helm/DEVEL/lablgtk/lablgtk_20000829-0.1.0/doc/lablgtk.mgp

   1 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
   2 %deffont "code" xfont "itc avant garde gothic-demi-r", tfont "verdana.ttf"
   3 %deffont "code-bold" xfont "terminal-bold-r", tfont "verdanab.ttf"
   4 %deffont "sans" xfont "helvetica-medium-r", tfont "comic.ttf"
   5 %deffont "sans-bold" xfont "helvetica-bold-r", tfont "comicbd.ttf"
   6 %deffont "sansit" xfont "helvetica-medium-i", tfont "marlett.ttf"
   7 %deffont "title" xfont "times-medium-r", tfont "times.ttf"
   8 %deffont "title-bold" xfont "times-bold-r", tfont "timesbd.ttf"
   9 %default 1 right, size 2, fore "white", bgrad
  10 %default 1 vfont "goth", font "sans-bold", vgap 100
  11 %default 2 leftfill, size 8, vgap 60, prefix " ", font "sans"
  12 %default 3 size 4, bar "beige", vgap 10
  13 %default 4 size 5, fore "white", vgap 20, prefix " "
  14 %tab 1  size 5, vgap 40, prefix "  ", icon box "green" 50
  15 %tab 2  size 5, vgap 40, prefix "      ", icon arc "yellow" 50
  16 %tab 3  size 5, vgap 40, prefix "            ", icon arc "white" 40
  17 %tab com1       size 4, prefix "     "
  18 %tab com2       size 4, prefix "          "
  19 %tab com3       size 4, prefix "             "
  20 %tab txt        font "sans", size 5, fore "white", prefix " "
  21 %tab vspace     size 2
  22 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
  23 %page
  24 %nodefault
  25 %size 9, font "title-bold"
  26 %fore "beige", back "navyblue", vgap 20
  27 %center
  28
  29
  30 A Type System in Action:
  31
  32 the LablGTK Interface
  33
  34
  35 %size 7, font "title"
  36 Jacques Garrigue
  37 Kyoto University
  38 %size 6, font "code"
  39 garrigue@kurims.kyoto-u.ac.jp
  40
  41 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
  42 %page
  43 2
  44 Synopsis
  45
  46         Objective Label introduction
  47 %size 2
  48
  49         Why GTK+?
  50         GTK+/LablGTK structure
  51 %size 2
  52
  53         Low Level
  54                 Type encoding with variants
  55                 Labeled parameters
  56 %size 2
  57
  58         High Level
  59                 Object-orientation
  60                 Optional arguments
  61                 Polymorphic methods
  62 %size 2
  63
  64         Conclusion
  65
  66 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
  67 %page
  68 3
  69 Objective Label
  70
  71         Based on Objective Caml
  72                 ML syntax and type inference
  73                 Class-based object system
  74
  75         Several extensions
  76                 Labeled and optional parameters
  77                 Polymorphic variants
  78                 Polymorphic methods
  79
  80         Tools
  81                 Type-based browser
  82                 GUI and 3D graphics
  83
  84 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
  85 %page
  86 4
  87 Labels and optionals
  88
  89 %font "code", size 4, prefix "    ", fore "yellow"
  90 let rec map fun:f = function
  91     [] -> []
  92   | x :: l -> f x :: map fun:f l
  93 %fore "lightpink"
  94 val map : fun:('a -> 'b) -> 'a list -> 'b list
  95
  96 %pause, fore "yellow", font "code"
  97 let f = map [1;2;3]
  98 %fore "lightpink"
  99 val f : fun:(int -> 'a) -> 'a list
 100 %fore "yellow"
 101 f fun:(fun x -> 2*x)
 102 %fore "lightpink"
 103 - : int list = [2; 3; 4]
 104
 105 %pause, fore "yellow", font "code"
 106 let f x ?incr:y [< 1 >] = x + y
 107 %fore "lightpink"
 108 val f : int -> ?incr:int -> int
 109 %fore "yellow"
 110 f 1
 111 %fore "lightpink"
 112 - : int = 2
 113
 114 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 115 %page
 116 5
 117 Polymorphic variants
 118
 119
 120 %font "code", size 4, prefix "    ", fore "yellow"
 121 [`on; `off]
 122 %fore "lightpink"
 123 - : [> off on] list = [`on; `off]
 124
 125 %pause, fore "yellow", font "code"
 126 `number 1;;
 127 %fore "lightpink"
 128 - : [> number(int)] = `number 1
 129
 130 %pause, fore "yellow", font "code"
 131 let f = function `on -> 1 | `off -> 0 | `number n -> n
 132 %fore "lightpink"
 133 val f : [< number(int) off on] -> int
 134
 135 %pause, fore "yellow", font "code"
 136 type t = [on off number(int)]
 137
 138 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 139 %page
 140 6
 141 Polymorphic methods
 142
 143 Not allowed in Objective Caml
 144 %size 2
 145
 146 %font "code", size 4, prefix "    ", fore "yellow"
 147 class c = object method m x = x end
 148 %fore "red"
 149 Some type variables are unbound in this type:
 150   class c : object method m : 'a -> 'a end
 151 The method m has type 'a -> 'a where 'a is unbound
 152
 153 %pause, font "sans", size 5, prefix " ", fore "white"
 154 Need explicit annotation in O'Labl
 155 %size 2
 156
 157 %font "code", size 4, prefix "    ", fore "yellow"
 158 class c = object
 159     method m : 'a. 'a -> 'a = fun x -> x
 160 end
 161 %fore "lightpink"
 162 class c : object method m : 'a -> 'a end
 163 %fore "yellow"
 164 let o = new c
 165 %fore "lightpink"
 166 val o : c = <obj>
 167 %fore "yellow"
 168 o#m 1, o#m true
 169 %fore "lightpink"
