This report presents RACR, a reference attribute grammar library for the programming language Scheme. RACR supports incremental attribute evaluation in the presence of abstract syntax tree rewrites. It provides a set of functions that can be used to specify abstract syntax tree schemes and their attribution and construct respective trees, query their attributes and node information and annotate and rewrite them. Thereby, both, reference attribute grammars and rewriting, are seamlessly integrated, such that rewrites can reuse attributes and attribute values change depending on performed rewrites – a technique we call Reference Attribute Grammar Controlled Rewriting. To reevaluate attributes influenced by abstract syntax tree rewrites, a demand-driven, incremental evaluation strategy, which incorporates the actual execution paths selected at runtime for control-flows within attribute equations, is used. To realize this strategy, a dynamic attribute dependency graph is constructed throughout attribute evaluation – a technique we call Dynamic Attribute Dependency Analyses. The report illustrates RACR's motivation, features, instantiation and usage. In particular its application programming interface is documented and exemplified. The report is a reference manual for RACR developers. Further, it presents RACR’s complete implementation and therefore provides a good foundation for readers interested into the details of reference attribute grammar controlled rewriting and dynamic attribute dependency analyses.

Dieser Bericht präsentiert RACR-NET, eine Schnittstelle der Referenzattributgrammatik-gesteuerten Graphersetzungsbibliothek RACR für C#. RACR-NET ermöglicht die Nutzung der deklarativen, dynamischen Sprachspezifikations-, Instanziierungs- und Auswertungsmeachanismen der RACR Scheme-Bibliothek in der objektorientierten Programmierung. Dies umfasst insbesondere die automatische inkrementelle Auswertung attributbasierter semantischer Analysen und somit das automatische Cachen parametrisierter Funktionsmethoden. Graphersetzungen entsprechen hierbei Zustandsänderungen von Objektinstanzen und der Invalidierung abgeleiteter Berechnungen. Schwerpunkt dieses Berichts ist die objektorientierte Programmierschnittstelle von RACR-NET, dessen praktische Anwendung und Implementierung. Der Bericht ist ein Referenzhandbuch für RACR-NET Anwender und Entwickler.:1. Einleitung 1.1. Aufgabenstellung 1.2. Struktur der Arbeit 2. Konzeptionelle und technische Voraussetzungen 2.1. Überblick der RAG-gesteuerten Graphersetzung 2.2. Scheme 2.3. Die RACR Scheme-Bibliothek 2.4. Das .NET-Framework und die Common Language Infrastructure 2.5. IronScheme 3. RACR-NET Implementierung: Prozedurale Schnittstelle 3.1. Scheme in C# 3.2. RACR in C# 3.3. Anforderungsanalyse 3.4. Implementierung der prozeduralen Schnittstelle 4. RACR-NET Implementierung: Objektorientierte Schnittstelle 4.1. Überblick über die objektorientierte Schnittstelle 4.2. Anwendungsbeispiel 4.3. Herausforderungen bei der Implementierung 4.4. Implementierung 5. Evaluation 5.1. Testen der Schnittstelle 5.2. Performance-Messungen und -Vergleiche 6. Zusammenfassung und Ausblick 6.1. Eine objektorientierte Bibliothek für RAG-gesteuerte Graphersetzung 6.2. Zukünftige Arbeiten A. Literaturverzeichnis B. MIT Lizenz

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Ce document présente l'étude de plusieurs modèles de machines à états finis qui étendent tous le même formalisme: les automates d'arbres classiques, et leur application dans différentes tâches telles que l'analyse statique de programmes ou de systèmes, la typage, la vérification de la cohérence de spécifications, le model checking... Les arbres sont une structure naturelle de données, très répandue en informatique, par exemple pour la représentation des structures de données hiérarchiques ou imbriquées, pour des algorithmes spécifiques (arbres binaires de recherche, algorithmes distribués), comme modèle abstrait pour des données semi-structurées utilisées pour l'échange d'information dans le Web, pour une présentation algébrique de processus récursifs, comme les termes en logique... Lorsqu'il s'agit de raisonner sur des systèmes manipulant des arbres, ou modelisés par des arbres, il est crucial d'avoir une représentation finie d'ensembles infinis d'arbres. Les automates d'arbres sont des machines à états finis permettant une telle représentation. Ils ont fait la preuve de leur adéquation à des tâches de raisonnement: ils ont un modèle théorique bien établi, en étroite relation avec la logique, ils bénéficient de bonnes propriétés de composition et d'algorithmes de décision efficaces. En particulier, les automates d'arbres sont utilisées au coeur de systèmes de vérification formelle d'outils de déduction automatique. Toutefois, les automates d'arbres ont des limitations sévères en expressivité. Par exemple, ils sont incapables de faire du filtrage non-linéaire ou d'exprimer des contraintes d'intégrité tels que les clés dans les bases de données. Certaines extensions ont été proposées afin d'améliorer le modèle en essayant de conserver de bonnes propriétés. Nous présentons dans ce document de plusieurs de telles extensions, leurs propriétés et leur utilisation en vérification symbolique de systèmes et de programmes.

This report presents RACR, a reference attribute grammar library for the programming language Scheme. RACR supports incremental attribute evaluation in the presence of abstract syntax tree rewrites. It provides a set of functions that can be used to specify abstract syntax tree schemes and their attribution and construct respective trees, query their attributes and node information and annotate and rewrite them. Thereby, both, reference attribute grammars and rewriting, are seamlessly integrated, such that rewrites can reuse attributes and attribute values change depending on performed rewrites – a technique we call Reference Attribute Grammar Controlled Rewriting. To reevaluate attributes influenced by abstract syntax tree rewrites, a demand-driven, incremental evaluation strategy, which incorporates the actual execution paths selected at runtime for control-flows within attribute equations, is used. To realize this strategy, a dynamic attribute dependency graph is constructed throughout attribute evaluation – a technique we call Dynamic Attribute Dependency Analyses. The report illustrates RACR's motivation, features, instantiation and usage. In particular its application programming interface is documented and exemplified. The report is a reference manual for RACR developers. Further, it presents RACR’s complete implementation and therefore provides a good foundation for readers interested into the details of reference attribute grammar controlled rewriting and dynamic attribute dependency analyses.:1. Introduction 1.1. RACR is Expressive, Elegant, Ecient, Flexible and Reliable 1.2. Structure of the Manual 2. Library Overview 2.1. Architecture 2.2. Instantiation 2.3. API 3. Abstract Syntax Trees 3.1. Specification 3.2. Construction 3.3. Traversal 3.4. Node Information 4. Attribution 4.1. Specification 4.2. Evaluation and Querying 5. Rewriting 5.1. Primitive Rewrite Functions 5.2. Rewrite Strategies 6. AST Annotations 6.1. Attachment 6.2. Querying 7. Support API A. RACR Source Code B. MIT License API Index