Shapes - Un tutoriel d'introduction à MPS

Si vous découvrez MPS et souhaitez l'essayer rapidement, ce tutoriel est fait pour vous.

En moins de deux heures, vous obtiendrez un nouveau langage et du code opérationnel basé sur ce langage. Dans ce tutoriel, vous partirez de zéro et suivrez un parcours à la fois sûr, pratique et rapide, afin de parvenir à concevoir les éléments essentiels d'un nouveau langage.

Par souci d'efficacité et de rapidité, nous allons éviter les concepts avancés et constructions compliquées. Finalement, vous saurez à quoi sert MPS et connaîtrez ses principes de base.

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I. Conditions préalables

Dans ce tutoriel, nous partons du principe que vous avez déjà pris connaissance du : tutoriel Fast Track to MPS et que vous vous êtes familiarisé avec l'environnement MPS, que vous comprenez le concept de langage et de solution, et que vous êtes en mesure de commander l'éditeur projectionnel MPS. Si cela n'est pas le cas, nous vous invitons à consacrer environ 30 minutes à cette phase préliminaire. Plus précisément, les raccourcis clavier seront essentiels à votre survie :

  • Ctrl + Espace : pour compléter un mot ou transformer un identificateur non valide (rouge) en identificateur correct (noir) ;
  • Alt + Entrée : pour afficher un menu contextuel regroupant des options pratiques et pouvant être appliquées à la position actuelle de l'éditeur ;
  • Ctrl/Cmde + Flèche haut/Flèche bas : développer/réduire la zone de texte sélectionnée ;
  • Tabulation : parcourir les éléments modifiables de l'éditeur ;
  • Ctrl/Cmde + Z : annuler l'action précédente.

Nous supposons que vous avez installé MPS et qu'il est en cours d'exécution devant vous. Bon, maintenant nous sommes prêts.

Vous pouvez également regarder ce tutoriel en ligne sous forme de screen-cast. Essayez.


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II. Objectif

Vous allez implémenter un exemple de langage dédié à la spécification de formes graphiques. Ce langage permettra à ses utilisateurs de créer visuellement des formes bidimensionnelles sur un fond plat. Leur définition sera ensuite convertie en application Java Swing, qui permettra de visualiser la mise en forme à l'écran.

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Ce langage pourrait permettre aux néophytes de créer des applications Java sans connaissance préalable de Java, Swing ou de l'API 2D Graphics. Vous allez jouer le rôle de concepteur de langage en vous appuyant sur vos connaissances de Java pour le rendre aussi accessible et simple à utiliser que possible. Vous allez automatiser le travail d'un programmeur d'interfaces en fournissant un langage et un générateur couvrant la plupart des cas qu'un programmeur d'interfaces doit résoudre manuellement.
Si vous ne maîtrisez pas Java ou Swing, ne vous inquiétez pas trop ni trop vite. En effet, nous en avons tenu compte et conçu ce tutoriel pour vous guider de façon précise. Vous pourrez ainsi aller jusqu'au bout facilement, comme vous allez le voir.

III. Créer un projet

Nous allons commencer par un tout nouveau projet. Sur l'écran d'accueil, cliquez sur Create New Project, puis laissez-vous guider par l'assistant.

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Vous allez ainsi créer un projet vide dans lequel les sections Language Definition et Solution sont également vides.

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La section Solutions sert à enregistrer vos programmes. Pour les écrire, vous utilisez des langages, qu'ils soient définis au sein du même projet ou importés. Dans notre tutoriel nous allons commencer par définir un langage et l'utiliser pour écrire du code exécutable.

IV. Langages et programmes sous le capot

Tout d'abord, voici quelques connaissances de base à prendre en compte avant de continuer.

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Le langage que nous allons créer doit rendre possibles les définitions de dessin, sous forme de commandes individuelles, chacune sur une ligne distincte et définissant une forme spécifique à dessiner. Notre langage doit couvrir chacune de ces commandes avec un Concept. Les concepts définissent la syntaxe abstraite d'un langage, à savoir l'ensemble des constructions logiques admissibles du langage. Le programme consiste ensuite en une série d'arbres de syntaxe abstraits (Abstract Syntax Trees - Ast) qui regroupent les instances de ces concepts.

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L'AST du programme ci-dessus présente la syntaxe abstraite qui regroupe plusieurs nœuds et chacun de ces nœuds est une instance d'un concept défini par le langage. Les concepts définissent des propriétés, des enfants et des références, tandis que les nœuds apportent les valeurs concrètes.

Première petite synthèse :

  • les langages reposent sur des concepts ;
  • les concepts définissent les éléments logiques (abstraits) avec leurs propriétés, enfants et références ;
  • les programmes (solutions) reposent sur des AST, qui consistent en des nœuds ;
  • les nœuds sont des instances de concepts conférant des valeurs concrètes aux propriétés, aux enfants et aux références de leurs concepts.

V. Forme graphique

Notre langage va être assez simple. Nous n'avons besoin que de quelques concepts :

  • Canvas : pour définir le nœud de plus haut niveau représentant l'intégralité de la définition de dessin et regroupant toutes les formes (Shapes);
  • Shape : représente une commande permettant de dessiner une forme sur le fond (Canvas), qui servira de super-concept commun à l'ensemble des formes concrètes, telles qu'un cercle ou un carré;
  • Circle : représente une commande permettant de dessiner un cercle;
  • Square : représente une commande permettant de dessiner un carré;
  • ColorReference : représente l'une des couleurs prédéfinies dans java.awt.Color.