 170 - : int * bool = 1, true
 171
 172 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 173 %page
 174 7
 175 Why GTK+ ?
 176
 177 Why use the GIMP Tool Kit?
 178 %size 3
 179
 180         Widely used in free software
 181
 182         Easy to interface
 183                 Written in C (QT uses C++)
 184                 Memory management
 185
 186 Drawbacks
 187 %size 3
 188
 189         Design lacks uniformity
 190         Extensive use of dynamic typing
 191
 192 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 193 %page
 194 8
 195 GTK+ Structure
 196
 197 Class hierarchy based on GtkObject
 198 %size 2
 199
 200         Single inheritance
 201 &com1 New widgets may redefine methods
 202 %size 2
 203
 204         Dynamically checked
 205 &com1 Casting necessay both up and down
 206 %size 2
 207
 208         Developper-side hierarchy
 209 &com1 Inheritance is not always meaningful to the user
 210 %size 2
 211
 212 %size 5
 213 Signal-based callback mechanism
 214 %size 2
 215
 216         May use multiple callbacks
 217 %size 2
 218
 219         Signals are polymorphic
 220
 221 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 222 %page
 223 9
 224 LablGTK structure
 225
 226 Typed at all levels
 227
 228         Low-level interface
 229 %size 2
 230
 231                 C stub functions -- typechecked by C
 232
 233                 ML type declarations -- ML abstract types
 234
 235         High-level interface
 236 %size 2
 237
 238                 ML class wrappers -- ML concrete types
 239
 240 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 241 %page
 242 10
 243 Low Level Interface
 244
 245 Goals
 246
 247         Strongly typed interface
 248 &com1 heavy use of advanced typing techniques
 249
 250         Very little ML code
 251 &com1 C-stubs and external declarations
 252
 253         Safe memory management
 254 &com1 have the library cooperate with the GC
 255
 256 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 257 %page
 258 11
 259 Low level encoding (I)
 260
 261
 262 How to represent widget subtyping in ML?
 263
 264         Example: buttons' hierarchy
 265 %size 2
 266
 267 %font "code", size 5, prefix "      ", fore "yellow"
 268 GtkObject
 269     GtkWidget
 270         GtkContainer
 271             GtkButton
 272                 GtkToggleButton
 273                     GtkRadioButton
 274
 275 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 276 %page
 277 12
 278 Variants as set constraints
 279
 280
 281 Variants can be seen as sets of possible values:
 282
 283         [tag1 ... tagn] = {tag1,...,tagn}
 284
 285
 286 Polymorphic variants introduce constraints
 287
 288         \e$B&A\e(B[> tag1 ... tagn] \e$B"N\e(B \e$B&A\e(B \e$B"?\e(B {tag1,...,tagn}
 289         \e$B&A\e(B[< tag1 ... tagn] \e$B"N\e(B \e$B&A\e(B \e$B">\e(B {tag1,...,tagn}
 290
 291 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 292 %page
 293 13
 294 Encoding hierarchies
 295
 296 Define an abstract type
 297 &vspace
 298 %font "code", fore "yellow", size 5
 299       type 'a obj
 300
 301 &txt Use tags to represent properties
 302 &vspace
 303 %font "code", fore "yellow", size 5
 304       type t = [class1 ... classn] obj
 305
 306 &txt Functions check properties
 307 &vspace
 308 %font "code", fore "yellow", size 5
 309       val f : [> class1 ... classn] obj -> ...
 310 &txt
 311         Subsumes Haskell type classes
 312 &vspace
 313         Allows multiple inheritance
 314
 315 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 316 %page
 317 14
 318 Low level encoding (II)
 319
 320 Example: buttons' hierarchy
 321 %size 2
 322
 323 %font "code", size 4, prefix "    ", fore "yellow"
 324 type 'a obj
 325 type widget = [widget] obj
 326 type container = [widget container] obj
 327 type button = [widget container button] obj
 328 type toggle_button = [widget ... togglebutton] obj
 329 type radio_button = [widget ... radiobutton] obj
 330 type state_type = [ NORMAL
 331      ACTIVE PRELIGHT SELECTED INSENSITIVE ]
 332 val set_state : [> widget] obj -> state_type -> unit
 333 val children : [> container] obj -> [widget] obj list
 334 val clicked : [> button] obj -> unit
 335 val set_group : [> radiobutton] obj -> group -> unit
 336
 337 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 338 %page
 339 15
 340 Alternate encoding
 341
 342 Use only standard ML features
 343 %size 2
 344
 345 %font "code", size 4, prefix "  ", fore "yellow", vgap 50
 346 type 'a obj
 347 type 'a widget
 348 ...
 349 type 'a radio
 350 type state_type = NORMAL | ACTIVE | ... | INSENSITIVE
 351 val set_state : 'a widget obj -> state_type -> unit
 352 val children :
 353     'a container widget obj -> unit widget obj list
 354 val clicked : 'a button container widget obj -> unit
 355
 356 &txt Weaknesses
 357         No multiple inheritance
 358         Not very intuitive for the user
 359
 360 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 361 %page
 362 16
 363 Low level encoding (III)
 364
 365 Use of labeled parameters
 366 %size 2
 367
 368 %font "code", size 4, prefix "  ", fore "yellow", vgap 50
 369 val adjustment_new :
 370     value:float -> lower:float -> upper:float ->
 371     step_incr:float -> page_incr:float ->
 372     page_size:float -> adjustment obj
 373
 374 &txt Signals
 375 %size 2
 376
 377 %font "code", size 4, prefix "  ", fore "yellow", vgap 50
 378 type ('a,'b) signal =
 379     { name: string; marshaller: 'b -> GtkArgv.t -> unit }
 380 val connect : 'a obj -> sig:('a,'b) signal ->
 381                callback:'b -> ?after:bool -> id
 382 val button_clicked : ([> button], unit -> unit) signal
 383
 384 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 385 %page
 386 17
 387 High-Level Interface
 388
 389 Problems with GTK+
 390 %size 2
 391
 392         Name space is scattered
 393 &com1 One has to know in which superclass a function is defined
 394         Developper oriented design
 395 &com1 There is no clear distinction between public and private definitions
 396
 397 &txt LablGTK design
 398 %size 2
 399
 400         OCaml classes to reunify name space
 401         Omit developper-oriented methods
 402
 403 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 404 %page
 405 18
 406 High-level classes
 407
 408 %font "code", size 4, prefix "  ", fore "yellow"
 409 class button :
 410 %fore "lightgreen"
 411   ?label:string ->
 412 %fore "lightpink"
 413   ?border_width:int ->
 414   ?width:int ->
 415   ?height:int ->
 416 %fore "lightgray"
 417   ?packing:(GButton.button -> unit) ->
 418   ?show:bool ->
 419 %fore "yellow"
 420   object
 421 %fore "lightgray"
 422     method destroy : unit -> unit
 423     method as_widget : Gtk.widget obj
 424     method misc : GObj.widget_misc
 425 %fore "lightpink"
 426     method add : #is_widget -> unit
 427     method set_border_width : int -> unit
 428 %fore "lightgreen"
 429     method clicked : unit -> unit
 430     method connect : GButton.button_signals
 431     method grab_default : unit -> unit
