Programmazione II 
Esercitazione dell'11 marzo 2014
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1) Verificare di aver istallato correttamente il compilatore Java, 
compilando ed eseguendo (con "javac" e "java") un semplice programma, 
per esempio Benvenuto.java.

2) Esaminare il file "expr1.ml" contente la definizione di tipo "expr"
e una funzione di valutazione "eval", nonche' alcuni esempi di espressioni
e di valutazione. 
Compilare il file con "ocamlc" e eseguirlo con "ocamlrun a.out" osservando 
il risultato.
Si possono anche valutare parti del file nell'interprete OCaml.

3) Il file "Test1.java" contiene parte della "traduzione" di "expr1.ml" 
in Java, secondo la metodologia descritta nelle pagine 6 e 7 dei lucidi
http://www.di.unipi.it/~andrea/Didattica/PR2-B-14/PR2B-2014-06-004-OCAMLvsJAVA.pdf

In particolare:

- il tipo "expr" e' realizzato con l'interfaccia Expr

- i costruttori CstI e Prim sono realizzati con corrispondenti classi che 
implementano Expr

- la valutazione delle espressioni avviene con il metodo "int eval()", con
firma  in Expr e implementazione nelle classi che la implementano.
  
- la creazione di espressioni e la loro stampa sono nel metodo main, nella 
classe Test1

L'intero file puo' essere compilato con "javac Test1.java" e eseguito con "java Test1".

Nota: e' possibile mettere piu' classi e interfacce in un file Java, purche' non 
siano dichiarate pubbliche.

4) TODO:

4.1) completare l'implementazione della classe Prim in modo che togliendo 
tutti commenti dal corpo del metodo Test1.main il file compili e l'esecuzione
di  "java Test1" stampi esattamente lo stesso output ottenuto con  
"ocamlrun a.out".

Completato l'esercizio, copiare Test1.java in Test.java, cambiando il nome
della classe principale (da Test1 a Test), e usare il file Test.java
in quanto segue.

4.2) Si consideri la seguente estensione del tipo OCaml expr, che definisce
espressioni con variabili:

type expr = 
  | CstI of int              (* costante intera *)
  | Var of string            (* variabile  *)
  | Prim of string * expr * expr;;   (* operatore applicato a due argomenti *)

Per valutare un'espressione di questo tipo, e' necessario usare un "ambiente"
che leghi i nomi di variabile a corrispondenti valori.
Sia definito il tipo ricorsivo

type env = 
 | Empty
 | Bind of string * int * env;;

e la seguente funzione, che restituisce il valore associato a una variabile: 

let rec lookup env name = 
    match env with
 | Empty -> failwith (name ^ " not found")
 | Bind (w, n, env1)  -> if name = w  then n else lookup env1 name;;

4.3) Tradurre in java il tipo "env" e la funzione "lookup", sulla falsariga
della traduzione da expr1.ml a Test1.ml. Aggiungere interfaccia e classi richieste
in Test.java.

4.4) Definire (sempre in Test.java) la classe Var che implementa Expr e rappresenta una espressione 
del tipo "Var x", con x stringa

4.5) Poiche' le espressioni con variabili possono essere valutate solo in 
presenza di un ambiente, arricchire l'interfaccia Expr con il metodo

    public int eval(Env env);

Di conseguenza tutte le classi che implementano Expr dovranno essere
modificate per implementare questo metodo, ottenendo la traduzione in 
Java della seguente funzione OCaml:

let rec eval e env : int =
    match e with
    | CstI i            -> i
    | Var x             -> lookup env x  
    | Prim("+", e1, e2) -> eval e1 env + eval e2 env
    | Prim("*", e1, e2) -> eval e1 env * eval e2 env
    | Prim("-", e1, e2) -> eval e1 env - eval e2 env
    | Prim _            -> failwith "unknown primitive";;

4.6) Testare progressivamente le funzionalita' che vengono aggiunte al 
programma java creando opportune espressioni e valutandole nel 
metodo main

4.7) Rendere robusto il codice:
- aggiungere controlli nei costruttori in modo da evitare di costruire
espressioni non significative (come 'new Prim(null, 3, 4)')

- gestire nel main eventuali eccezioni lanciate dai metodi

- analizzare l'applicazione, e decidere se e' il caso di sostituire 
eccezioni standard con nuove eccezioni da definire.

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