3.4 Дерево действий

Визуализация программного кода происходит в специальном разделе среды разработки, называемом деревом действий. Также в нём отображаются компоненты, содержащие код и их события. На рисунке 19 представлен вид дерева действий.

Рис. 19. Вид дерева действий

На приведенном рисунке представлен пример обработчика события клик мыши по кнопке, с именем "КнопкаРавно".

События визуализируются в виде ветвей дерева, вложенных в представление компонента. Каждое событие содержит набор выражений определяющих реакцию программы на действие пользователя.

Ветви дерева, являющиеся условными или циклическими конструкциями, содержат в себе выражения, которые будут выполняться в случае истинности указанного условия.

Еще одной задачей дерева действий является визуализация процесса отладки разрабатываемого пользователем приложения, путем расстановки контрольных точек на ветках дерева и отображения трассировки.

Таким образом, дерево действий решает следующие задачи:

- Перечисление набора использованных компонент в программе;

- Отображения обработчиков событий;

- Визуализации выражений программного кода

- Предоставление услуг отображения процесса отладки

3.4.1 Программный код

Программный код представляет собой набор операторов, связанных алгоритмическими примитивами, такими как условия, циклы.

Общая семантика программного кода в среде структурно - визуального программирования в формате РБНФ представлена в Листинге 1:

Программный код = { Выражение }

Выражение = Терм [“=" Терм { (“+”|”-”|”&”) Терм }]

Терм = [Дополнительная функция] строка |

Свойство компонента [" (“ Терм {“," Терм } ”) ”]

Свойство компонента = "Кнопка. Текст" | "Окно. Ширина" | …

Дополнительная функция = "Корень" | "Синус" | …

Листинг 1. Семантика программного кода в РБНФ

Программный код является набором выражений, которые описывают поведение компонентов во время работы разрабатываемого пользователем приложения. Каждое выражение может либо вызвать метод компонента, либо изменить его свойство, на основании свойств других компонент.

Программный код каждого компонента хранится во внутренних полях и передается в среду через специальный интерфейс.

- Внутренний формат файла для хранения проекта

3.6 Интерпретатор

Для предоставления пользователям возможностей отладки и трассировки создаваемых программ был реализован интерпретатор, осуществляющий пооператорную обработку и выполнение исходной программы.

Задачи интерпретатора:

- Исполнение программы, разработанной в среде разработки;

- Поведение исполняемой программы должно точно повторять поведение приложения, скомпилированного на основании одного и того же исходного кода;

- Предоставление возможностей приостановки исполняемой программы;

- Возвращение результата выполнения выражения по запросу среды во время приостановки программы.

Для решения поставленных задач необходимо, чтобы интерпретатор работал в выделенном потоке, что позволит ему выполнять программу независимо от среды разработки.

Для реализации многопоточности используется стандартный класс System. Threading. Thread. Его конструктору передается один параметр типа делегата System. Threading. ThreadStart (процедура без параметров). Метод, на который указывает этот делегат, начинает выполняться в отдельном потоке при вызове метода Start () объекта потока. Когда метод, запущенный в потоке, возвращается, выполнение потока завершается. Повторное использование того же объекта класса Thread невозможно, его нужно создавать заново. При использовании многопоточности следует принимать ряд мер предосторожности для обеспечения безопасного доступа к общим данным. Например, присваивание значений переменным, используемым несколькими потоками, по возможности следует производить с помощью метода Interlocked. Exchange, который гарантирует атомарность операции, то есть то, что ее выполнение не будет прервано до полного завершения для передачи управления другому потоку. Также обращаться к методам и свойствам элементов графического интерфейса пользователя напрямую можно только из того же потока, в котором они были созданы. Если необходимо воздействовать на графический интерфейс пользователя из других потоков, то это следует делать в потокобезопасном методе, вызываемом с помощью делегата System. Windows. Forms. MethodInvoker.

Алгоритм работы метода Start () потока интерпретатора представлен на рисунке 20.

При создании потока происходит инициализация всех компонент, т.е. создание всех необходимых объектов, задание их свойств и назначение обработчиков событий. После этого момента программа запущена и начинает работу. Задача метода потока теперь является управление запущенной программой из среды разработки посредствам реакции на изменение переменных потока.

При инициализации компонент их создание происходит с указанием режима отладки. Это означает, что все перехваченные события объектов будут отправляться в унифицированный обработчик событий интерпретатора UnificedEvent. В нем все действия, созданные для переданного события, будут пооператорно исполняться интерпретатором.

Рис. 20. Алгоритм работы метода потока интерпретатора

3.6.1 Построение и решение графа выражения

Для выполнения программного кода с соблюдением приоритетов выражений со скобками, в интерпретаторе реализован механизм построения графа выражения.

Пример его реализации для выражения "a+ (b* (c-d))" приведен на рисунке 21.

Рис.21. Граф выражения a+ (b* (c-d))

После построения графа выражения, его листья содержат атомарные операции, решение которых сильно упрощается. Таким образом, полное решение графа происходит следующим образом:

1. Вычисляются выражения в листьях графа;

2. Записываются в родительский элемент листа графа вычисленные значения;

3. Удаляются все листы графа;

4. Если граф не решен, переход к пункту 1.

Таким образом, для интерпретации выражений, достаточно интерпретировать простые операции, например сложение значений двух свойств.