le espressioni con cui si manipolano le variabili tramite gli operatori (+ - * / ecc.);

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1 INTRODUZIONE AL PERL Perl e' un linguaggio di programmazione creato da Larry Wall verso la fine degli anni '80 allo scopo di analizzare file di testo per estrarne informazioni e quindi usarle per generare report, statistiche e prospetti informativi in generale Il nome Perl, acronimo di "Practical Extraction and Report Language", sintetizza in maniera esemplare la caratteristica principale di questo linguaggio. Si tratta infatti di un eccezionale strumento di sviluppo, dotato di un'ampia serie di funzioni per l'analisi dei dati in formato testuale, utile soprattutto al programmatore impegnato nell'analisi di file di log o nella creazione di espressioni regolari. Sebbene il Perl sia stato sviluppato all'interno del sistema operativo Unix, il suo successo e' stato tale da garantirne la diffusione anche su altre piattaforme come Dos e Windows95/NT. La "migrazione" in Linux e' stata pressoche' immediata e Perl e' entrato a far parte di tutte le sue distribuzioni. Il Perl non e' un compilatore e se vogliamo essere pignoli non e' nemmeno un interprete puro. Il programma sorgente viene infatti convertito in una forma intermedia prima di essere eseguito. Per finire un particolare da non trascurare: Perl e' gratuito! IL LINGUAGGIO: UNA BREVE PANORAMICA Come in tutti i linguaggi anche nel Perl esistono una serie di elementi fondamentali: le variabili per memorizzare i dati; le espressioni con cui si manipolano le variabili tramite gli operatori (+ - * / ecc.); le istruzioni, per assegnare valori ad una variabile o per eseguire delle azioni (es. stampare una stringa); le istruzioni di controllo del flusso (for, while, goto, if); le funzioni, predefinite oppure create dal programmatore raggruppando piu' istruzioni. Il Perl ricorda vagamente il C. Non ci sono vincoli sulla posizione delle parole chiave nel sorgente, ogni istruzione termina con un punto e virgola e si usano le parentesi graffe per racchiudere le istruzioni. Tuttavia le variabili non devono essere dichiarate prima di usarle. Quest'ultime possono essere di tre tipi: variabili scalari, precedute dal segno $ e usate per memorizzare dati di tipo intero, stringa (es. $variabile="pippo", $variabile=1); gli array, che contegono piu' variabili scalari e scritti usando il (es. ); gli array associativi, che contegnono coppie indice-valore. L'indice e' una stringa mentre il valore e' una qualsiasi variabile scalare. Un array asscociativo e' preceduto dal simbolo % e viene usato per associare un nome ad un valore (es. %assoc=("a", 1, "b", 2, "c", 3) ). Esistono infine molte variabili predefinite. Le piu' importanti un array di strighe che contiene i parametri passati sulla riga di comando ($ARGV[0] e' il primo parametro); %ENV un array associativo che contiene le variabili d'ambiente in cui lo script viene eseguito. Per risalire a queste variabili si usa come indice il nome della variabile cercata (es. $ENV{"PATH" individua la variabile usato per passare i parametri alle subroutine. In futuro analizzeremo le altre caratteristiche del linguaggio aiutandoci con esempi commentati. 1

2 PERL E WEB Perl e' sicuramente uno dei linguaggi piu' flessibili e potenti per scrivere programmi CGI (o script di gateway). Le sue caratteristiche, infatti, lo rendono uno strumento ideale per potenziare le funzionalita' di un server Web, oppure rendere piu' interattive le pagine HTML. E' sufficiente pensare ai "form" delle pagine web. Con molta probabilita' i dati che scriveremo nei moduli saranno elaborati da uno script Perl richiamato dal server. Anche i files di registro creati dal sistema possono essere analizzati dal Perl al fine di ottenere informazioni utili