Skriptsprachen für Java

Jacl, Jython, JRuby

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Jython

1. Einführung
2. Anwendungsbeispiele
3. Fazit

1. Einführung

Jython ist eine 100% pure Java Implementierung von Python. Jython wurde zuerst unter dem Namen JPython im Jahre 1997 veröffentlicht. Der Author der Sprache ist Jim Hugunin, der JPython bis 1999 weiterentwickelte. Barry Warsaw übernahm 1999 die Entwicklung. JPython wurde im Jahre 2000 in Jython umbenannt und wird seitdem als Source Forge Projekt entwickelt. Lange Zeit hatte hauptsächlich Samuele Pedroni an der Erhaltung und Weiterentwicklung der Sprache gearbeitet. Doch Pedroni trat zum Ende des Jahres 2004 zurück und widmete sich der Entwicklung von PyPy. Barry Warsaw machte Finn Bock zum Maintainer (Instandhalter). Die Entwicklung von Jython schreitet voran, jedoch wird der Prozess verlangsamt, da es einen Mangel an Entwicklern mit entsprechenden Kenntnissen und ausreichend Zeit gibt.

Die aktuelle Version von Jython (2.2.1) kam am 14.10.2007 raus und beinhaltet alle Features von CPython 2.2. Diese Version ist die erste stabile Veröffentlichung seit 6 Jahren. Sie erweiterte Jython um einen Compiler (Jythonc), der Python Quelltext in eine Java Datei konvertiert.

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2. Anwendungsbeispiele
1. Python Befehle in Java

In unserem ersten Jython Beispiel benutzen wir die Python Klasse "math", um PI und E auszugeben. Außerdem ziehen wir noch die Wurzel mit Hilfe der Funktion sqrt von "math" um die Interaktion beider Programmierwelten zu zeigen. Wie man sieht, arbeitet der Python-Interpreter ähnlich wie der Tcl-Interpreter. Jedoch nutzen wir hier, statt der eval Methode, die exec Methode mit dem auszuführenden String. Ein PyObject könnte man auch in der exec Methode ausführen. Bei Fehlern würde man wieder eine Exception werfen, in diesem Fall eine PyException.

//Einige Python Objekte importieren


import
 org.python.core.PyInteger;

import
 org.python.core.PyObject;

import
 org.python.core.PyString;

//PyException importieren


import
 org.python.core.PyException;

//Python Interpretierer importieren


import
 org.python.util.PythonInterpreter;


public class
 Math_As_Code {

public static void
 main(String []args)

try
 {

//Python Interpretierer erzeugen

PythonInterpreter python =
new
 PythonInterpreter();

//Interpretierer importiert math

python.exec(
"import math"
);

//Ein paar Ausgaben

python.exec(
"print 'Hello Jython World!'"
);
python.exec(
"print math.pi"
);
python.exec(
"print math.e"
);

//Variable setzen und verarbeiten

python.set(
"ourSetVariable"
,
new
 PyInteger(25));
python.exec(
"ourSetVariable = math.sqrt(ourSetVariable)"
);

//Variable aus dem Interpretierer in Java Code holen...

PyObject ourSetVariable = python.get(
"ourSetVariable"
);

//...ausgeben...

System.out.println(
"Java-Ausgabe: "
 + ourSetVariable);
python.exec (
"print 'Python-Ausgabe: ' , "
 + ourSetVariable);

//...und verändern

python.set(
"ourSetVariable"
, 
new
 PyString(
"123 usw."
));
python.exec(
"print ourSetVariable"
);

} 
catch
 (PyException e) {
System.out.println(
"PyException: "
 + e.getMessage());
}
}
}

Anmerkung: Dieses Beispiel soll die Interaktionsmöglichkeiten zeigen.

2. Python Datei in Java

Man kann, wie auch in Jacl, den Skript Code in einer Datei auslagern.

Python Datei: math.py

import

 math


print

 

"Hello Jython World"

 


print

 math.pi


print

 math.e


print

 math.sqrt(25)


Mit der Methode execfile führt man die Datei aus. Falls die Datei nicht existiert, wird eine PyException geworfen.

