird manchmal auch als Top of Stack, oder kurz tos, bezeichnet.

Zahlen oder Strings werden bei der Eingabe direkt am Stack abgelegt.

Jedes MAL-Wort benötigt, abhängig von seiner Definition, eine bestimmte Anzahl und bestimmte Typen von Stackeinträgen als Eingangs- und Ausgangsdaten. Die benötigten Eingangsdaten werden jeweils vom Stack gelöscht, die Ausgangsdaten werden auf den Stack obenauf gelegt.

Aus dieser, für alle Worte einheitlichen Arbeitsweise, ergibt sich auch ein für alle Worte einheitliches Syntaxdiagramm. Es werden die Eingangsdaten symbolisch aufgelistet, dann folgt das Zeichen ´->´ als Platzhalter für das Wort selbst, und anschließend folgt die symbolische Auflistung der Ausgangsdaten.

Beispiele:

Das Wort + (Addition) benötigt zwei Operanden und hat die Summe als Ausgangswert.

Syntaxdiagramm:

op1 op2 -> summe

´op1´ ... Erster Operand
´op2´ ... Zweiter Operand

´summe´ ... Ergebnis der Addition von ´op1´ und ´op2´.

Das Wort . (Punkt) listet den obersten Stackeintrag (Top-of-Stack) am Bildschirm ab.

Syntax:

tos ->

´tos´ ... beliebiger Stackeintrag.

Einfaches Additionsprogramm:

3 4 + .
7

Manche Worte (wie zum Beispiel das Wort if) benötigen nachfolgende Parameter (meist den Namen anderer Worte). Solche Parameter werden im Syntaxdiagramm überstrichen oder unterstrichen, um Verwechslungen mit den Ausgabedaten zu vermeiden.

Syntax von if:

flag -> wort

´flag´ ... Realzahl, wenn ´flag´#0 wird das Wort ´wort´ ausgeführt.

Aufruf von ´if´:

5 2 1 if + .
7
5 2 0 if + .
2

In den Help-Pages ist es nicht möglich tiefgestellte Zeichen zu verwenden, daher werden für die allgemeine Bezeichnung von Indizes Großbuchstaben verwendet. Also zum Beispiel für xi wird xI geschrieben.

3.3. Das Vokabular

Das Vokabular ist eine Liste, in der alle für die Interpretation verfügbaren Worte untergebracht sind. Tritt im Sourcecode ein Parameter auf, der kein String und keine Zahl ist, so wird das Vokabular durchsucht (vom jüngsten bis zum ältesten Eintrag).

Der gefundene Eintrag bewirkt dann entweder die Ausführung eines Befehls oder eines Unterprogramms, oder das Holen eines Variablenwertes auf den Stack. Wird das Wort (der Parameter aus dem Sourcecode) nicht im Vokabular gefunden, so wird die Interpretation mit der Fehlermeldung ´?´ abgebrochen.

MAL ist eine erweiterbare Sprache. Der Anwender hat drei Möglichkeiten, selbst Vokabularseinträge zu definieren.:

1. Die Definition einer Variablen.
2. Die Definition eines Unterprogrammes (Doppelpunktdefinition).
3. Die Erweiterung des C++ Sourcecodes des Interpreters.

3.4. Variablen

Variablen werden mit dem Wort >> eingerichtet.

Syntax von >>:

tos -> variablenname

Es wird ein neues Wort mit dem Namen ´variablenname´ erzeugt und mit dem Wert des Stackeintrags ´tos´ gefüllt. Ein späterer Aufruf des Wortes ´variablenname´ bewirkt, daß der Wert von ´tos´ wieder am Stack gelegt wird.

Beispiel:

3 >> x

x .
3

x x + .
6


Will man einer bereits bestehenden Variablen einen neuen Wert zuweisen, so kann dies mit dem Wort -> geschehen. Es hat die gleiche Syntax wie >>.