 432 %fore "yellow"
 433   end
 434
 435 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 436 %page
 437 19
 438 High-level features
 439
 440         Objective Caml classes
 441 &com1 allow collecting methods from different modules
 442
 443         Use optionals in class constructors
 444 &com1 makes widget creation much easier
 445
 446         Polymorphic methods
 447 &com1 needed for container widgets
 448 %size 2
 449
 450 %font "code", size 4, fore "yellow", vgap 50
 451         method add : 'a. (#is_widget as 'a) -> unit
 452
 453 %fore "white", font "sans"
 454         Polymorphic variants
 455 &com1 for C-style enumeration types, avoid name-space dependancies
 456
 457 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 458 %page
 459 20
 460 Polymorphic methods (I)
 461
 462         Instance of first-class polymorphism
 463 %size 2
 464
 465                 first-class polytypes cannot be inferred
 466                 they are propagated by the definition flow
 467
 468         Technically
 469 %size 2
 470
 471                 use polymorphism to track available information
 472                 type system excludes derivations based on "guessed" information
 473
 474
 475 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 476 %page
 477 21
 478 First class polymorphism
 479
 480 %prefix "            "
 481 %image "formula.eps" 512x384
 482 %size 2
 483
 484 %prefix " ", size 5, fore "lightblue"
 485   (\e$B&R\e(B1 : \e$B&R\e(B : \e$B&R\e(B2) \e$B"N\e(B \e$B&R\e(B1 = \e$B&H\e(B(\e$B&Q\e(B1(\e$B&R\e(B)) \e$B"J\e(B \e$B&R\e(B2 = \e$B&H\e(B(\e$B&Q\e(B2(\e$B&R\e(B))
 486 %fore "white"
 487 where \e$B&H\e(B instantiates free variables, and \e$B&Q\e(B1,\e$B&Q\e(B2 rename free labels of \e$B&R\e(B.
 488
 489 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 490 %page
 491 22
 492 Polymorphic methods (II)
 493
 494 Definitions
 495 %size 2
 496
 497 %font "code", size 4, prefix "    ", fore "yellow", vgap 50
 498 type is_widget = < as_widget : widget obj >
 499 type #is_widget = < as_widget : widget obj; .. >
 500 type container =
 501     < ... ; add : 'a. (#as_widget as 'a) -> unit; ... >
 502
 503 %pause
 504 &txt Propagation
 505 %size 2
 506
 507 %font "code", size 4, prefix "    ", fore "lightgreen", vgap 50
 508 fun (cont : container) -> cont#add widget
 509
 510 %pause
 511 let button = new button in button#add widget
 512
 513 %pause, fore "red"
 514 fun cont -> cont#add widget
 515
 516 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 517 %page
 518 23
 519 Programming example
 520
 521 Hello World
 522 %size 2
 523
 524 %font "code", size 4, prefix "    ", fore "yellow"
 525 open GMain
 526
 527 let window =
 528     new GWindow.window border_width: 10
 529
 530 let button =
 531     new GButton.button
 532         label: "Hello World" packing: window#add
 533
 534 let _ =
 535   window#connect#destroy callback: Main.quit;
 536   button#connect#clicked callback: window#destroy;
 537   window#show ();
 538   Main.main ()
 539
 540 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 541 %page
 542 24
 543 Conclusion
 544
 545         Results
 546 %size 2
 547
 548                 Could build a strongly typed interface
 549
 550                 It is easier to use than the C API
 551
 552                 Makes effective use of extensions to the type system
 553
 554         Comments
 555 %size 2
 556
 557                 Still difficulties with the Caml object system
 558 &com2 class recursion, method type refinement, etc...