per controllare l'attivita' del server. In questo caso le funzionalita' di analisi delle strighe e delle corrispondenze tipiche del linguaggio si rivelano particolarmente preziose. Vedremo nei prossimi articoli come sviluppare semplici ma utili programmi CGI, un modo abbastanza immediato per far emergere le potenzialita' di Perl. PERL IN INTERNET Il perl e' un linguaggio relativamente giovane. Negli ultimi anni si e' evoluto e diffuso enormemente grazie soprattutto alla rete Internet. E' stato adottato dal progetto GNU ed e' reperibile in moltissimi siti FTP. Qui di seguito vengono proposti alcuni indirizzi per avere maggiori informazioni su Perl. Siti Web: "HELLO WORLD" Un classico. Il nostro primo script in Perl? Due righe di codice che stampano a video la frase più amata dai programmatori: "Hello world" #!/usr/bin/perl print "Hello world\n"; Salviamo lo script con nome "hello" ed attiviamone gli attributi di esecuzione con un "chmod u+x hello". Subito alcune considerazioni. La prima riga è l'equivalente del comando "/usr/bin/perl hello", comando eseguito automaticamente da Linux quando incontra il simbolo "#!". La seconda riga è un'istruzione ed in quanto tale deve finire con un punto e virgola. "print" è una funzione predefinita di Perl che permette di stampare a video una stringa. Poichè siamo pignoli vogliamo fare un controllo della sintassi dello script, basta usare il comando "perl -c hello". Ora siamo pronti per eseguire il programma ed affrontare gli argomenti di questo articolo: variabili ed operatori. VARIABILI SCALARI ED ARRAY In Perl le variabili scalari rappresentano i tipi di dati fondamentali: interi, stringhe e numeri in virgola mobile. Non è necessario dichiararle e si possono usare in un punto qualsiasi del programma, anche se non sono state inizializzate. Il nome che usiamo per identificare una variabile inizia sempre con il simbolo di dollaro $. Consideriamo il seguente esempio, in cui vengono inizializzate, sommate e stampate alcune varibili scalari: #!/usr/bin/perl $ambiente = "Linux"; $linguaggio = "Perl"; print "Programmo in $ambiente con $linguaggio\n"; $a = 10; $b = 20; $somma= $a + $b; print "Somma di due numeri: $a + $b = $somma\n"; Il programma una volta eseguito stampa a video le righe: 2

3 Programmo in Linux con Perl Somma di due numeri: = 30 È importante osservare che Perl stampa il contenuto di tutte le variabili scritte in una stringa racchiusa tra doppi apici. Se avessimo usato gli apici singoli print 'Somma di di due numeri: $a + $b = $somma\n'; perl non avrebbe valutato nè le varibili nè il simbolo di nuova linea \n, stampando a video questo risultato: Somma di due numeri: $a + $b = $somma\n In perl esistono molte variabili predefinite. $$ è il PID dello script che abbiamo eseguito. print "questo script è il processo $$\n"; $_ (dollaro e underscore) è l'argomento di default di molte funzioni. Per esempio nel caso in cui perl stia leggendo una riga dallo standard input, $_ contiene proprio la riga letta. In sostanza il contenuto di questa variabile speciale varia col variare del contesto un cui viene usata. Un'altra variabile predefinita è $0 che contiene il nome dello script print "questo script si chiama $0\n"; Un array invece è un'insieme di varibili scalari ed il nome usato per defnirlo inizia con il Per accedere al contenuto di un array si usano gli indici: il primo elemento ha indice 0. Esempio: = ("Uno", "Due", "Tre"); print "Array print "Il primo elemento dell'array è $numeri[0]\n"; $numelem print "Nell'array ci sono $numelem elementi\n"; print "L'ultimo elemento dell'array è $numeri[2]\n"; Eseguito lo script otteniamo: Array = Uno Due Tre Il primo elemento dell'array è Uno Nell'array ci sono 3 elementi L'ultimo elemento dell'array è Tre Si osserva che per stampare l'intero array basta usare la funzione print con il nome dell'array stesso. Per conoscere invece il numero di elementi dell'array è sufficiente una istruzione di assegnazione ($numelem Come per le variabili esistono array contiene le opzioni che passiamo allo script sulla riga di comando, contiene i parametri passati alle subroutine. #!/usr/bin/perl $somma = $ARGV[0] + $ARGV[1]; print "La somma è $somma\n"; Chiamiamo questo script "somma" e sulla riga di comando scriviamo 3

4 somma 1 2 In output otteniamo: La somma è 3 L'ultima categoria di variabili è rappresentata dagli array associativi. Il nome che usiamo per definirli inizia con il simbolo di percentuale %. La caratteristica fondamentale di queste variabili è data dalla possibilità di usare una stringa come indice anzichè un intero. %amico = ("nome", "Pinco", "cognome", "Pallino", "telefono", "123456"); print "Il nome del mio amico è $amico{\"nome\"\n"; print "Il suo numero di telefono è $amico{\"telefono\"\n"; Nell'array amico il primo indice è "nome" a cui è associata la stringa Pinco. Ecco perchè nella funzione print si usa il simbolo di dollaro invece del simbolo %, proprio perchè nome è un dato di tipo stringa: una semplice variabile scalare. In perl sono disponibili molte funzioni per gestire gli array associativi. Alcune di queste sono molto potenti e permettono di scrivere algoritimi sintetici ed efficaci. GLI OPERATORI Perl offre praticamente la stessa gamma di operatori del linguaggio C. In più ne sono stati creati di nuovi soprattutto per esaltare le funzionalità per il trattamento del testo tipiche del linguaggio. Accanto ai tradizionali operatori matematici + - * / ** (operatore esponenziale), di incremento ++ e decremento -- relazionali == > < >= <= e logici come &&!, troviamo gli operatori per gestire le stringhe. Per verificare se due stringhe sono uguali non si usa l'operatore ==, valido per confrontare solo dati numerici, ma bensì si adopera l'operatore "eq". if ($nome1 eq $nome2) { print "I due nomi sono uguali\n"; Viceversa per testare la disuguaglianza di due stringhe si usa l'operatore "ne". L'operatore "lt" (minore di stringa), invece, verifica se una stringa è minore di un'altra if ($stringa1 lt $stringa2) { print "stringa1 è minore di stringa2; mentre "gt" fa l'esatto contrario (maggiore di stringa). Il risultato maggiore o minore viene stabilito con logica lessicografica, ovvero secondo l'ordine del dizionario, e non in base alla lunghezza della stringa. Per concatenare due stringhe si usa l'operatore punto ".". Per esempio $stringa1 = "Perl"; $stringa2 = " v.4"; $concatena = $stringa1.$stringa2; print "$concatena\n"; 4

5 che eseguito stampa a video: Perl v.4 Possiamo inoltre inizializzare un array usando l'operatore intervallo = ('a'..'z'); #contiene le lettere minuscole = (0..9); #contiene i numeri da 0 a 9 print "@lettere\n"; print "@dieci\n"; Un utile operatore è quello di ripetizione "x="che permette di ripetere più volte una stringa. Ecco un esempio per inizializzare una stringa con la parola "perl" ripetuta tre volte (perlperlperl) $ripeti = "perl"; $ripeti x= 3; print "$ripeti\n"; ISTRUZIONI DI CALCOLO E' giunto il momento di scoprire come sia possibile ottenere flessibilità e potenza da uno script Perl. L'uso combinato di istruzioni di controllo ed espressioni regolari permette la scrittura di algoritmi complessi ma brevi, un risultato difficilmente ottenibile con altri linguaggi, C compreso In Perl esistono tre categorie di istruzioni di controllo. Istruzioni di selezione, come if e unless; istruzioni di iterazione, di cui fanno parte i cicli for, foreach, while, do-while e until; istruzioni di salto, che comprendono last, next, e goto. La forma generale dell'istruzione if è la seguente: if (espressione) { else { La clausola else è