DSL per la creazione dell'ambiente grid-based

In questa pagina viene descritto il Domain-Specific Language (DSL) sviluppato in Scala per la definizione di ambienti bidimensionali a griglia, popolati da entità statiche (ostacoli, luci) e dinamiche (robot). Il DSL fornisce un linguaggio dichiarativo e leggibile, che permette di costruire e visualizzare gli ambienti in maniera compatta, senza dover gestire manualmente coordinate o parametri delle entità.

Nota: il DSL rappresenta un'approssimazione dell'ambiente reale; alcune funzionalità sono state semplificate e per altre vengono utilizzati parametri di default.

Il modulo si compone di tre parti principali:

• Cell: rappresenta una singola cella della griglia e ne definisce il contenuto (vuota, ostacolo, luce, robot);
• EnvironmentBuilder e GridDSL: forniscono metodi per costruire l'ambiente come una griglia di celle, usando operatori infissi per separare le celle e le righe;
• EnvironmentToGridDSL: consente di convertire un ambiente esistente in una rappresentazione a griglia e di stamparlo.

Cell

L'enum Cell modella i possibili contenuti di una cella della griglia:

• Empty: cella vuota;
• Obstacle: cella contenente un ostacolo;
• Light: cella contenente una fonte di luce;
• Robot(policy: Policy): cella occupata da un robot dotato di una determinata politica comportamentale ( AlwaysForward, RandomWalk, ObstacleAvoidance, ecc.).

Ogni cella può essere convertita in una entità concreta (Entity) posizionata nello spazio bidimensionale tramite il metodo toEntity. Questo passaggio traduce la rappresentazione astratta in oggetti del modello della simulazione.

Il companion object di Cell fornisce operatori simbolici che rendono più leggibile la definizione di un ambiente:

• --: cella vuota;
• X: ostacolo;
• **: luce;
• A, R, O, P, M: robot con diverse politiche di movimento.

La funzione symbolFor serve invece per convertire una politica (Policy) nel corrispondente simbolo testuale, utile nella fase di stampa.

EnvironmentBuilder e GridDSL

La case class EnvironmentBuilder rappresenta una griglia di celle e permette di costruire un oggetto Environment completo tramite il metodo build(). La costruzione segue due passaggi:

1. ogni cella viene convertita in entità con toEntity;
2. le entità sono aggregate per ottenere un Environment con le dimensioni coerenti (larghezza, altezza) e contenente tutti gli oggetti.

L'object GridDSL fornisce un'interfaccia per definire la griglia in modo dichiarativo, usando operatori infissi:

• |: separa le celle all'interno di una riga;
• ||: separa le righe della griglia.

Il codice sfrutta le extension methods per estendere la funzionalità delle classi Cell e EnvironmentBuilder senza modificarle direttamente.

Inizio di una nuova riga con due celle

extension (first: Cell)

  infix def |(next: Cell): EnvironmentBuilder =
    EnvironmentBuilder(Vector(Vector(first, next)))

L’operatore | estende Cell e permette di iniziare una nuova riga della griglia a partire da due celle (first e next). Restituisce un EnvironmentBuilder contenente una riga iniziale con le due celle specificate.

Aggiunta di celle a una riga esistente

extension (env: EnvironmentBuilder)

  infix def |(next: Cell): EnvironmentBuilder =
    EnvironmentBuilder(
      env.cells.dropRight(1) :+ (env.cells.lastOption.getOrElse(Vector.empty: Vector[Cell]) :+ next)
    )

L’operatore | che estende EnvironmentBuilder consente di aggiungere una cella alla riga corrente:

• env.cells contiene tutte le righe definite fino a quel momento;
• dropRight(1) rimuove l’ultima riga, che verrà aggiornata;
• lastOption.getOrElse(Vector.empty: Vector[Cell]) recupera l’ultima riga, o una riga vuota se non esiste;
• :+ next aggiunge la nuova cella next alla fine dell’ultima riga.

Inizio di una nuova riga

extension (env: EnvironmentBuilder)

  infix def ||(next: Cell): EnvironmentBuilder =
    EnvironmentBuilder(env.cells :+ Vector(next))

L’operatore || serve per iniziare una nuova riga nella griglia. Prende la griglia corrente (env.cells) e aggiunge una nuova riga contenente solo la cella next.

Tramite la conversione implicita, un EnvironmentBuilder può essere usato direttamente come Environment.

EnvironmentToGridDSL

Questa componente si occupa di fare il processo inverso: ovvero, dato un Environment già popolato di entità, produce la griglia di Cell corrispondente.

Per ogni posizione (x, y) della griglia, si determina quale cella è presente:

• Robot: priorità massima;
• Light: priorità intermedia;
• Obstacle: priorità bassa;
• Empty: se non ci sono entità.

Si ricostruisce un EnvironmentBuilder a partire dall’ambiente reale. Il metodo prettyPrint genera una stringa formattata che mostra la griglia.

Esempio di stampa della griglia

  -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- ||
  -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- ||
  -- | -- | M  | -- | -- | X  | X  | -- | -- | -- | -- | -- ||
  -- | -- | -- | -- | -- | X  | X  | -- | -- | -- | -- | -- ||
  -- | -- | -- | -- | -- | X  | X  | -- | -- | -- | -- | -- ||
  -- | -- | -- | -- | -- | X  | X  | -- | -- | ** | -- | -- ||
  -- | -- | -- | -- | -- | X  | X  | -- | -- | -- | -- | -- ||
  -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- ||
  -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- ||
  -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | --