UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ CAMPUS PONTA GROSSA CURSO SUPERIOR DE TECNOLOGIA EM ANÁLISE E DESENVOLVIMENTO DE SISTEMAS

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Alexandre Lopes Campelo
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1 Relatório do GPES UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ Relatório referente ao desenvolvimento do avaliador semântico de fórmulas utilizando o padrão de projeto Interpreter. Realizado do dia 13 de maio de 2009 a 22 de junho de Fórmula matemática Em lógica matemática, uma fórmula é um objeto sintático formal que expressa uma proposição, exceto que a preposição dependa dos valores das variáveis livre da fórmula. A definição exata de uma fórmula depende do desenvolvimento particular da lógica formal em questão, mas uma bem típica diz que: As fórmulas se definem em forma relativa a um idioma matemático, ou seja, uma coleção de símbolos, constantes, símbolos de funções e símbolos de relação, onde cada uma das funções e símbolos relacionados traz consigo uma variedade que indica o número de argumentos que requere. Desta maneira, um término se define em forma recursiva como: Uma variável, Uma constante ou f(t 1,...,t N ), onde f é um símbolo de função n-ário, y t 1,...,t N são términos. A Figura 1 mostra um exemplo de uma fórmula de cálculo de preço de venda de uma determinada mercadoria [1]. Custo da mercadoria = Valor da Mercadoria + IPI + Frete - Valor de crédito a título de ICMS no Frete + Substituição Tributária - Valor de crédito a título de ICMS Desconto Figura 1 Fórmula de cálculo de preço de venda Nessa fórmula pode-se identificar que Valor da Mercadoria, IPI, Frete, Valor de crédito a título de ICMS no Frete, Substituição Tributária, Valor de crédito a título de ICMS e Desconto são as variáveis que formam a fórmula do cálculo da mercadoria. Semântica A semântica é o estudo científico das relações entre símbolos e sinais e o que eles representam ou significam [2]. A semântica em relação a uma fórmula é a partir da fórmula dada, ou seja, calcular o resultado desta fórmula. Um item a ser avaliado na validação semântica da fórmula é a verificação da existência de valores para todas as variáveis, pois caso uma variável não possua valor a fórmula não pode ser resolvida e não se pode chegar a um resultado. Outro ponto que deve ser tratado é impedir a divisão por zero. 1

2 F-UML É uma extensão da linguagem UML cujo objetivo é atender a restrições da modelagem de framework. Por esse motivo, é composta por um pequeno conjunto de extensões que captura a semântica das variações de um framework orientado a objetos [3]. A notação gráfica da F-UML para os diagramas de caso de uso e de classe estão ilustrados na Tabela 1, adaptado de Ben-Abdallah et al. [4]. Notação Objetivo Diagrama de caso de uso Representa um caso de uso base (frozen spot) do framework. Ou seja, um aspecto comum entre as aplicações concretas do domínio. Representa um ator base do framework. Ou seja, um ator comum entre as aplicações concretas do domínio. Representa um caso de uso específico ou flexível (hot spot) do framework. Ou seja, um aspecto diferente entre as aplicações concretas do domínio. Representa um ator específico do framework. Ou seja, um ator diferente entre as aplicações concretas do domínio. Mostra que é possível adicionar uma herança entre casos de uso em uma aplicação reusando o framework. Isso o torna mais adaptável. Diagrama de classe Ilustra o framework base. Mostra um framework de caixa preta o qual possibilita o reuso das funcionalidades aplicadas por meio da composição ou da definição de interfaces para os componentes. Ilustra que uma classe com todas as suas classes herdadas são do tipo caixa branca, o qual possibilita o reuso e a extensão das funcionalidades desenvolvidas por meio da herança de classes e da implementação de métodos. Elucida a utilização de um método virtual. Um método virtual é quando se tem um método na classe pai e cria o mesmo método na classe filha, mas com algumas diferenças. Apresenta um método com uma assinatura indefinida. 2

3 Mostra que a classe pode ser adaptada por meio da adição ou remoção dos atributos ou métodos, os quais podem ser definidos estendendo as funcionalidades da classe. Representa que o framework pode ser adaptável através da adição de novas classes, ou seja, novas subclasses podem ser adicionadas pelo relacionamento de generalização ou realização. Tabela 1 - F-UML para diagrama de caso de uso e de classes Além dos estereótipos ilustrados na Tabela 1, como {incomplete, pode-se encontrar na F-UML os seguintes [3]: {app-class: utilizado quando a classe existe somente durante a instanciação do framework. {variable: especifica que o método pode ser implementado durante a instanciação do framework. {static: representa um hot spot que não requer instanciação em tempo de execução. {dynamic: representa um hot spot que requer instanciação em tempo de execução. Análise Semântica Após uma análise sobre o projeto a ser desenvolvido, foi realizado um diagrama de classes que pode ser visto na Figura 2. 3