Nous allons commencer notre exercice pratique par le concept Shape. Tout comme dans la programmation orientée objet, les concepts peuvent s'étendre les uns les autres et par conséquent hériter des fonctionnalités de leur super-concept. Le concept Shape sert précisément de super-concept, contenant la propriété color, car toutes les formes de notre langage auront besoin de la propriété color et il est donc intéressant de pouvoir en hériter.

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Faites un clic droit sur l'aspect Structure du langage et créez un concept. Une nouvelle définition de concept s'ouvre dans l'éditeur.

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Nous devons donner au concept un nom descriptif, Shape dans le cadre de ce tutoriel, fera l'affaire.

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Nous avons créé le concept Shape en tant que super-concept commun à l'ensemble des formes de notre langage et en tant que tel, le concept Shape ne sera pas utilisé directement dans les AST. Nous allons marquer Shape comme abstrait pour indiquer de façon explicite qu'aucune instance (nœud) de Shape ne peut être créée.

Si vous faites une faute de frappe sur le nom du concept et décidez de le changer, MPS vous guidera, qu'il s'agisse d'un changement de nom ou d'une refactorisation, afin de mettre à jour toutes les références et utilisations possibles du concept dans d'autres parties de votre code. Dans la mesure où nous venons de commencer et où nous n'avons pas encore de références à Shape, appuyez simplement sur le bouton « No ».

Il est maintenant temps de s'entraîner à utiliser le raccourci clavier Alt + Entrée.

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Une fois positionné sur le nom du concept, le raccourci clavier Alt + Entrée affiche un menu contextuel permettant d'appliquer l'intention « Make Abstract » au concept. Si vous choisissez cette option, le concept est marqué comme abstrait. Nous pouvons désormais ajouter des propriétés, des enfants et des références qui doivent être partagés avec tous les sous-concepts de Shape, mais nous allons garder cela pour plus tard, afin de ne pas altérer notre logique d'apprentissage.

Notre premier concept est fait ! Hourra ! Il est temps d'en ajouter un autre. Pourquoi pas Circle ? En faisant un clic droit sur l'aspect Structure, nous créons un autreConcept et pouvons l'appeler Circle.

VI. Circle

En suivant les mêmes étapes, vous allez faire un clic droit sur l'aspect Structure du langage et ajouter un nouveau concept. Nommez-le Circle.

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Les cercles doivent hériter des fonctionnalités de Shape et nous devons par conséquent le préciser dans la clause extends. Positionnez le curseur au début de la cellule portant le texte « BaseConcept » et appuyez sur le raccourci clavier le plus utile de MPS - Ctrl + Espace, afin de lancer la saisie automatique.

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MPS présente la liste des options pouvant servir de remplacement au texte « BaseConcept ». Nous devons sélectionner Shape ici pour que Circle étende Sh

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Il s'agit ici de notre premier concept concret qui sera utile aux utilisateurs de notre langage. Pour associer au concept un texte élégant dans les boîtes de dialogue à saisie automatique et permettre à MPS de créer intelligemment une instance de Circle dès que l'utilisateur tape « circle », vous devez donner à ce concept l'alias « circle ».

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Remarque : la touche de tabulation permet ici de parcourir les éléments modifiables de l'éditeur. Utilisez la touche de tabulation fréquemment.

Chaque cercle doit spécifier ses coordonnées à l'écran et son rayon. Nous allons créer des propriétés contenant les valeurs de ces entiers. Accédez à la section properties, placez le curseur sur le symbole « << … >> » qui représente une collection vide de valeurs et appuyez sur Entrée. Ce processus crée une propriété vide.

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Appelez cette propriété « x », puis appuyez sur la touche de tabulation et indiquez le type de la propriété, à savoir « integer ». Pendant que vous saisissez « integer », vous pouvez utiliser le raccourci clavier Ctrl + Espace pour nommer le type complété par MPS.

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Créez ensuite les propriétés pour « Y » et « radius » et vous aurez terminé votre premier concept concret.

VII. Carré

Maintenant vous devriez vous lancer et créer un concept pour le carré. Répétez simplement les étapes réalisées pour Circle en créant des propriétés différentes : upperLeftXet upperLeftY pour les coordonnées du coin supérieur gauche et size pour spécifier la longueur des côtés du carré. À la fin de ce processus, vous devez obtenir ce qui suit :

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VIII. Toile

Après avoir créé deux formes, nous pouvons désormais définir un concept pour réaliser un dessin. Nous allons créer un autre concept, appelé Canvas, pour représenter une scène composée de formes. L'utilisateur peut créer plusieurs scènes (concepts Canvas) qui sont indépendantes les unes des autres et ne partagent pas de formes. Chaque Canvas contient un nom et la liste des formes qu'il inclut.

Encore une fois, cliquez sur l'aspect Structure du langage pour créer un concept et appelez-le Canvas.

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Remarque : contrairement à Circle ou Square, Canvas n'étend pas Shape, mais BaseConcept. Canvas n'est pas supposé être dessiné ou placé sur d'autres éléments Canvas, par conséquent il ne doit pas étendre Shape.

Accédez (avec la touche de tabulation) au texte « <none> » dans la section implements et spécifiez INamedConcept, ainsi que le nom de l'interface de concept que Canvas va implémenter. Les interfaces de concept permettent également d'ajouter de nouvelles fonctionnalités à Concepts qui les implémente. INamedConcept, dans notre cas, enrichit Canvas avec la propriété name, de sorte que les instances de Canvas (appelées Nodes) auront une propriété name permettant à l'utilisateur de les reconnaître facilement.

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Comme Canvas représente le lieu du dessin et ne fait partie en lui-même d'aucun autre concept, nous lui donnons l'attribut instances can be root. Cela permet aux instances de Canvas de devenir des racines des AST.

