Programmierparadigmen  in Erlang  2

Inhaltsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis   3

Listingverzeichnis   3

1  Kurzfassung.  4

2  Begriffsdefinitionen.  5

3  Einleitung  6

4  Syntax.  7

4.1  Ausdrücke  7

4.2  Variablen.  7

4.3  Atome.  9

4.4  Tupel  9

4.5  Listen.  10

4.6  Module und Funktionen.  11

4.7  Error Handling  15

5  verfügbare Programmierumgebungen.  17

5.1  Standard-Programmierumgebung  17

5.2  Erlide.  17

6  Unterschiede zu weitverbreiteten Sprachen  19

7  Paradigmen in Erlang  20

7.1  Ausgewählte Programmierparadigmen.  20

7.2  Realisierung von Paradigmen in Erlang  24

7.3  In Erlang nicht realisierte Paradigmen.  33

8  Allgemeiner Nutzen von Erlang.  34

9  Literaturverzeichnis.  35

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Programmierparadigmen in Erlang 3

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Klassifizierung von Programmiersprachen [Grabmüller 2003, S. 12] 20

Listingverzeichnis

Listing 1: Eine einfache Berechnung in Erlang 7

Listing 2: Zuweisung von Variablen mittels Pattern Matching 8

Listing 3: Anlegen eines Tupels, welcher mehrere Tupel enthält 9

Listing 4: Einsatz des Pattern Matching Operators zum Extrahieren von Werten 10 Listing 5: Einige Beispiele mit Listen 11

Listing 6: Definition einer Liste mit verschiedenen Figuren 12

Listing 7: Modul geometrie.erl 12

Listing 8: Kompilieren des Moduls geometrie und Test der Funktion flaeche() 13

Listing 9: Erweiterung des Moduls geometrie durch die Funktion totaleFlaeche() 14 Listing 10: Anwendung der Funktion totaleFlaeche() 14

Listing 11: Verwendung von case-Konstrukten in flaeche() 15

Listing 12: flaeche() mit Exceptions 15

Listing 13: Aufruf der neuen Funktion flaeche() 15

Listing 14: Funktion flaecheMitTryUndCatch() 16

Listing 15: Aufruf der Funktion flaecheMitTryUndCatch() 16

Listing 16: Pattern Matching in Funktionen [Armstrong 2007, S. 45] 26

Listing 17: Rekursive for-Schleife in Erlang [Armstrong 2007, S. 47] 26

Listing 18: Key-Value-Server, [Armstrong 2007, S. 170ff] 30

Listing 19: lokaler Testlauf des Servers 31 Listing 20: Start Node 1 31 Listing 21: Start Node 2 31

Listing 22: Nodes auf verschiedenen Maschinen 32

Listing 23: Testlauf KVS auf verteilten Rechnern 32

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Programmierparadigmen in Erlang 4

1 Kurzfassung

"Erlang ist eine nebenläufige und verteilte funktionale Sprache." [Sahlin 1996]

Die native Unterstützung dieser drei Paradigmen durch einfache und leicht erlernsowie anwendbare Sprachstrukturen machen die Programmiersprache Erlang zu einem äußerst mächtigen Werkzeug wenn es darum geht, verteilte Anwendungen, die durch viele leichtgewichtige Prozesse abbildbar sind, unkompliziert und sicher zu realisieren.

Die Eigenschaft der Zustandsfreiheit, der prinzipielle Verzicht auf geteilten Speicher und die Behandlung von Fehlern, die mittels Verbinden von Prozessen behandelt werden können, stellen Funktionen zur Verfügung, welche die geforderte Sicherheit verteilter Softwaresysteme auf relativ einfache Weise garantieren können.

Besonders im Hinblick darauf, dass Leistungszuwächse von Rechnern neuer Generationen nicht auf schnellere einzelne Prozessoren sondern auf die Verteilung der Rechenlast auf mehrere Prozessoren zurückzuführen sein wird, kann davon ausgegangen werden, dass dieser Programmiersprache in naher Zukunft noch bedeutende Relevanz zukommen wird.

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Programmierparadigmen in Erlang 5

2 Begriffsdefinitionen

Tabelle 1: Begriffsdefinitionen

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Programmierparadigmen in Erlang 6

3 Einleitung

Die folgende Arbeit behandelt die Programmiersprache Erlang mit speziellem Augenmerk auf die Umsetzung der Paradigmen funktionaler, verteilter und nebenläufiger Programmierung in dieser Sprache.

Zu diesem Zweck wird in den einleitenden Kapiteln 4-6 die Sprache, ihre Syntax sowie Parallelen und Unterschiede zu bekannten Programmiersprachen vorgestellt.

In weiterer Folge werden in Kapitel 7 die für diese Sprache wesentlichen Paradigmen theoretisch behandelt. Abschließend werden die theoretischen Kriterien dieser Paradigmen mit der konkreten Umsetzung in Erlang verglichen.

Zum Abschluss der Arbeit wird der allgemeine Nutzen von Erlang im Hinblick auf die Anwendungsmöglichkeiten behandelt.

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Programmierparadigmen in Erlang 7

4 Syntax

Die Syntax eines Erlang-Programms unterscheidet sich in einigen Teilen sehr wesentlich von der Syntax konventioneller Sprachen wie C++ oder Java. Im folgenden Kapitel sollen auf die Grundstrukturen der Erlang-Syntax eingegangen und wichtige Sprachkonstrukte dargestellt werden.

4.1 Ausdrücke

Ein Erlang-Programm ist primär aus verschiedenen Ausdrücken aufgebaut. Ein Ausdruck in Erlang hat immer einen bestimmten Wert und wird mit einem "." als Trennzeichen beendet. Kommentare werden in Erlang dagegen mit einem "%"-Zeichen eingeleitet. Der folgende Erlang-Code soll dies verdeutlichen [vgl. Armstrong 2007, S. 14]:

1> % Es folgt nun Erlang Code für eine einfache Berechnung 2> 2 + 3 * 4. 14

Listing 1: Eine einfache Berechnung in Erlang

Zahlen können in Erlang entweder ganzzahlig (Integer) oder als Gleitkommazahl (Float) benützt werden. Für die Integer-Arithmetik benützt Erlang intern beliebig lange Integer. Dadurch wird das Problem eines Integer-Überlaufs ausgeschlossen.

4.2 Variablen

Variablennamen beginnen in Erlang stets mit einem Großbuchstaben und darauf folgend optional beliebig viele alphanumerischen Zeichen inklusive "_" und "@". Beispiele für gültige Variablennamen wären somit: Variable1,

Meine_Zweite_Variable und Email@server_com.

Der erste wichtige Unterschied einer funktionalen Programmiersprache wie Erlang gegenüber konventionellen Programmiersprachen wie Java oder C++ wird bei den Variablen sichtbar. In Erlang können Variablen nur einmal mit einem Wert belegt werden. Ist der Wert einer Variable einmal festgelegt, kann er nicht mehr geändert werden. Dies hat den großen Vorteil, dass es keine Seiteneffekte durch veränderbare Variablen gibt, und sich Erlang Programme sehr einfach, parallel und über mehrere Systeme verteilt, ausführen lassen.

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