facoltativa, mentre le parentesi graffe sono obbligatorie, anche se si tratta di una singola istruzione. L'espressione condizionale è una qualsiasi espressione Perl che produce un risultato booleano (vero o falso, con falso=0 e vero qualsiasi valore diverso da zero). Se il risultato è quindi vero sarà eseguito l'argomento di if, altrimenti sarà eseguita l'istruzione dopo l'else. Gli if possono essere annidati e associati a clausole elseif dando origine a scale if-else-if. L'istruzione unless, invece, è l'esatto contrario di if. unless (espressione) { else { In questo caso il blocco di istruzioni verrà eseguito solo se l'espressione risulta falsa $i = 20; unless ($i < 10) { print "i è maggiore di 10\n"; Passiamo ora alle istruzioni di iterazione. Il ciclo for ha una sintassi analoga al for del linguaggio C 5

6 for (inizializzazione; espressione; incremento) { e viene usato per ripetere un determinato numero di volte una o più istruzioni. L'iterazione continua finché l'espressione condizionale rimane vera. Ecco come si può usare il for per sommare uno dopo l'altro i numeri da 1 a 10 for ($i=1; $i<=10; $i++) { $somma += $i; print "Somma = $somma"; Simile al for è l'istruzione foreach, più indicata se si usano array foreach variabile (array) { e che dopo aver assegnato a variabile un elemento di array esegue il blocco di istruzioni. L'iterazione continua finché non rimane alcun elemento dell'array. Vediamo l'esempio precedente adottando = (1..10); foreach $i (@numeri) { $somma += $i; print "Somma = $somma"; C'è anche l'istruzione while while (espressione) { usata per ripetere una o più istruzioni finché la condizione è vera. Ecco un esempio per leggere dallo standard input e stampare le righe lette while (<STDIN>) { print $_; La versatilità del ciclo while è notevole e si può usare praticamente qualsiasi espressione condizionale, anche un intero array. Sì, perché le istruzioni verranno iterate fino all'ultimo elemento dell'array. = ('a'..'z'); while (@array) { $a = print $a; C'è un misterioso shift. E' una delle tante funzioni predefinite per il trattamento degli array. La funzione shift elimina il primo elemento dall'array e lo restituisce, spostando tutti gli altri elementi rimanenti. Anche while come if ha il suo opposto: l'istruzione until. Le istruzioni di salto come last e next vengono usate per forzare rispettivamente la fine e l'iterazione di un ciclo. Questo script stampa i numeri pari tra 0 e 100 ma quando si arriva a 50 finisce. for ($x=0; $x<=100; $x++) { if ($x % 2) { next; 6

7 if ($x > 50) { last; print "$x\n"; goto invece sposta il flusso del programma ad una etichetta. Eseguite il seguente script e scrivete exit per fermarlo. loop: #etichetta print "Comando: "; $stop = <STDIN>; chop $stop; #elimina il newline da $stop unless ($stop eq "exit") { print "scrivere exit per uscire\n"; goto loop; LE ESPRESSIONI REGOLARI Si tratta di particolari costrutti che servono per analizzare le stringhe. In sostanza una espressione regolare è una sequenza di caratteri racchiusa tra due barre oblique (slash) e viene di solito usata per cercare le occorrenze di una o più stringhe in un file. Le regole per creare espressioni regolari sono piuttosto semplici, anche se Perl permette la creazione di espressioni molto complesse. Per usare una regular expression è necessario l'operatore di corrispondenza (o di matching) =~ o il suo opposto!~. Di norma tali operatori restituiscono un risultato booleano. Se scriviamo $stringa =~ /[pp]erl/ significa che le stringhe perl e Perl vengono cercate nella variabile $stringa. In generale i caratteri alfanumerici usati per costruire l'espressione regolare indicano se stessi, tuttavia ce ne sono alcuni che hanno un significato speciale. Il punto. per esempio indica qualsiasi carattere tranne il newline; il carattere ^ indica l'inizio di una stringa mentre $ ne indica la fine. Per cercare quindi tutte le stringhe di un solo carattere nella stinga $a basta scrivere $a =~ /^.$/ Se vogliamo cercare i caratteri speciali come ^ $. * +? [ ] / dobbiamo togliere al carattere il suo significato speciale, anteponendo un backslash \. Infatti con l'istruzione $a =~ /\./ cerco nella variabile $a proprio il punto, mentre se avessi scritto $a =~ /./ avrei cercato in $a qualsiasi stringa composta da almeno un carattere diverso dal newline. Il backslash però oltre a disattivare alcuni caratteri ne rende speciali altri. \d corrisponde a un singolo numero, \w corrisponde a un carattere alfanumerico, \S ad uno spazio, \n al newline ecc. E se si vuole cercare solo uno tra alcuni caratteri? Si usano le parentesi quadre. Con $a =~ /[abc]/ cerco in $a il carattere a, b oppure c ma non la stringa abc, mentre con $a =~ /[0-9]/ cerco un singolo numero (/[0-9]/ è l'equivalente di /[ ]/). Oltre che caratteri singoli è possibile specificare anche sequenze di caratteri e per farlo si usano i modificatori + *?. Il + indica che la stringa da cercare può apparire una, due o più volte. $a =~ /[ab]+/ ritorna vero se $a è per esempio costituita da a, b, ab, aa, ababab ecc. L'asterisco, che funziona come il +, permette il riscontro anche se la stringa non è del tutto presente in $a, mentre il punto interrogativo indica che l'espressione regolare può apparire una volta oppure no. Ecco un esempio di riepilogo per controllare l'input del nome di una persona. do { print "nome: "; $nome = <STDIN>; chop $nome; while ($nome!~ /^[a-z']*$/i); Il carattere i alla fine dell'espressione forza la ricerca senza distinguere minuscole e maiuscole. Oltre alle funzioni di ricerca si possono costruire delle funzioni di sostituzione. $var =~ s/perl/perl/gi cerca la striga perl in $var e, se la trova, la sostituisce con PERL. 7

8 LE OPERAZIONI DI I/O SU FILE Vediamo come il Perl possa garantire un efficace accesso ai file e al sistema operativo. Due funzioni che completano il linguaggio e ne fanno uno strumento di sviluppo molto versatile Le operazioni di input/output su file richiedono l'uso di un "handlefile", ovvero un nome per identificare il file fisico presente su disco. L'handlefile, solitamente scritto in maiuscolo, può essere un handle aperto dalla funzione open, un handle predefinito oppure una variabile scalare che contiene l'handleflile da usare. I file handle predefiniti sono STDIN che indica lo standard input (la tastiera per default), STDOUT usato per la stampa su terminale e STDERR per stampare i messaggi di errore. Per leggere da un file si scrive il file handle tra parentesi angolari. Supponiamo di voler leggere e stampare il contenuto del file prova.txt nella directory corrente open (FILE, "prova.txt"); while (<FILE>) { print $_; close FILE; La funzione open per default apre un file per la lettura e lo associa al file handle. Tuttavia per consentire altri tipi di accesso si possono aggiungere alcuni caratteri speciali all'inizio del nome del file. Per scrivere su un file si usa il prefisso > [open (FILE, ">prova.txt")], l'append si ottiene con >> mentre per aprire un file sia in lettura che in scrittura si usa +>. Un altro carattere speciale molto utile è il pipe. In questo caso il nome del file è un comando del sistema operativo. Se usiamo il pipe davanti al comando si può inviare dell'output al comando stesso, così: open (MAIL, " mail -s "ciao" root); print MAIL "come va?"; close MAIL; mentre se il nome del file termina con è possibile catturare l'output del comando usando le parentesi angolari print "processi attivi\n"; open (PS, "ps "); while (<PS>) = split (/\d:\d\d/); print "$ps[1]"; close PS; Esistono infine molti operatori unari per eseguire test sui file. I