Pour indiquer que les éléments Canvas peuvent contenir des éléments Shape, nous allons créer une collection enfant de formes. Encore une fois, appuyez sur la touche Entrée de la cellule « << … >> » de la section children, tapez le nom de l'enfant, ainsi que le type de nœuds qu'il peut contenir. N'oubliez pas le raccourci clavier * *Ctrl + Espace pour afficher la boîte de dialogue de saisie automatique.

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Vous devez obtenir une définition de concepts du type suivant :

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Désormais vous avez créé suffisamment de concepts pour obtenir un embryon de langage, prêt à l'emploi. Essayons-les.

IX. Une phase de test initiale

Nous devons construire le langage avant de pouvoir l'utiliser. À l'avenir, lorsque vous modifierez l'une des définitions du langage, n'oubliez pas de répéter le processus « Rebuild », de sorte que la modification puisse prendre effet. Faites un clic droit sur le nœud de plus haut niveau (la racine ultime et représentant l'ensemble du projet, ce qui inclut le langage et la solution) dans la vue de projet et choisissez Rebuild Project.

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Une fois la build de langage créée, le langage sera exploitable dans le modèle, dans les limites du sandbox Solution. Créez simplement une nouvelle instance de Canvas en faisant un clic droit sur le modèle et en choisissant le concept racine à instancier. Remarque : les concepts racine s'affichent dans ce menu et peuvent être instanciés au niveau supérieur d'un modèle.

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À présent, nommez l'instance Canvas pour obtenir votre premier dessin. Vous pouvez commencer à utiliser les concepts définis dans le langage pour placer des formes visuelles sur le fond.

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L'expérience d'édition de notre langage ainsi que sa mise en forme appliquent encore à ce stade des valeurs par défaut que nous allons changer bientôt pour personnaliser un peu plus la présentation du code.

Encore une fois, le raccourci clavier Ctrl + Espace va être très utile ici. Utilisez-le à chaque fois que vous avez une hésitation. Remarque : La boîte de dialogue de saisie automatique propose les deux types de formes que nous avons créées dans le langage.

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Vous pouvez insérer des formes supplémentaires en appuyant sur Entrée à la fin de la dernière forme de la liste de formes, ce qui dans notre cas est le symbole « } » de « circle ».

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J'espère que vous fêtez votre succès comme il se doit ! Maintenant, nous vous proposons de voir comment optimiser ces éditeurs pour améliorer le rendu du code à l'écran.

X. Éditeurs

MPS utilise un éditeur projectionnel. Vous aviez peut-être déjà remarqué que l'éditeur se comportait légèrement différemment par rapport à ce que vous attendiez. Contrairement aux langages basés sur le texte, MPS ne représente jamais le code sous forme de texte brut. Dans MPS, le code est associé aux arbres de syntaxe abstraite (AST). Toujours.

Cela présente des avantages énormes pour la conception de langage, sa composabilité et les notations non analysables qui sont définies plus en détail dans la documentation de MPS.

Dans le cadre de ce tutoriel, nous allons nous limiter à l'aspect édition des langages projectionnels. Puisque les éditeurs en texte brut ne permettent pas de représenter les AST de façon fiable et que l'édition directe des AST serait très compliquée, les langages projectionnels doivent fournir des éditeurs pour tous les concepts qui font partie de ce langage. Parfois, il faut plusieurs éditeurs pour un concept unique, mais cela va au-delà des objectifs que nous nous sommes fixés dans ce tutoriel. Dans la plupart des cas, MPS fournit un éditeur par défaut pour les concepts qui n'en ont pas encore. Ceci est très utile pour le prototypage du langage. Cependant, pour faciliter la tâche des utilisateurs, il est important de consacrer du temps à la préparation d'un éditeur explicite.

X-A. Shape

Le concept Shape ne nécessite pas d'éditeur, car il s'agit d'un concept abstrait. Par conséquent, nous allons laisser cela tel quel.

X-B. Circle

Pour Circle nous pourrions créer un éditeur qui place parfaitement toutes les propriétés nécessaires sur une seule ligne. Nous allons ouvrir le concept Circle dans l'éditeur, cliquer sur le bouton vert « + » dans le coin inférieur gauche et sélectionner Editor -> Concept Editor.

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Vous allez obtenir une définition d'éditeur vide pour le concept Circle. Rappelez-vous qu'ici Ctrl + Espace sera très utile pour éditer les valeurs nécessaires.

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L'éditeur de concept de MPS consiste en des cellules visuelles, chacune représentant une information en relation avec le concept sous-jacent. Dans la mesure où les nœuds sont composés de façon hiérarchique dans un AST, leurs éditeurs sont composés à l'écran avec des éditeurs de sous-nœuds incorporés dans ceux de leurs ancêtres.

Pour Circle, nous aimerions afficher la valeur de toutes les propriétés (x, y, radius) ainsi que le texte arbitraire qui les entoure, le tout sur une seule ligne.
Par conséquent, nous allons commencer par choisir une disposition pour ces cellules et indent layout est parfaitement adapté ici. Appuyez sur Ctrl + Espace dans la cellule rouge et sélectionnez cette option dans la liste. Vous pouvez accélérer la recherche en tapant un crochet suivi par un symbole moins.

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Maintenant, tapez « circle » pour entrer du texte constant qui sera placé au début de la ligne.

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Appuyez sur Entrée pour créer une nouvelle cellule. Tapez « x: » pour indiquer que la cellule suivante contient la valeur de la propriété x.

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Maintenant, vous devez sélectionner la propriété x dans le menu de saisie automatique de code pour lier la cellule à la bonne propriété.

