## Korzystanie z interpretera w systemie GNU/Linux
Uruchamiać interpreter można na dwa sposoby:
- w trybie interaktywnym poprzez polecenie `musique`
- w trybie wsadowym poprzez podanie nazw plików do programu musique `musique utwór_a.mq utwór_b.mq`
Pliki zawierające kod Musique mają według konwencji rozszerzenie `mq`.
Tryb interaktywny jak i wsadowy nie różnią się swoimi możliwościami. Można połączyć ich działanie poprzez podanie parametru `--repl` w trakcie uruchamiania interpretera.
Aby opuścić interpreter należy użyć skrótu klawiszowego `CTRL-D`, `CTRL-C` lub polecenia `:quit`.
Interpreter posiada historię poprzednich poleceń, którą można przechodzić przy pomocy strzałek.
### Przykłady uruchamiania i korzystania z interpretera
Komentarze pozwalają umieszczać opisy i _komentarze_ składające się z języka naturalnego wewnątrz kodu Musique. Są dwa rodzaje komentarzy: liniowe oraz wieloliniowe.
Komentarze liniowe rozpoczynają się od znaków `--` lub `#!` i kończą się wraz z zakończeniem linii.
Komentarze wieloliniowe rozpoczynają się od co najmniej trzech znaków `-` i kończą się na co najmniej 3 znakach `-`. Pozwala to na następujące kształty komentarzy:
```
-- komentarz do końca linii
say 42; -- komentarz do końca linii, wyrażenia przed nim są wykonywane
--- komentarz wieloliniowy
say 43 <-toniezostaniewykonane
---
say 44;
----------------------------------------------
A tutaj mamy wieloliniowy komentarz, który
ma ładne obramowania
----------------------------------------------
```
### Wartości w języku
Musique jest językiem dynamicznie typowanym - zmienne nie mają typu, wyłącznie wartości je mają.
__Typ__ jest to rodzaj wartości, determinujący w jaki sposób można je transformować, wyświetlać, grać czy w inny sposób przetwarzać.
Musique posiada kilka typów: _nil_, _bool_, _number_, _symbol_, _intrinsic_, _block_, _array_, _music_. Typ _nil_ ma pojedyńczą wartość, __nil__, która istnieje dla odróżnienia wartości od wszystkich innych wartości wartości oraz reprezentowania braku użytecznej wartości.
Typ logiczny _bool_, posiada dwie wartości: __true__ i __false__, reprezentujące odpowiednio prawdę i fałsz. __false__ nie jest jedyną metodą reprezentowania wartości fałszywej; w kontekście _warunku___0__, __false__, __nil__ są widziane jako fałszywe, stąd nazywane są wartościami fałszywymi (_false values_).
Typ liczbowy _number_ reprezentuje liczby wymierne, których licznik i mianownik mogą być 64-bitowymi liczbami całkowitymi. Sprawia to, że możliwym jest precyzyjne definiowanie ułamków oznaczających długość dżwięku jak `1/3` lub `3`.
Typ _symbol_ reprezentuje identyfikatory jak i stałe nazwane wewnątrz języka.
Typ funkcji wbudowanych _intrinsic_ jest używany do przechowywania funkcji napisanych wewnątrz interpretera, jak `play`, `note_on`, `par`, itp.
Typ blokowy _block_ reprezentuje kolekcję wartości, opcjonalnie sparemetryzowaną. Inaczej mówiąc blok, reprezentuje zarówno funkcje jak i tablice w Musique. Co ważne ewaluacja wnętrza bloku jest _leniwe_ - dopóki blok nie zostanie wywołany lub jego pole zindekowane, nie zostanie jego wnętrze wykonane. Blok posiadający parametry nie może zostać zindeksowany, gdyż jego wnętrze ulegnie zmianom w zależności od podanych parametrów.
Typ tablicowy _array_ reprezentuje kolekcję wartości, która w przeciwieństwie do bloków nie jest leniwa - w momencie tworzenia wszystkie wartości są już znane. Stosowana jest w celu przechowywania wyników transformacji bloków, gdyż transformowanie bloku oblicza jego wartości.