più usati sono -r -w -x che rispettivamente verificano se un file è leggibile, scrivibile od eseguibile. Oppure -f -d che ritornano vero se il file è un file normale o una directory unless (-f "prova.txt") { open (FILE, ">prova.txt"); print FILE "questa è una prova\n"; close FILE; L'ACCESSO AL SISTEMA OPERATIVO Il Perl consente di eseguire qualsiasi comando del sistema operativo, utilizzando uno dei tre metodi seguenti. Si può usare le funzione system passandole una stringa contenente proprio il nome del comando: system ("ls -l"). Tale funzione ritorna 0 sei il comando è stato eseguito con successo ed il codice di uscita viene memorizzato nella variabile speciale $?. Simile a system è la funzione exec che però non ritorna alcun valore. La funzione system a differenza di 8

9 exec esegue prima un fork e attende il termine del processo figlio (il comando passato a system) per poi rientrare nel processo padre (lo script). Infine e possibile eseguire un comando racchiudendolo tra accenti gravi ` print `date`; In questo caso l'uso degli accenti consente di assegnare ad una variabile l'uscita del comando $ora = `date cut -b 12-19`; print "ora esatta: $ora"; I DEFAULT La lettura e la comprensione di uno script scritto da un guru del Perl il più delle volte risulta piuttosto laboriosa. Il motivo è molto semplice. Spesso per questioni di stile ed efficienza si scrive codice senza l'uso esplicito di variabili, abusando (a volte) della possibilità offerta da molte funzioni di usare variabili speciali o "implicite". Diamo un'occhiata al seguente esempio con cui e' possibile estrarre il titolo di un documento html. open (HTML, "file.html"); while (<HTML>) { if ( /<title>/i ) { s/<title>/<>/ig; = split(/<>/); last; print "titolo: $title[1]\n"; close HTML; Nel ciclo while si inizia a leggere il file html. Se in una riga c'è il tag <title> lo si sostituisce con <>. Sostituiamo anche </title> e poi con la funzione split spezziamo la riga usando come separatore proprio <>. Verra' creato il cui secondo elemento sara' il titolo della pagina html. Tutte queste operazioni vengono eseguite sulla variabile $_ che guarda caso contiene per dafault la riga letta da un file. L'uso di $_ è quindi noto, fissiamo ora la nostra attenzione Questo array viene usato per passare gli argomenti alle subroutine. sub somma { local ($a, $b) $a + $b; print &somma(1, 2); Per usare una nostra funzione bisogna quindi dichiararne il nome con sub e creare un insieme di variabili locale alla funzione con local. La funzione riceve i parametri per riferimento e restituisce il valore calcolato nell'ultima espressione. Per chiamare una subroutine si usa il prefisso & prima del nome. Un altro default utile è $# che usato in un contesto di array contiene l'ultimo indice dell'array. Concludiamo con un esempio di riepilogo. Si tratta di uno script che permette l'invio di un file di testo ad una serie di indirizzi . unless ($#ARGV == 1) { print "usage: sendall [subject] [file]\n"; = (" 1", " 2", " 3"); foreach $ (@ ) { system ("mail -s \"$ARGV[0]\" $ < $ARGV[1]"); Ovviamente basta sostituire le stringhe 1, 2 ecc con alcuni indirizzi veri e magari rendere il tutto più' robusto con alcuni controlli sugli errori. 9

10 PER APPROFONDIRE Come sappiamo il Perl deve il suo successo ad Internet. I massimi autori di questo simpatico linguaggio hanno un sito ricco di informazioni utili per chi volesse approfondirne lo studio ( Per chi invece non ha tempo da perdere sul web può aiutarsi con il "Camel Book", nome scherzoso che Larry Wall, Tom Christiansen & company hanno addottato per "Programming Perl", uno dei manuali più aggiornati giunto da poco alla seconda edizione. Infine per chi non si accontenta proponiamo una visita alle Perl FAQ che l'università dell'indiana raccoglie nel sito 10