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Vous pouvez à présent continuer seul pour insérer des cellules contenant du texte constant, ainsi que les valeurs des propriétés y et radius. Pour rappel, Entrée insère de nouvelles cellules, Ctrl + Espace ouvre le menu de saisie automatique. Vous devez obtenir un éditeur comme celui-ci.

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X-C. Carré

Square nécessite également un éditeur. Ouvrez le concept Square dans l'éditeur, appuyez sur le symbole « + » dans le coin inférieur gauche et créez un nouvel éditeur de concept. En suivant les instructions de la section précédente, entrez la définition de l'éditeur de la façon suivante :

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Vous disposez désormais de tous les éléments nécessaires pour y parvenir.

X-D. Toile

L'éditeur du concept Canvas sera légèrement différent, car il s'étale sur plusieurs lignes et contient une collection de nœuds enfants. Commencez toutefois de la même façon que précédemment, ouvrez le concept Canvas, appuyez sur le symbole « + » pour créer un nouvel éditeur de concept, définissez les retraits avec indent layout et entrez du texte pour obtenir ce qui suit :

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Liez maintenant la cellule rouge à la propriété name. Dans la mesure où la propriété est héritée de l'interface _InamedConcept _concept, elle apparaît plus bas dans la liste, mais est bien présente.

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La cellule suivante contient une collection de formes qui ont été ajoutées à la section Canvas. Remarquez la composition des éditeurs ici : Canvas désigne uniquement la zone dans laquelle des formes doivent être modifiées et ne spécifie pas comment la zone doit être utilisée.
Dans la mesure où les formes doivent être organisées verticalement, chacune sur leur ligne, vous devez sélectionner vertical collection layout dans le menu de saisie automatique.

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Vous devez lier la cellule rouge à la collection enfant shapes de Canvas.

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Désormais, pour placer la collection sous le nom utilisé pour Canvas, vous devez utiliser le raccourci Alt + Entrée pour afficher la fenêtre contextuelle d'intention et sélectionner « Add On New Line ».

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Vous obtenez la définition finale de l'éditeur :

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XI. Deuxième exécution

Désormais, vous pouvez recréer la build (faites un clic droit sur le nœud de plus haut niveau dans la vue de projet) et consultez le code de la sandbox dans MyDrawing.

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Regardez comment la disposition du code a changé :

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Il s'agit du même code (AST), mais il est organisé différemment à l'écran.

XII. Application de couleurs

Nous devons à présent revenir à la section Shape et assurer la prise en charge des couleurs. Puisque Circle et Square étendent Shape, ils héritent tous les deux de la couleur.

Si pour une raison ou une autre, vous devez passer directement au générateur, c'est le moment idéal pour le faire. Vous devez simplement ignorer tous les emplacements où nous faisons référence aux couleurs dans le chapitre consacré au générateur.

Comme nous souhaitons permettre aux utilisateurs de notre langage de sélectionner la couleur de la forme dans une liste de couleurs prédéfinies, nous ne pouvons pas nous contenter d'utiliser une propriété de type texte pour contenir la valeur de couleur. À la place, nous allons ajouter une référence à Shape et obliger cette référence à pointer vers l'une des constantes de couleur prédéfinies. Nous allons commencer par créer ce type de constante pour représenter les couleurs prédéfinies.

XII-A. Concept pour les couleurs

Tout d'abord, nous allons créer un concept représentant une constante de couleur. Nous allons l'appeler Color et lui donner un attribut racine, afin de la placer dans les modèles :

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Un éditeur est également nécessaire :

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XII-B. Couleurs prédéfinies

Nous devons maintenant fournir des nœuds concrets pour le concept Color, afin de représenter les constantes de couleur individuelles auxquelles l'utilisateur de notre langage pourra faire référence depuis ses éléments Canvas. Nous allons utiliser les modèles d'accessoires pour cela. Les modèles d'accessoires sont des modèles appartenant à une définition de langage et qui contiennent des nœuds arbitraires qui deviennent une partie intégrante du langage et sont visibles par les utilisateurs de ce langage.

Tout d'abord, nous devons créer un modèle d'accessoire Accessory model dans le langage :

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Ce modèle doit avoir un nom. Assurez-vous que la zone stereotype reste vide :

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Le langage Shapes, qui déclare le concept Color, est le seul langage qui doit être importé dans le modèle d'accessoires :

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Vous devez désormais être capable de créer des constantes de couleur pour le modèle d'accessoires que vous venez de créer :

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XII-C. Première touche sur les dépendances

Dans MPS, il est crucial de savoir comment gérer les dépendances et les langages importés. Pour afficher les dépendances d'un module ou d'un modèle, vous devez y accéder depuis la vue de projet située dans la partie gauche (Alt + 1 pour ouvrir ce panneau) :

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Appuyez sur Alt + Entrée (ou faites un clic droit dessus et choisissez Module/Model Properties) et vous obtenez une boîte de dialogue regroupant les propriétés du module/modèle. L'onglet  Dependencies affiche les modules/modèles dont le module/modèle actuel dépend (par exemple l'importation dans Java nécessite Ruby, etc.).

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Le vôtre est probablement vide pour l'instant. Utilisez le bouton « + » pour ajouter des éléments. Dans la petite boîte de dialogue, tapez les premiers caractères du nom de la dépendance voulue pour préciser la recherche et appuyez sur Entrée lorsque vous la trouvez.

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Dans la section Used Languages, indiquez les langages (syntaxes) à associer à votre module/modèle.

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Nous n'avons pas à changer quoi que ce soit ici, alors poursuivons.