3.5. Doppelpunktdefinitionen

Unterprogramme werden in MAL mit einer Doppelpunktdefinition definiert. Eine Doppelpunktdefinition erzeugt ein neues Wort (einen neuen Eintrag im Vokabular) und hat folgende Syntax:

-> name par1 par2 ..... ;

wobei das Symbol -> stellvertretend für das Wort ´:´ steht. Der erste Parameter nach dem Doppelpunkt gibt den Namen des neu definierten Wortes an. Die nachfolgenden Parameter (´par1´, ´par2´ usw.) stellen den MAL-Code dar, der beim Aufruf des neu definierten Wortes ausgeführt werden soll. Als Abschluß der Definition dient das Zeichen ´;´ (muß durch Blank oder Zeilenwechsel vom letzten Parameter getrennt sein).

Beispiel:

(Definition)

: quadrieren >> a
a a * . ;

(Aufruf)

2 quadrieren
4


Als erster Parameter nach dem Doppelpunkt erscheint ´quadrieren´. Das heißt, es wird ein neues Wort mit dem Namen ´quadrieren´ eingerichtet. Beim Aufruf von ´quadrieren´ wird der Code >> a a a * . zur Ausführung gebracht. Dabei wird zuerst eine Variable ´a´ eingerichtet, in die der Wert des obersten Stackeintrages (im Beispiel ´2´) gespeichert wird. Anschließend wird die Variable zweimal am Stack geholt, mit sich selbst multipliziert und mit ´.´ ausgegeben.

Eine wesentliche Eigenschaft bei der Ausführung von Doppelpunktdefinitionen ist, daß lokale Definitionen (wie in obigem Beispiel die Variable ´a´) am Ende der Ausführung, also bei Erreichen des Strichpunkts, wieder aus dem Vokabular gelöscht werden. Somit ist nach dem Aufruf von ´quadrieren´ keine Variable ´a´ mehr im Vokabular zu finden, was einfach mit ´vlist´ nachgeprüft werden kann.

Definiert man aber zum Beispiel ein Wort ´quadrieren-vlist´ etwa folgendermaßen:

: quadrieren-vlist >> a
a a * . vlist ;

so taucht die Variable ´a´ im Vokabular auf.

Es folgt eine Auflistung von Worten, die in den nachfolgenden Beispielen verwendet werden:

• . (Punkt) gibt den obersten Stackeintrag am Schirm aus.
• dup dupliziert den obersten Stackeintrag.
• swap vertauscht die obersten beiden Stackeinträge.
• drop löscht den obersten Stackeintrag.
• + addiert die obersten beiden Stackeinträge.
• - subtrahiert.
• * multipliziert.
• / dividiert.
• sqrt berechnet die Quadratwurzel.
• cr gibt eine Zeilenwechsel (Carriadge Return) am Schirm aus.

3.6. Parameterübergabe

Die Übergabe von Werteparameter an eine Doppelpunktdefinition (eine Prozedur) kann auf verschiedene Arten erfolgen:

1. Datenübergabe am Stack

Bei kleinen Prozeduren können die Eingabedaten direkt vom Stack verarbeitet werden. Dadurch sind sehr kurze Definitionen möglich.

Beispiele:

: sqr dup * ;



: hypothenuse sqr swap sqr + sqrt . ;

: hypothenuse >> b >> a
a sqr b sqr + sqrt . ;



: tangens >> winkel
winkel sin winkel cos / ;

63 >> Seitenlänge



: drucken 
.
.
Seitenlänge
.
. ;






: hypothenuse
a dup * b dup * + sqrt . ;



3 >> a 
4 >> b
hypothenuse 
5

: versorgung_von_hypothenuse
3 >> a
4 >> b
hypothenuse ;

5. ARBEITSPRINZIP DES INTERPRETERS

Manche programmiertechnische Fragen lassen sich leichter beantworten, wenn man sich das Arbeitsprinzip des MAL-Interpreters vor Augen hält: