NullOperatorsLI1

Esse projeto para a disciplina Paradigmas de Linguagens de Programação (IN1007) tem como objetivo adicionar à Linguagem Imperativa 1 o operador Null, a capacidade de Null safety, e operadores presentes em linguagens modernas que estão relacionados ao conceito de Null ("??", "!", "?:="), além do operador ternário.

Equipe

• Nathalia Fernanda de Araújo Barbosa (nfab)
• Thales de Oliveira Bezerra (tob2)

Como rodar o projeto

1. Clone o repositório e acesse a pasta do projeto.

2. Construa a imagem Docker:

   docker build -t javacc-jdk25 .

3. Inicie o container (isso abrirá um terminal interativo):

   docker run --rm -it -v "$PWD":/workspace javacc-jdk25

4. Compile e execute um código fonte (dentro do container):

   Para rodar um arquivo específico (input) presente na pasta Imperativa1:

   mvn clean generate-sources compile exec:java -Dexec.args="input 1 true"

Executando os Testes

Para rodar todos os testes automatizados da pasta Testes e visualizar os resultados, basta executar o seguinte script dentro do container:

./run_tests.sh

Escopo

Abaixo temos o que será implementado pela linguagem em mais detalhes:

• Nullable type: Variáveis podem ser reassinaladas para o valor Null, desde que tenham a declaração com keyword "optional".

  Exemplo:

  {
    var optional a = 5,
    var optional b = 10;
    write(a);
    a := null;
    b := a;
    write(b)
  }
  //Saída: 5 e null

• Null safety: Caso uma operação tenha risco de causar erro de execução por causa do Null, ela lança um erro de compilação em vez disso.

  Exemplo 1:

  { var optional y = 2 ;
    { var x = y + 3 ;
      write(x)
    }
  }
  // y pode ser null, potencialmente causando erro de execução
  // Logo, o ambiente de compilação vai perceber o problema e lançar um erro de compilação

  Exemplo 2:

  { var optional y = 2 ;
    if not (y == null) then
      { var x = y + 3 ;
        write(x)
      }
    else
      Skip
  }
  // Com o if, garantimos que y não pode ser null, excluindo a possibilidade de um erro de execução causado pelo null
  // Logo, o ambiente de compilação não vai lançar um erro

• Null coalescing: Operador binário ("??") que retorna o lado direito da operação caso o operador seja null, ou o esquerdo caso não seja null. Valor "default".

  Exemplo:

  {
   var optional y = null,
   var x = y ?? 5;
   write(x)
  }
  // y pode ser null (nesse caso é null)
  // x é o valor de y caso y não seja null, ou 5 caso y seja null
  // x vale 5

• Operador Ternário: Operador "? :" que atua como um if-then-else.

  Exemplo:

  {
    var optional x = (4 == 3) ? null : 1,
    var optional y = (x == null) ? null : 10,
    var optional z = (4 == 4) ? null : 1;
    write(x);
    write(y);
    write(z)
  }
  // Vai escrever: 1 10 null

• Null assertion: Colocando a keyword "!" após acessar a variável, garantimos ao compilador que o valor dela não é nulo, essencialmente permitindo ignorar o Null safety.

  Exemplo:

  { var optional y = 1 ;
    { var x = y! + 2 ;
      write(x)
    }
  }
  // y pode ser null (nesse caso tem um valor)
  // x é o valor de y (aqui tomado como não-nulo) + 2
  // x vale 3
  
  { var optional y = null ;
    { var x = y! + 2 ;
      write(x)
    }
  }
  // y pode ser null (nesse caso não tem um valor)
  // x é o valor de y (aqui tomado como não-nulo) + 2
  // erro de execução por tentar acessar um valor que é nulo

• Operador de atribuição Se Nulo (Null-Aware Assignment Operator): operador binário ("?:=") que atribui um valor ao lado esquerdo se, e somente se, esse valor for nulo. Na prática, seria um shadowing condicional.

  Exemplo:

  {
   var optional y = null;
   y ?:= 5;
   y ?:= 10;
   write(y)
  }
  // Declaramos uma variável como possivelmente nula
  // Atribuímos a ela o valor 5, já que ela é nula
  // Como a variável agora tem um valor (5), ela não recebe 10
  // y vale 5

BNF

Programa ::= Comando

Comando ::= Atribuicao
       | AtribuicaoSeNulo
       | ComandoDeclaracao
       | While
       | IfThenElse
       | IO
       | Comando “;” Comando
       | Skip

Skip ::=

Atribuicao ::= Id “:=” Expressao

AtribuicaoSeNulo := Id "?:=" Expressao

Expressao ::= Valor
       | ExpUnaria
       | ExpBinaria
       | ExpTernaria
       | Id

Valor ::= ValorConcreto

ValorConcreto ::= ValorInteiro
       | ValorBooleano
       | ValorString
       | ValorNulo

ExpUnaria ::= “-“ Expressao
       | “not” Expressao
       | “length” Expressao
       | Expressao "!"

ExpBinaria ::= Expressao “+” Expressao
       | Expressao “-“ Expressao
       | Expressao “and” Expressao
       | Expressao “or” Expressao
       | Expressao “==” Expressao
       | Expressao “++” Expressao
       | Expressao "??" Expressao

ExpTernaria ::= Expressao "?" Expressao ":" Expressao

ComandoDeclaracao ::= “{“ Declaracao “;” Comando “}”

Declaracao ::= DeclaracaoVariavel
       | DeclaracaoComposta

DeclaracaoVariavel ::= “var” Id “=” Expressao
       | DeclaracaoOptional

DeclaracaoOptional ::= "var" "optional" Id "=" Expressao

DeclaracaoComposta ::= Declaracao “,” Declaracao

While ::= “while” Expressao “do” Comando

IfThenElse ::= “if” Expressao “then” Comando “else” Comando

IO ::= “write” “(“ Expressao “)”
       | “read” “(“ Id “)”