Java Code:

//PyException importieren




import

 org.python.core.PyException;


//Python Interpretierer importieren




import

 org.python.util.PythonInterpreter;



public class

 Math_As_File {


public static void

 main(String []args)


try

 {


//Python Interpretierer erzeugen


PythonInterpreter python =

new

 PythonInterpreter();


//execfile führt eine Datei aus


python.execfile(

"C:/Skripte/Jython/math.py"

);


} 

catch

 (PyException e) {


System.out.println(

"PyException: "

 + e.getMessage());


}


}


}


Diese beiden Beispiele gehöhren zu den Grundlagen, um mit Jython zu arbeiten.
Bis auf die Syntax und die Methodenbezeichnungen ist der Aufbau zu Jacl sehr ähnlich.

3. Reguläre Ausdrücke

Nun kommen wir zu einem sinnvolleren Beispiel. Hier arbeiten wir mit regulären Ausdrücken, um das erste Wort aus dem inputStr, dem man vorher einen Wert zuweisen sollte, zu filtern. Das Ergebnis wird im outputStr gespeichert.

Python Datei: regexp.py

import

 re
getFirstWord = re.compile(

"[A-za-z]+"

)
outputStr = getFirstWord.search(inputStr).group()


Zuerst weisen wir der "Parameter-Variablen" inputStr einen Wert zu, welcher dann im Skript verarbeitet wird und anschließend geben wir das Ergebnis aus.

Java Code:

//Python Objekt PyString importieren




import

 org.python.core.PyString;


//PyException importieren




import

 org.python.core.PyException;


//Python Interpretierer importieren




import

 org.python.util.PythonInterpreter;



public class

 RegExp {


public static void

 main(String []args)


try

 {


//Python Interpretierer erzeugen


PythonInterpreter python =

new

 PythonInterpreter();


//Setzt inputString (dient als Parameter)


jython.set(

"inputStr"

, new PyString(

"***Erstes***Wort***"

));


//inputStr verarbeiten


python.execfile(

"C:/Skripte/Jython/regexp.py"

);


//gibt "Erstes" aus


System.out.println(jython.get(

"outputStr"

));


} 

catch

 (PyException e) {


System.out.println(

"PyException: "

 + e.getMessage());


}


}


}



4. Der Compiler Jythonc

Jetzt gehe ich auf Jythonc ein. Um erst einmal einen Einblick zu bekommen, was Jythonc erzeugt, habe ich eine leere Datei (empty.py) mit dem Befehl...

jythonc empty.py
...in der Konsole in Java Code konvertiert. Als Ergebnis habe ich eine 52 Zeilen große Java Datei erhalten, die ein Grundgerürst darstellt. Das Einzige was sich ableiten lässt, ist der Pfad der Datei empty.py.



5. Applet

Bisher bin ich nur auf die einseitige Interaktion zwischen Python und Java eingegangen. Nun gehe ich auf Java Elemente im Python Code ein. In diesem Beispiel wollen wir mit folgendem Code ein einfaches Applet erzeugen:

Python Datei: TestApplet.py

#Zuerst importieren wir die Java Klasse Applet




from

 

java.applet

 

import

 

Applet




#Hier erben wir von Applet




class

 TestApplet ( 

java.applet.Applet

 ):


#Paint Methode




def

 paint ( self, g ):


g.drawString (

"Ein Text"

, 5, 5 )


Bei der Eingabe in der Konsole von...

python TestApplet.py
...merken wir das nichts passiert, weil der Quellcode erst einmal in Java Code konvertiert werden muss. Dieses Kunststück gelingt uns mit Jythonc, indem wir in der Konsole folgendes eingeben...
pythonc TestApplet.py
...erhalten wir eine über 210 Zeilen (incl. Leerzeilen) schwere Java Datei aus einer ursprünglichen 7 Zeilen (incl. Kommentaren) großen Datei. Eine perfekte Implementierung ist dies nicht.