Si vous ne pouvez pas taper le code que nous suggérons dans ce tutoriel, vous avez probablement fait une erreur de définition des dépendances. Aussi, portez une attention particulière aux sections où le tutoriel mentionne des dépendances et suggère l'ajout d'une dépendance ou l'importation d'un langage.

XII-D. Concept de référence de couleur

Il est temps de donner à notre langage la possibilité d'indiquer la couleur voulue d'une forme dans notre code. Shape doit faire référence à l'une des constantes de couleur dans le modèle d'accessoires du langage Shapes. MPS ajoute automatiquement l'ensemble des constantes de couleur disponibles dans le menu de saisie automatique à chaque fois que l'utilisateur est sur le point de spécifier une couleur pour un élément Shape.

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ColorReference intègre une référence (un pointeur couvrant toute la hiérarchie AST) pointant vers une constante de couleur unique (nœud du concept Color).

Pour afficher et modifier les couleurs, nous avons également besoin d'un éditeur pour ColorReference.

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La référence doit simplement afficher le nom de la constante de couleur à laquelle elle fait référence, vous devez donc sélectionner target dans le menu de saisie automatique du code et spécifier que la propriété name de la constante de couleur doit être présentée à l'utilisateur.

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Vous devez alors obtenir la définition d'éditeur suivante :

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XII-E. Mise à jour d'une forme

Le concept Shape est un bon endroit pour placer notre nouvel élément ColorReference, car Circle et Square vont en hériter.

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Shape peut également définir un composant d'éditeur pour définir l'éditeur de la couleur. D'autre part, Circle et Square pourront réutiliser ce composant d'éditeur dans leurs éditeurs, afin d'éviter toute duplication.

Appuyez sur le symbole « + » et créez un nouveau composant d'éditeur (Editor Component).

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Vous connaissez déjà le langage de la définition du composant d'éditeur et par conséquent la disposition des retraits et la définition d'une cellule de texte de constante suivie d'une cellule liée à la propriété color ne devrait vous poser aucun problème.

XIII. Intégration du composant d'éditeur

Le composant d'éditeur défini pour Shape doit maintenant être ajouté dans les éditeurs de Circle et Square.

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Le composant d'éditeur forme simplement une nouvelle cellule dans la mise en page de l'éditeur.

XIV. Une troisième exécution

Nous sommes arrivés au point le plus propice pour la génération d'une nouvelle build du programme. Faites un clic droit sur le nœud Language de la vue de projet et sélectionnez « Rebuild Language ».

Ici si vous recréez l'intégralité du projet et non pas simplement le langage, vous générez une ou deux erreurs, car la Solution perd ainsi les propriétés de couleurs qui viennent d'être définies. Nous allons les ajouter immédiatement.

Ouvrez le programme MyDrawing pour afficher les cellules de couleur vides en rouge. Essayez d'utiliser le raccourci Ctrl + Espace dans ces cellules pour obtenir la liste des couleurs sélectionnables.

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Notre langage est maintenant totalement défini. Nous pouvons créer un élément Canvas et y ajouter des éléments Circle et Square, en spécifiant leurs positions, tailles et couleurs. C'est une réalisation considérable en un temps aussi court.

Il ne nous reste plus qu'à convertir ces programmes en Java, de façon à pouvoir les exécuter et voir les formes dessinées correctement à l'écran. Si vous poursuivez, vous verrez que nous y sommes presque.

XV. Générateur

Notre langage nécessite désormais un générateur pour nous permettre de générer le code à compiler et exécuter. Nous allons choisir BaseLanguage en tant que cible pour notre DSL. BaseLanguage est une copie de Java distribuée avec MPS et qui, par conséquent, peut être facilement transformée en sources texte Java que le compilateur Java peut ensuite compiler en code binaire. Nous pourrions également choisir toute autre plateforme et tout langage cible, à condition d'intégrer une définition de ce langage cible dans votre projet.

Le générateur sera très simple et nécessitera uniquement quelques règles et une seule configuration de mapping.

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Votre langage contient déjà le squelette d'un générateur vide. Vous pouvez ouvrir la configuration de mapping qui va servir à spécifier quelle règle appliquer et quand. Nous allons ajouter des entrées de configuration ici graduellement.

Voici l'idée derrière le générateur que nous allons implémenter :

  • un élément Canvas est converti en une classe Java qui vient étendre la classe Jframe de Java et contient un Jpanel sur lequel toutes les formes seront dessinées ;
  • chaque élément Shape est converti en un appel de méthode sur l'objet Graphics pour dessiner la forme sur le Jpanel ;
  • ColorReference est converti en une référence à la constante de couleur pertinente dans la classe java.awt.Color.

Commençons par la classe destinée à Canvas. Vous devez ajouter une nouvelle entrée dans les rôles de mapping racine, car Canvas est un concept racine.

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Cela indique que les nœuds Canvas doivent être remplacés par une classe Java. Vous devez utiliser Alt + Entrée pour sélectionner « New Root Template » dans le menu contextuel.

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Le modèle racine doit générer une classe Java et par conséquent, vous devez sélectionner « class ».

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La règle de mapping source est maintenant terminée. Le nom map_Canvas désigne le modèle racine qui a été créé dans le générateur. Vous devez l'ouvrir pour pouvoir y apporter des modifications.

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Mais avant cela, nous devons définir les dépendances du module de générateur et du modèle de générateur comme spécifié ci-dessous :

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Souvenez-vous, Alt + Entrée affiche les propriétés du nœud sélectionné dans la vue de projet qui est située à gauche.

Les dépendances permettent de commencer à taper le code Java qui fera partie de la classe Java générée. Nous allons ensuite paramétrer le code avec des valeurs provenant de Canvas, afin qu'il reflète l'intention de l'utilisateur.