4 Figura 2 Diagrama de Classes Desenvolvimento do Analisador Semântico As classes criadas para o desenvolvimento do avaliador semântico podem ser vistas na figura 2. Nessa seção descreve-se o código fonte de cada classe. A primeira classe a ser mostrada é a ExpAlgebrica. Esta classe abstrata representa a classe AbstractExpression do padrão Interpreter. O Código 1 mostra a implementação desta classe. public abstract class ExpAlgebrica { // Representa a classe AbstractExpression public abstract double interpret(contexto ctx); 4

5 UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ Código 1 Classe ExpAlgebrica As próximas classes são as que representam a classe NonTerminalExpression do padrão Interpreter. O Código 2, Código 3, Código 4, Código 5 e Código 6 mostram a implementação das classes Somar, Dividir, Multiplicar, Exponenciar e Subtrair respectivamente. return operando.elementat(0).interpret(ctx) + operando.elementat(1).interpret(ctx); Código 2 Classe Somar return operando.elementat(0).interpret(ctx) / operando.elementat(1).interpret(ctx); Código 3 Classe Dividir 5

6 return operando.elementat(0).interpret(ctx) * operando.elementat(1).interpret(ctx); Código 4 Classe Multiplicar return Math.pow(operando.elementAt(0).interpret(ctx), operando.elementat(1).interpret(ctx)); Código 5 Classe Exponenciar return operando.elementat(0).interpret(ctx) - operando.elementat(1).interpret(ctx); Código 6 Classe Subtrair 6

7 A classe Variavel é a que representa a classe TerminalExpression do padrão Interpreter. O Código 7 mostra a implementação desta classe. public class Variavel extends ExpAlgebrica { //Representa a classe TerminalExpression private String nome; public Variavel(String nome){ this.nome=nome; public double interpret (Contexto ctx){ return ctx.lookup(nome); public String getnome() { return nome; Código 7 Classe Variavel A classe Contexto representa a classe Context do padrão Interpreter. O Código 8 mostra a implementação desta classe. public class Contexto { private Map terminalexpressions = new HashMap(); public double lookup (String nome){ return ((Double) terminalexpressions.get(nome)).doublevalue(); public void assign (Variavel exp, double val){ terminalexpressions.put(exp.getnome(), new Double(val)); Código 8 Classe Contexto A classe Cliente representa a classe Client do padrão Interpreter. O Código 9 mostra a implementação desta classe. public class Cliente { static Contexto contexto = new Contexto(); static ExpAlgebrica expressa; 7

8 public static ExpAlgebrica preordem(nodo raiz) { if (raiz!= null) { if ((raiz.getdado().tostring().equals("+"))) { expressa = new Somar(preOrdem(raiz.getDir()), preordem(raiz.getesq())); if ((raiz.getdado().tostring().equals("-"))) { expressa = new Subtrair(preOrdem(raiz.getDir()), preordem(raiz.getesq())); if ((raiz.getdado().tostring().equals("*"))) { expressa = new Multiplicar(preOrdem(raiz.getDir()),preOrdem(raiz.getEsq())); if ((raiz.getdado().tostring().equals("^"))) { expressa = new Exponenciar(preOrdem(raiz.getDir()),preOrdem(raiz.getEsq())); if ((raiz.getdado().tostring().equals("/"))) { expressa = new Dividir(preOrdem(raiz.getDir()), preordem(raiz.getesq())); else { ExpAlgebrica x = new Variavel(raiz.getDado()); contexto.assign((variavel) x, raiz.getvalor()); return x; return null; public static void main(string args[]) { String expressao; Arvore arvore = new Arvore(); PosFixa posfixa = new PosFixa(); try { File f = new File("C:\\Users\\Rodolfo\\Desktop\\exp.txt"); BufferedReader in = new BufferedReader(new FileReader(f)); expressao =in.readline(); 8

9 UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ arvore.inserir(posfixa.converteposfixa(expressao)); preordem(arvore.getraiz()); double result =expressa.interpret(contexto); System.out.println("Resultado = " +result); catch (Exception e) { e.printstacktrace(); Código 9 Classe Cliente Referências [1] Cálculo do Preço de Venda. Disponível em: < dutos%20sebrae/artigos/listadeartigos/preco_venda.aspx> Acesso em 29 de junho de [2] Kashyap, V., Sheth, A. (1992) So Far (Schematically) yet So Near (Semantically). [3] Fontoura, M.; Pree, W.; Rumpe, B. UML-F: A Modeling Language for Object-Oriented Frameworks, Disponível em: < Acesso em: 03/03/2009 [4] Bouassida, N. Ben-Abdallah, H. Gargouri, F. Ben-Hamadou, A. F-UML: a design language for frameworks and its formal specification, International conference on Software Engineering and Formal Methods, Australia, Brisbane. 9

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