Università degli Studi di Bologna Facoltà di Ingegneria Anno Accademico 2007/2008 Laurea Specialistica in Ingegneria Informatica Linguaggi e Modelli Computazionali LS Prof. Enrico Denti Progetto di Matteo Iuliani Un interprete per la notazione scacchistica Forsyth-Edwards

Analisi del problema Una partita di scacchi, se non vengono fissati limiti di tempo, può durare ore o addirittura giorni Si può pertanto presentare la necessità di dover interrompere una partita in corso di svolgimento Esiste nel mondo degli scacchi una notazione standard (notazione Forsyth-Edwards) che permette di descrivere tutte le informazioni necessarie per poter proseguire la partita

Scopo del lavoro Definire formalmente la grammatica che è alla base della notazione Forsyth-Edwards La notazione diviene quindi un vero e proprio linguaggio Realizzare un riconoscitore / interprete per tale linguaggio Verifica la correttezza sintattica e semantica di una frase appartenente al linguaggio Se tutto è corretto, visualizza i pezzi sulla scacchiera e tutte le altre informazioni contenute nella frase

Informazioni necessarie Per descrivere una particolare posizione nel corso di una partita, servono 6 informazioni: Posizione dei pezzi Giocatore che ha la mossa Possibilità di arroccare Casa in cui è possibile catturare en passant Numero di semimosse dall'ultima spinta di pedone o dall'ultima cattura (usato per determinare se si può chiedere la patta per la regola delle cinquanta mosse) Numero complessivo di mosse della partita

Grammatica EBNF La notazione Forsyth-Edwards utilizza una stringa di 6 campi, a loro volta separati da uno spazio, per descrivere le 6 informazioni necessarie Scopo ::= Stringa Stringa ::= Posizione " " Muove " " Arrocco " " Enpassant " " Semimosse " " Mosse

Grammatica EBNF Viene descritta ogni singola riga della scacchiera, dalla 8 fino alla 1 Posizione ::= Riga "/" Riga "/" Riga "/" Riga "/" Riga "/" Riga "/" Riga "/" Riga Entro ciascuna riga, è descritto il contenuto di ciascuna casa, a partire dalla colonna a della scacchiera fino alla colonna h Se in una riga sono presenti case vuote, una cifra da 1 a 8 indica il numero di case vuote consecutive

Grammatica EBNF Bisogna impedire che all'interno di una riga compaiano due cifre consecutive Ad esempio 23 indica che ci sono 2 case vuote seguite da altre 3 case vuote Bisogna costringere l'utente a scrivere 5!!! Riga ::= Pezzo RestoRiga | CaseVuote (RestoRigaStartPezzo)? In questo modo, se c'è qualcosa dopo una cifra, deve essere per forza un pezzo

Grammatica EBNF RestoRiga ::= Pezzo (RestoRiga)? | CaseVuote (RestoRigaStartPezzo)? RestoRigaStartPezzo ::= Pezzo (RestoRiga)? Notiamo una ricorsione destra (in RestoRiga) e un ciclo ricorsivo a destra Non costituiscono problemi per l'analisi LL Controllo semantico: per ogni riga la somma tra il numero dei pezzi e il numero delle case vuote deve essere 8

Grammatica EBNF I pezzi del Bianco sono indicati utilizzando le iniziali inglesi dei pezzi stessi in maiuscolo; quelli del Nero utilizzando le stesse lettere minuscole Pezzo ::= "K" | "Q" | "R" | "B" | "N" | "P" | "k" | "q" | "r" | "b" | "n" | "p" | CaseVuote ::= "1" | "2" | "3" | "4" | "5" | "6" | "7" | "8"

Grammatica EBNF Muove ::= "w" | "b" Ha la mossa il Bianco ("w") o il Nero ("b") Arrocco ::= "-" | (TipoArrocco)+ Il simbolo "-" indica che nessuno dei due giocatori può arroccare; altrimenti vengono elencati i tipi di arrocco possibili (almeno uno)