6. Java Klasse in Python erweitern

Man kann mit Python sowohl imperativ als auch - nicht wie in Tcl - objektorientiert programmieren. So bietet sich die Möglichkeit für Python von Java Klassen zu erben und zu erweitern. Zum Beispiel so:

Python Datei: StringRandom.py:

#Random Klasse importieren




import

 java.util.Random


#StringRandom erbt von der Klasse Random aus java.util




class

 StringRandom (java.util.Random):


#Hier wird die Methode "nextInt" überschrieben




def

 

nextInt

 ( self ):


#Statt einem int gibt man hier einen String wieder




return

 str ( java.util.Random.nextInt ( self ) )

#StringRandom erzeugen


x = StringRandom()


#Überschriebende Methode aufrufen, um einen zufälligen Zahlen-String zu erhalten


x.

nextInt()




#Methoden aus Random sind auch noch nutzbar


x.

nextLong()




Anmerkung: Python arbeitet mit Zeilenvorschub um einen Block zu definieren, anstatt mit geschweiften Klammern, wie Java.
Wie man im Beispiel sieht, ist man nicht gezwungen den Typ des Rückgabewertes einer Methode beim Vererben beizubehalten, da in Python kein Typ für den Rückgabewert angegeben wird. Damit können beliebige Objekte aus einer Methode zurückgegeben werden.

7. Python Klasse in Java

Für dieses Beispiel wird zunächst eine Python Klasse erstellt.

Python Datei: HelloWorldClass.py

class

 HelloWorldClass:


#Der Konstruktor




def

 

__init__

 ( self ) :


self.msg =

"Hello World"

#get Methode




def

 

getMsg

 ( self ) :


return

 self.msg

#set Methode




def

 

setMsg

 ( self , str ) :


self.msg = str

Um die Klasse benutzen zu können, läft die Klasse erstmal in Java durch den Interpretierer.

Java Code: HelloWorld

//PyException importieren




import

 org.python.core.PyException;


//Python Interpretierer importieren




import

 org.python.util.PythonInterpreter;



public class

 HelloWorld {


public static void

 main(String []args)


try

 {


//Python Interpretierer erzeugen


PythonInterpreter python =

new

 PythonInterpreter();


//Klasse erstellen


python.execfile("C:/Skripte/Jython/HelloWorldClass.py");


//Objekt erzeugen


python.exec(

"a = HelloWorldClass()"

);


//get Methdode aufrufen aus der Python Klasse


python.exec(

"print a.getMsg()"

);


//1.Möglichkeit




//set und get Methdoden aufrufen


python.exec(

"a.setMsg('A Value')"

);
python.exec(

"print a.getMsg()"

);


//2.Möglichkeit




//a Objekt ändern


python.set(

"a"

,

new

 String ( 

"Text"

 ));
python.exec(

"print a"

);


} 

catch

 (PyException e) {


System.out.println(

"PyException: "

 + e.getMessage());


}


}


}


Der Vorteil einer Skriptsprache ist Variablen nicht an einen Typ zu binden. In der 2. Möglichkeit kann Java nun davon Gebrauch machen.

8. Java Interface in Python implementieren

Das letzte Beispiel beschränkt sich auf die Implementierung eines Interfaces. In diesem Fall wird das Comparable Interface aus Java implementiert, welche die abstrakte Methode compareTo(Object) enthält. Dabei verzichten wird absichtlich auf die Implementierung der abstrakten Methode.

Python Datei: Comp.py

import

 

java.lang.Comparable




class

 Comp ( 

java.lang.Comparable

 ) :


#Der Konstruktor




def

 

__init__

 ( self ) :


self.msg =

"Default_Value"

#Absichtlich kommentiert!




#def compareTo ( obj ) :

#...

Da der Code nur interpretiert wird, wird nicht überprüft, ob man die compareTo(Object) Methode implementiert hat. Erst beim Aufruf der Methode erhält man folgende Fehlermeldung:
AttributeError: abstract method "compareTo" not implemented

3. Fazit

Vorteile:

• Python ist vollständig implementiert
• Alles, was man in Java machen kann, kann man auch in Python machen, wie z.B:
  Java-Applikationen, Servlets, Beans und Applets
• Mit Jython kann man in Python Java Klassen ableiten
• Jython ist ein extrem mächtiges Entwicklungstool in Java und in Python

Nachteile:

• Die Entwicklung von Jython hängt der C-Version hinterher
• Die Einbettung in die Java-Welt ist nicht perfekt, siehe Jythonc Beispiel

Zwei Zitate von Sean McGrath (dem technischen Direktor von Propylon):

• Jython ist eins der "phantastischten Java Tools" ohne der finanziellen Unterstützung im Rücken
• Jython wurde bezeichnet als "die unwiederstehliche Waffe, die Java Plattform für ihr Überleben im 21. Jahrhundert gesichert hatte."

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