Algoritmus TPK - TPK algorithm

The Algoritmus TPK je program představil Donald Knuth a Luis Trabb Pardo pro ilustraci vývoje počítače programovací jazyky. Ve své práci z roku 1977 „Raný vývoj programovacích jazyků“ představili Trabb Pardo a Knuth malý program, který zahrnoval pole, indexování, matematické funkce, podprogramy, I / O, podmíněné a opakování. Poté napsali implementace algoritmu v několika časných programovacích jazycích, aby ukázali, jak byly tyto koncepty vyjádřeny.

Pro vysvětlení názvu „TPK“ autoři odkazovali Grimmův zákon (týká se souhlásek „t“, „p“ a „k“), zvuků ve slově „typické“ a jejich vlastních iniciál (Trabb Pardo a Knuth).[1] V rozhovoru založeném na článku Knuth řekl:[2]

Jak hluboký je předmět, můžete ocenit pouze tím, že uvidíte, jak dobří lidé s ním bojovali a jak se tyto myšlenky objevovaly po jednom. Abychom to mohli studovat - myslím, že Luis byl hlavním podněcovatelem této myšlenky - vezmeme jeden program - jeden algoritmus - a napíšeme ho v každém jazyce. A tak z jednoho příkladu můžeme rychle zjistit chuť tohoto konkrétního jazyka. Říkáme tomu program TPK a skutečnost, že má iniciály Trabba Parda a Knutha, je jen legrační náhoda.

V článku autoři implementují tento algoritmus v Konrad Zuse je Plankalkül, v Goldstine a von Neumann je vývojová schémata, v Haskell Curry navrhovaná notace v Krátký kód z John Mauchly a další v mezilehlém programovém jazyce Arthur Burks, v notaci Heinz Rutishauser, v jazyce a překladač Corrado Böhm v letech 1951–52, v Automatický kód z Alick Glennie, v A-2 systém Grace Hopper, v Laning a Zierlerův systém, nejdříve navrhováno Fortran (1954) ze dne John Backus, v Automatický kód pro Marek 1 podle Tony Brooker, v ПП-2 ze dne Andrey Ershov, v BACAIC od Mandalay Grems a R. E. Portera, v Kompiler 2 od A. Kentona Elswortha a dalších, v ADES E. K. Bluma, interního překladatele Alan Perlis, v Fortran Johna Backuse, v ARITH-MATIC a MATH-MATIC z Grace Hopper laboratoř v systému Bauer a Samelson, a (v dodatcích v letech 2003 a 2009) PAKT I a PŘEKLAD. Poté popsají, jaký druh aritmetiky byl k dispozici, a poskytnou subjektivní hodnocení těchto jazyků na parametrech „implementace“, „čitelnosti“, „řídících struktur“, „datových struktur“, „nezávislosti strojů“ a „dopadu“, kromě zmínky co každý udělal jako první.

Algoritmus

zeptat se pro načtení 11 čísel do sekvence Szvrátit sekvence Spro každého položka v sekvence S    volání funkce k provedení operace -li výsledek přetečení výstraha uživatel jiný        tisk výsledek

Algoritmus čte jedenáct čísel ze vstupního zařízení, ukládá je do pole a poté je zpracovává v obráceném pořadí, na každou hodnotu aplikuje uživatelem definovanou funkci a hlásí buď hodnotu funkce, nebo zprávu v tom smyslu, že hodnota překročil určitou hranici.

ALGOL 60 implementace

 1 začít celé číslo i; nemovitý y; nemovitý pole A[0:10]; 2    nemovitý postup F(t); nemovitý t; hodnota t; 3       F := čtv(břišní svaly(t)) + 5 * t ^ 3; 4    pro i := 0 krok 1 dokud 10 dělat číst(A[i]); 5    pro i := 10 krok -1 dokud 0 dělat 6    začít y := F(A[i]); 7       -li y > 400 pak psát si(i, "TAKÉ VELKÝ") 8                  jiný psát si(i, y); 9    konec10 konec.

Problém s obvykle specifikovanou funkcí je ten termín 5 * t ^ 3 poskytuje přetečení téměř ve všech jazycích pro velmi velké záporné hodnoty.

C implementace

To ukazuje implementaci C ekvivalentní výše uvedenému ALGOL 60.

 1 #zahrnout <math.h> 2 #zahrnout <stdio.h> 3  4 dvojnásobek F(dvojnásobek t) 5 { 6     vrátit se čtv(báječné(t)) + 5 * prášek(t, 3); 7 } 8  9 int hlavní(prázdnota)10 {11     dvojnásobek A[11], y;12     pro (int i = 0; i < 11; i++)13         scanf("% lf", &A[i]);14 15     pro (int i = 10; i >= 0; i--) {16         y = F(A[i]);17         -li (y > 400)18             printf("% d PŘÍLIŠ VELKÉ n", i);19         jiný20             printf("% d% .16g n", i, y);21     }22 }

Krajta implementace

To ukazuje implementaci Pythonu.

 1 z matematika import čtv 2  3 def F(t): 4     vrátit se čtv(břišní svaly(t)) + 5 * t ** 3 5  6 A = [plovák(vstup()) pro _ v rozsah(11)] 7 pro i, t v obráceně(seznam(vyjmenovat(A))): 8     y = F(t) 9     -li y > 400:10         tisk(i, "PŘÍLIŠ VELKÝ")11     jiný:12         tisk(i, y)

Rez implementace

To ukazuje implementaci Rust.

 1 použitístd::io::{stdin,BufRead}; 2  3 fn F(t: f64)-> f64 { 4 t.břišní svaly().čtv()+5.0*t.powi(3) 5 } 6  7 fn hlavní(){ 8 nechatmutA=[0f64;11]; 9 pro(t,vstup)vA.iter_mut().zip(stdin().zámek().řádky()){10 *t=vstup.rozbalit().analyzovat().rozbalit();11 }12 13 A.iter().vyjmenovat().rev().pro každého(|(i,&t)|zápasF(t){14 y-liy>400.0=>tisk!("{} PŘÍLIŠ VELKÝ",i),15 y=>tisk!("{} {}",i,y),16 });17 }

Reference

  1. ^ Luis Trabb Pardo a Donald E. Knuth, „Raný vývoj programovacích jazyků“.
    • Poprvé publikováno v srpnu 1976 v strojově psaný návrh formuláře, jako Stanford CS Report STAN-CS-76-562
    • Publikoval v Encyclopedia of Computer Science and TechnologyJack Belzer, Albert G. Holzman a Allen Kent (eds.), sv. 6, str. 419-493. Dekker, New York, 1977.
    • Přetištěno (doi:10.1016 / B978-0-12-491650-0.50019-8 ) v Historie výpočetní techniky ve dvacátém století, N. Metropolis, J. Howlett, a G.-C. Rota (eds.), New York, Academic Press, 1980. ISBN  0-12-491650-3
    • Přetištěno s pozměňovacími návrhy jako kapitola 1 ze dne Vybrané příspěvky v počítačových jazycích, Donald Knuth, Stanford, CA, CSLI, 2003. ISBN  1-57586-382-0)
  2. ^ "Deset prekurzorů Fortranu", přednáška Donalda Knutha, 2003-12-03 na Muzeum počítačové historie: Abstraktní, video

externí odkazy