Grammatica EBNF TipoArrocco ::= "K" | "Q" | "k" | "q" Queste lettere hanno significati differenti rispetto alle stesse lettere utilizzate nella descrizione dei pezzi: "K": il Bianco può arroccare corto "Q": il Bianco può arroccare lungo "k": il Nero può arroccare corto "q": il Nero può arroccare lungo Controllo semantico: ogni lettera può comparire al massimo una volta in Arrocco

Grammatica EBNF Enpassant ::= "-" | Casa Se è possibile catturare en passant (un pedone ha appena effettuato la sua prima mossa di due case), si indica la casa "alle spalle" del pedone stesso Casa ::= Colonna Traversa

Grammatica EBNF Colonna ::= "a" | "b" | "c" | "d" | "e" | "f" | "g" | "h" | Traversa ::= "1" | "2" | "3" | "4" | "5" | "6" | "7" | "8" | CaseVuote e Traversa hanno la stessa parte destra; tuttavia ho preferito distinguerle Rappresentano due concetti differenti E hanno quindi una semantica differente

Grammatica EBNF Semimosse ::= "0" | CifraNonNulla (Cifra)* Mosse ::= CifraNonNulla (Cifra)* Il numero di semimosse può essere nullo, mentre il conteggio delle mosse parte da 1 (Mosse indica la prossima mossa della partita) CifraNonNulla ::= "1" | "2" | "3" | "4" | "5" | "6" | "7" | "8" | "9" | Cifra ::= "0" | "1" | "2" | "3" | "4" | "5" | "6" | "7" | "8" | "9"

Caratteristiche della grammatica Secondo la classificazione di Chomsky, la grammatica è di tipo 2 in quanto le produzioni non sono regolari Non è presente self-embedding, quindi il linguaggio generato dalla grammatica è di tipo 3 (regolare) La grammatica è LL(1) Non sono presenti ε-rules nello scopo

Architettura Packages: parser classi relative alla gestione del parser classi generate in automatico da JavaCC syntaxtree una classe per ogni metasimbolo della grammatica classi generate in automatico da JTB

Architettura Packages: visitor visitor di default generati in automatico da JTB ChessVisitor raccoglie e struttura le informazioni relative a una partita di scacchi offre metodi pubblici per poter accedere a tali informazioni chess tutte le altre classi dell'applicazione

Package chess: classi Pezzo - Casa modellano rispettivamente un pezzo e una casella della scacchiera Scacchiera modella la scacchiera prende da ChessVisitor le informazioni sulla posizione dei pezzi offre metodi per vari controlli semantici: numero dei pezzi posizione dei pezzi e coerenza con le possibilità di arroccare o catturare en passant se tocca muovere al bianco il re nero non può essere minacciato, e viceversa

Package chess: classi Partita costruisce e valida un oggetto Scacchiera contiene le altre informazioni relative a una partita (raccolte da ChessVisitor) ChessException lanciata in caso di errore semantico ChessFrame interfaccia grafica dell'applicazione visualizza le informazioni contenute in Partita Main

Collaudo Verifiche: corretto riconoscimento di errori sintattici e semantici attraverso l'utilizzo di frasi errate corretto riconoscimento e interpretazione di frasi sintatticamente e semanticamente corrette Le frasi sono state sia lette da file, sia inserite manualmente Si è cercato di coprire le possibilità offerte dalla grammatica

Limiti Alcuni controlli semantici non sono stati implementati perché troppo complessi Ad esempio, non è possibile in generale affermare se una determinata posizione dei pezzi sulla scacchiera sia compatibile con i numero di semimosse e/o mosse dichiarati Questo perché il gioco degli scacchi è profondamente complesso Il numero di posizioni legalmente ammesse è stimato essere fra e 10 50

Possibili sviluppi futuri Possibilità di proseguire la partita e quindi di poter salvare su file la stringa corrispondente alla nuova posizione definizione di una nuova grammatica Miglioramento dell'interfaccia grafica Opzioni grafiche per l'utente scelta dello stile della scacchiera scelta dello stile dei pezzi