Cette classe doit étendre JFrame.

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Vous allez maintenant ajouter la méthode main pour obtenir une classe Java exécutable. Vous pouvez utiliser le modèle actif « psvm » pour entrer la méthode rapidement.

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Dans la méthode, nous devons instancier map_Canvas.

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Il nous faut également une méthode pour initialiser l'image. Tapez « method » et utilisez Ctrl + Espace pour compléter la définition de la méthode :

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Appelez la méthode Initialize() et assurez-vous que cette méthode est appelée depuis main.

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Remarquez l'appel canvas.initialize() dans la méthode main(). L'avez-vous ajouté ?

Toutes les formes seront ajoutées sur un JPanel, ce qui signifie que nous devons désormais en ajouter un en tant que champ.

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Remarque : nous utilisons une classe intérieure anonyme pour personnaliser en partie le JPanel.

Important : pour créer une classe anonyme intérieure dans BaseLanguage, placez votre curseur juste après new Jpanel() et avant le point-virgule de fin. Appuyez ensuite sur la touche « { » (accolade gauche) et MPS se charge d'ajouter le symbole « } » final. Maintenez le curseur entre les symboles « { » et « } » pour ajouter des méthodes à la classe intérieure anonyme du panneau.

Nous allons ignorer la méthode paintComponent du JPanel, car il s'agit de la méthode Java permettant de dessiner facilement des formes sur le JPanel. Appuyez sur Ctrl/Cmde + O pendant que le curseur est dans le corps de classe anonyme du JPanel, entre les symboles « { » et « } », pour appeler la boîte de dialogue de la méthode Override pour le Jpanel et sélectionner la méthode paintComponent.

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Assurez-vous que la méthode paintComponent() est bien imbriquée dans la classe intérieure anonyme du JPanel, comme illustré dans les copies d'écran. Assurez-vous également qu'elle est bien appelée paintComponent et non pas paintComponents.

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Ensuite, il ne vous reste plus qu'à compléter la méthode initialize et le modèle est prêt :

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XV-A. Paramétrage du modèle

Le modèle ne contient actuellement aucune valeur spécifiée par l'utilisateur. Les propriétés et les enfants de Canvas doivent être insérés dans le modèle au moyen de macros. MPS dispose de trois types de macros *:*

  • property macros : pour insérer des propriétés à partir du modèle d'entrée ;
  • node macros : pour remplacer des nœuds dans le modèle avec des nœuds du modèle d'entrée ;
  • reference macros : pour ajuster des références dans les modèles afin de pointer vers des nœuds dans le modèle d'entrée.

Nous allons utiliser toutes ces macros graduellement.

Pour commencer, nous allons personnaliser le nom de la classe générée et le titre de la fenêtre en reprenant le nom de l'élément Canvas. Placez le curseur sur le nom de la classe : map_Canvas et appuyez sur Alt + Entrée.

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Ensuite, sélectionnez la macro de propriétés node.name dans le menu contextuel.

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Le texte « map_Canvas » est désormais entouré (annoté) par une macro de propriétés, qui remplace la valeur de la propriété name par le nom du concept Canvas. Le panneau Inspector (Alt + 2) peut également être utilisé pour entrer ou modifier la macro de propriétés. Actuellement, la valeur de node.name est renvoyée, ce qui correspond au nom actuel du concept Canvas.

Vous pouvez maintenant entourer le texte « Title » pour personnaliser le titre de la fenêtre. En utilisant le raccourci clavier Ctrl/Cmde + Flèche haut, sélectionnez le texte « Title » sans ses guillemets, puis utilisez Alt + Entrée pour insérer la macro de propriété correcte :

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Le code doit prendre la forme suivante :

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XV-B. Dessiner des formes

Notre modèle suppose que le code qui dessine les formes doit être placé dans la méthode  paintComponent du champ JPanel. La déclaration « System.out.println("Draw here"); » sert d'emplacement pour le code qui va servir à dessiner les formes. Nous allons utiliser la macro COPY_SRC pour remplacer la déclaration d'emplacement par une déclaration dessinant une forme unique. Nous allons utiliser la macro LOOP pour répéter cela pour toutes les formes définies dans le concept Canvas actuel.

Maintenant, sélectionnez la déclaration d'emplacement en incluant le point-virgule final avec le raccourci Ctrl/Cmde + Flèche haut, appuyez sur Alt + Entrée et choisissez l'option de macro de nœuds la mieux adaptée afin d'insérer une macro LOOP pour traiter tous les éléments Shapes du concept Canvas actuel.

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Encore une fois, l'inspecteur (Alt + 2) affiche le code de liaison.

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La macro LOOP assure l'itération de la déclaration « System.out.println("Draw here"); » pour chacune des formes énumérées dans node.shapes. Toutefois, dans notre cas, nous devons remplacer les déclarations « System.out.println("Draw here"); » par le code dessinant chacune de ces formes. La macro COPY_SRC fait précisément cela. Sélectionnez à nouveau la déclaration, appuyez sur Alt + Entrée et choisissez la macro de nœud.

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Tapez COPY_SRC (Ctrl + Espace) pour obtenir une macro remplaçant « System.out.println("Draw here"); » par la forme actuelle pour toutes les formes fournies par la macro LOOP.

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XV-C. Génération de cercles

Désormais, le concept Canvas peut être converti en classe Java et nous avons également prévu un espace pour que les éléments Shape puissent ajouter le code indispensable à la génération des formes. Il est donc temps pour nous de définir les règles de conversion à appliquer directement aux formes, de sorte qu'une méthode « graphics.drawCircle() » soit insérée dans le code généré en remplacement de la forme Circle. Vous devez ouvrir la configuration de mapping main et ajouter une entrée dans la section « reduction rules » :

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Alt + Entrée pour créer un nouveau modèle :

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Le nouveau modèle reduct_Circle s'affiche dans la vue de projet à gauche.

