TP27 : Mini-langage graphique

Dans ce TP, il s’agit d’implémenter un mini-langage graphique du type Logo.

Notre langage est encore plus simple et sa syntaxe est assez stricte :

• le langage possède trois opérateurs :
  • AV pour avance
  • TD pour tourne droite
  • TG pour tourne gauche
• le langage possède une structure de contrôle qui est une boucle :
  • RP pour répète en début de boucle
  • FR pour fin répète en fin de boucle

Un programme dans ce langage est structuré de la façon suivante :

• chaque instruction occupe une ligne et est constituée d’une instruction suivie d’un espace suivi d’un entier

ex : AV 42

• une boucle commence par une ligne contenant RP suivi d’un espace suivi d’un entier qui représente le nombre de répétitions, les lignes qui suivent contiennent des instructions et/ou des boucles, la dernière ligne est FR.

Par exemple le programme :

AV 57
TG 90
RP 5
AV 100
RP 360
AV 1
TD 1
FR
TD 300
FR

doit donner le dessin

Le code de départ est fourni dans le fichier base.ml.

On y définit deux types mutuellement récursifs : instruction qui représente une instruction ou une boucle et programme qui représente une suite d’instructions.

On propose deux parties : la première est plus simple mais moins satisfaisante car on n’a pas de dessin à la fin. La deuxième est plus satisfaisante, sauf si vous n’arrivez pas à la fin… Vous pouvez faire la deuxième partie directement si vous êtes à l’aise (mais revenez à la première partie pour faire un peu d’écriture dans les fichiers et pas juste de la lecture).

De l’objet en mémoire vers le fichier (facile)

Dans cette partie, on suppose qu’on dispose d’une instance de type programme et qu’on veut faire une sauvegarde du programme dans un fichier.

Rappel des fonctions OCaml pour écrire dans un fichier : open_out, output_string, close_out.

Exercice 1. Écrire deux fonctions mutuellement récursive string_of_instruction : instruction -> string et string_of_program : programme -> string qui permettent d’écrire un programme sous forme d’une chaîne de caractères en suivant les règles définies ci-dessus.

Exercice 2. Écrire une fonction svg : string -> programme -> unit qui permet de sauvegarder un programme dans un fichier dont le nom est donné en premier argument.

Du fichier vers l’objet en mémoire (difficile)

Dans cette partie, on suppose qu’on veut récupérer une instance de type programme à partir d’un programme écrit dans un fichier.

Rappel des fonctions OCaml pour lire dans un fichier : open_in, input_line, close_in. La lecture sur un flux vide aboutit à la levée de l’exception End_of_file.

On rappelle l’existence de la fonction String.sub : string -> int -> int -> string qui prend en paramètre une chaîne, un indice de début et une longueur et renvoie une nouvelle chaîne contenant le facteur correspondant.

Exercice 3. Écrire une fonction lire_bloc : in_channel -> instruction qui prend en argument un flux d’entrée et renvoie l’instruction suivante qu’on peut y lire :

• Si la première ligne du flux contient FR, alors la fonction doit lever l’exception Fin_bloc.
• Si la première ligne du flux contient AV (resp. TD ou TG) suivi d’un entier, la fonction doit renvoyer le constructeur correspondant qui transporte comme information l’entier.
• Si la première ligne du flux contient RP suivi d’un entier $n$, la fonction doit renvoyer le constructeur RP transportant un couple dont la première composante est $n$ et la deuxième une instance de programme. Pensez à faire une boucle pour lire toute les lignes jusqu’à celle qui contient FR, et à utiliser une référence sur une liste pour mettre à jour la liste des instructions lues.

Exercice 4. Écrire une fonction récursive program_of_flow : in_channel -> programme qui prend en argument un flux d’entrée et renvoie le programme correspondant.

Exercice 5. Écrire une fonction charge : string -> programme qui lit un fichier contenant un programme et renvoie l’instance de programme correspondante.

Exercice 6. Le code permettant de faire le dessin est fourni:

• dessin : programme -> unit pour ouvrir une fenêtre graphique contenant le dessin décrit par le programme;
• fin_dessin : unit -> unit pour fermer la fenêtre graphique.

Ces fonctions utilisent le module Graphics. Commencez votre code par open Graphics. Ensuite :

• Si vous utilisez utop, commencez par la directive #require "graphics";;.
• Si vous compilez, ajouter -I $(opam var graphics:lib) graphics.cma à votre ligne de compilation, juste après ocamlc.

Faites des tests !