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Vous pouvez également créer une règle de réduction pour Square :

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Ouvrez le modèle reduce_Circle. Nous devons désormais spécifier le code Java qui doit remplacer Circles. Tenez compte du fait que le code Java sera placé dans map_Canvas, dans la méthode paintComponent.

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Nous allons commencer par entrer une instruction BlockStatement qui va entourer notre modèle :

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Nous allons avoir besoin d'une variable locale de type Graphics pour servir d'emplacement pour le paramètre paintComponent du même nom. Et encore une autre entrée BlockStatement.

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Pour dessiner un cercle dans Java, nous allons utiliser l'objet Graphics pour définir la couleur en premier, puis appeler la méthode drawOval. Entrez le code ci-dessous :

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La variable locale graphics nécessite une attention particulière. Tel que nous l'avons construit, le modèle actuel repose sur une correspondance de noms entre le modèle reduce_Circle, qui fait référence à la variable locale graphics et le modèle map_Canvas qui a défini le paramètre de méthode graphics dans la méthode paintComponent. Cette solution est fonctionnelle, mais assez fragile. Le simple fait de renommer l'une des deux variables graphics entraînera la génération d'un code incomplet. Nous allons mettre en œuvre une solution plus robuste pour Squares, juste sous la solution pour Circle.

XV-D. Paramétrage

Le code doit maintenant être paramétré avec des valeurs réelles provenant du nœud Circle.

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La première valeur (10) doit être remplacée par les x coordonnées du nœud Circle. La macro de propriétés réalisera cette action. De même, la deuxième valeur « 10 » doit être remplacée par la coordonnée y.

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La troisième valeur « 10 » et la quatrième doivent être toutes les deux remplacées par la valeur radius du nœud circle.

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Le troisième et le quatrième paramètre drawOval() de la méthode correspondent respectivement à la largeur et la hauteur de la forme ovale. Dans la mesure où nous souhaitons dessiner un cercle, nous devons fournir les mêmes valeurs pour les deux arguments. C'est pourquoi les macros de propriétés du troisième et du quatrième paramètre spécifient toutes les deux node.radius.

Enfin, la référence de l'emplacement de couleur « Color.red » doit être remplacée par la cible réelle de la référence color du nœud Circle. Nous allons utiliser une macro de référence pour remplacer les références. Placez le curseur sur le mot « red » et appuyez sur Alt + Entrée.

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La macro de référence remplace la référence à red par une référence au nœud spécifié dans la fenêtre Inspector :

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La fonction referent peut renvoyer une chaîne (le nom de la déclaration voulue comme référence) ou un node<StaticFieldDeclaration> (un nœud représentant StaticFieldDeclaration), car red est une référence à node<StaticFieldDeclaration>. En fait, toutes les constantes de couleur de la classe java.awt.Color sont déclarées en tant que StaticFieldDeclarations.

Vous pouvez essayer d'ouvrir la classe java.awt.Color (Ctrl/Cmde + N, tapez « Color » ou cochez la case « Include stubs and non-project models ») pour vérifier, par exemple, si la constante « white » est de type StaticFieldDeclaration.

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Par conséquent, la macro de référence va nous servir à extraire la section StaticFieldDeclaration de la classe Color qui correspond à la couleur que le concept Circle a définie comme étant sa couleur enfant. Nous allons utiliser un programme pour ce faire, nous devons donc définir des dépendances sur les bons modules et modèles, ce qui nous permettra finalement d'écrire le code requis.

Tout d'abord, le module générateur doit dépendre de BaseLanguage de façon à pouvoir faire référence au concept StatifFieldDeclaration qui est déclaré dans ce langage :

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En second lieu, le modèle de générateur :

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Une fois ces langages importés, nous devrions pouvoir entrer le code qui découvre la déclaration de champ statique correcte dans la classe Color :

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La construction node/…/ vous permet d'obtenir un nœud dans les modèles importés du concept spécifié, représenté par le nom donné. Comme il n'existe qu'une seule classe Color dans le JDK, la référence node/Color/ est unique et pointe vers la classe Color du modèle.

Assurez-vous que vous sélectionnez le bon concept Color dans le menu de saisie automatique :

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Le langage de collections permet de créer une requête concise :

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Comme node est une instance du concept Circle, node.color désigne la référence de couleur du cercle (une instance de ColorReference) et node.color.target est un élément Color (une instance du concept Shapes.Color) provenant du modèle d'accessoires.

En résumé, la requête recherche la première déclaration de champ statique dans les déclarations de champ statique de la classe java.awt.Color ayant le même nom que la couleur spécifiée pour le concept Circle.

L'opérateur :eq: effectue une comparaison d'égalité null-safe, équivalente à (it.name !=null && it.name.equals(node.color.target.name)). MPS propose également un opérateur :ne:, qui est une négation de :eq:.

XV-E. Réduction des carrés

Nous allons commencer par reproduire le processus de génération de Circles. Utilisez le code suivant à l'identique pour le modèle reduce_Square :

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Les valeurs passées dans « drawRect » doivent être remplacées par les propriétés upperLeftX, upperLeftY et size du concept Square au moyen de macros de propriétés.

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Le troisième et le quatrième paramètre drawRect() de la méthode correspondent respectivement à la largeur et la hauteur de la forme rectangulaire. Dans la mesure où nous souhaitons dessiner un carré, nous devons fournir les mêmes valeurs pour les mêmes arguments. C'est pourquoi les macros de propriété du troisième et du quatrième paramètre spécifient toutes les deux size.

XVI. Une génération plus robuste des carrés

Comme mentionné plus haut, dans la section sur le générateur Circle, nous allons utiliser le modèle reduce_Square pour lier correctement la variable locale graphics avec le paramètre graphics généré par le modèle map_Canvas. Il serait imprudent de se reposer uniquement sur une correspondance de nom.

Nous devons procéder en trois étapes :

  1. Définir le stockage des paramètres graphics créés ;
  2. Stocker le paramètre graphics dans le modèle map_Canvas ;
  3. Récupérer le bon paramètre graphics dans le modèle reduce_Square.

Nous allons commencer par créer une étiquette de mapping dans la configuration de mapping. Cela servira de stockage pour ParameterDeclarations, chacun étant identifié par le concept Canvas ayant servi à sa génération. Cette étiquette de mapping peut également être considérée comme un dictionnaire servant à mapper les concepts Canvas aux paramètres ParameterDeclarations.

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L'étiquette de mapping graphicsParam stocke les entités ParameterDeclarations mappées en fonction des concepts Canvas auxquels elles appartiennent.

Le modèle map_Canvas doit désormais stocker le paramètre graphics dans l'étiquette de mapping. La macro MAP_SRC peut être utilisée à cette fin avec beaucoup d'efficacité :

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Entourez la déclaration de paramètre (en incluant le type) avec la macro MAP_SRC (Alt + Entrée, sélectionnez une macro de nœud et tapez MAP_SRC_). Dans la fenêtre _Inspector en bas de l'écran, sélectionnez l'étiquette de mapping à utiliser pour stocker la déclaration de paramètre générée. Le nœud source actuel, qui est une instance du concept Canvas, servira de clé pour identifier la déclaration de paramètre graphics dans l'étiquette de mapping.

Enfin, nous devons extraire la déclaration de paramètres de l'étiquette de mapping dans le modèle reduce_Square. Afin d'indiquer clairement que nous ne dépendons plus de la correspondance de nommage, nous pouvons utiliser un nom de variable autre que graphics. Nous allons employer g dans l'exemple :

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Si vous utilisez le raccourci Alt + Entrée pour la référence g et choisissez une macro de référence, vous pouvez extraire le bon paramètre graphics de l'étiquette de mapping :

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Répétez ensuite le processus de création de macros de référence pour la deuxième référence g. Les deux macros de référence attachées à la référence de variable g que vous venez de créer doivent spécifier dans la fenêtre Inspector le détail du processus d'obtention de la cible voulue de la référence. L'objet genContext donne accès à des méthodes et des propriétés utiles de la session de génération en cours. Utilisez l'opération « get output for label and input » sur genContext et fournissez l'étiquette de mapping graphicsParam, ainsi que le concept Canvas contenant le concept Square en cours de génération.

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Nous sommes désormais en mesure de répliquer également la récupération du paramètre graphics pour le modèle reduce_Circle.

XVII. Génération de code

Nous venons de terminer la définition du générateur. Si vous recréez la build de langage, ouvrez MyDrawing, faites un clic droit dessus et choisissez « Preview Generated Text ».

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Vous obtenez du code Java bien structuré qui initialise correctement une Jframe et dessine toutes les formes :

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XVIII. Exécution du code

Il est certes intéressant de voir le code généré, mais il est préférable de le voir s'exécuter. MPS peut compiler et exécuter facilement le code Java généré. Nous devons seulement indiquer que Canvas est généré dans une classe Java exécutable et que Canvas doit donc être traité en tant que classe exécutable ou principale (« main »). Il nous reste simplement à demander à Canvas d'implémenter l'interface ImainClass et MPS s'occupe du reste. L'interface ImainClass provient du langage jet brains.mps.execution.util et nous devons maintenant l'ajouter à la liste de dépendances de notre langage :

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Utilisez le raccourci Alt + Entrée pour accéder à la boîte de dialogue des propriétés. Vous pouvez constater que le langage doit être marqué comme Extends.

Il est maintenant possible d'ajouter l'interface ImainClass dans la section implements du concept Canvas.

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Générez une nouvelle build de langage, puis faites un clic droit sur MyDrawing dans la vue de projet et cliquez sur « Run ».

Une fois le nouveau dessin créé, vous pourriez avoir besoin de le compiler. Si l'option Run 'Node MyDrawing' ne s'affiche pas dans le menu contextuel, cela indique que MyDrawing n'a pas encore été compilé. Faites un clic droit sur la solution sandbox ou sur le modèle contenant MyDrawing et choisissez Make. Dès que cette opération est terminée, vous devez être en mesure de réaliser votre dessin.

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En récompense de vos efforts, vous obtenez une application Java avec votre dessin.

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XIX. Que faire ensuite

Félicitations ! Vous venez de réaliser les différentes étapes de notre tutoriel d'introduction à MPS.

Ce tutoriel vous a fourni tous les éléments nécessaires pour ajouter des formes dans votre langage. Il peut aussi être intéressant d'ajouter des points, des lignes, des triangles, des rectangles ou des formes avec des trames de couleur à notre langage.

Si vous souhaitez approfondir votre connaissance de MPS, nous vous invitons à suivre notre cours en ligne, qui explore la plupart des concepts avancés et couvre la structure, l'éditeur, le générateur, la génération de texte et les contraintes de la définition de langage, ainsi que le langage de build et les plug-ins de langage.

La version anglaise de ce tutoriel est disponible sur le site de JetBrains : https://www.jetbrains.com/help/mps/shapes-an-introductory-mps-tutorial.html

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