Typ muzyczny _music_ reprezentuje akord (w szczególności składający się z jednego dźwięku) w skali oferowanej przez MIDI. Najmniejszą jednostką jest półton, pojedyńczy dźwięk jest reprezentowany jako trójka (baza, opcjonalna oktawa, opcjonalna długość). Dźwięk w momencie grania może dostać domyślną wartość długości czy oktawy. Można także własnoręcznie ustawić oktawę i długość poprzez wywołanie dźwięku `c 4 (1/4)`. Jeden akord może zawierać wiele dźwięków o różnych długościach grania.
Funkcja wbudowana `typeof` wypisuje symbol reprezentujący dany typ.
### Odśmiecanie pamięci (garbage collection)
Język korzysta z automatycznego mechanizmu zarzadzania pamięcią. Sprawia to, że osoba korzystająca z pamięci nie musi przejmować się alokacją pamięci. Aktualny sposób zarzadzania pamięcią opiera się na wbudowanym w bibliotekę standardową języka C++ mechanizmu zliczania referencji. Nie jest on widziany jako ostateczny, a jako prototypowy. Może prowadzić to do nieoczekiwanego zachowania interpretera, objawiającego się wolnym działaniem i nadmiernym użytkowaniem pamięci.
## Język
Ta sekcja omawia składnię ("wygląd") oraz semantykę ("zachowanie") języka Musique. Jest to omówienie jakie programy są prawidłowe i co one znaczą.
### Składnia języka oraz literały
Kod języka Musique jest zakodowany jako UTF-8.
Musique jest językiem "free-form" - białe znaki są używane tylko do odróżnienia kolejnych słów i znaków języka, ale nie determinują jego znaczenia. Musique rozpoznaje wyłącznie białe znaki ASCII jako separatory - znaki jak niepodzielna spacja nie są rozpatrywane jako separatory.
Nazwy (identifikatory, _identifiers_) są dowolną sekwencją liter (w tym litery polskie; widzianych przez Unicode jako litery), liczb oraz znaków: `_'#$@`. Nie mogą rozpoczynać się cyfrą, nie mogą być literałem muzycznym lub zarezerwowanym identyfikatorem.
Następujące identyfikatory są zarezerwowane: `and` oraz `or`.
Musique jest językiem zwracającym uwagę na wysokość liter:
-`and` jest zarezerwowane, ale `And` nie jest.
-`c` jest literałem muzycznym, `C` może być identyfikatorem
#### Stałe liczbowe
Stała liczbowa (literał liczbowy) jest to ciąg cyfr, z potencjalnym ciągiem cyfr oznaczający część dziesiętną poprzedzony kropką.
Przykłady stałych liczbowych:
-`10.25` reprezentuje wartość `10` i `1/4`,
-`0` reprezentuje wartość `0`,
-`0.0` reprezentuje wartość `0`.
Musique posiada tylko jeden sposób sposób reprezentacji liczb dlatego `0` jest tym samym co `0.0`.
Musique __nie__ posiada stałych innych niż dziesiętne, także szesnastkowych (heksadecymalnych) czy ósemkowych.
#### Stałe muzyczne
Stałe muzyczne (literały muzyczne) jest to nazwa dźwięku z opcjonalnym przyrostkiem będącym ciągiem cyfr.
| Nazwa dźwięku | Wartość bazowa | Numer MIDI w oktawie 4 |
| :-: | :-: | :-: |
| __c__ | 0 | 60 |
| __d__ | 2 | 62 |
| __e__ | 4 | 64 |
| __f__ | 5 | 65 |
| __g__ | 7 | 67 |
| __a__ | 9 | 69 |
| __b__ | 11 | 71 |
Numer dźwięku może być modyfikowany o półton poprzez dodanie po nazwie dźwięku (co najmniej jednego):
-`#` lub `s` zwiększa o jeden półton numer dźwięku
-`b` lub `f` zmniejsza o jeden półton numer dźwięku
Numer dźwięku może być ujemny - może sprawić, że dźwięk "spadnie" do niższej oktawy.
Po nazwie dźwięku można przy pomocy liczb określić akord. Każda kolejna cyfra oznacza kolejny dźwięk w ramach akordu, liczony bezwględnie od dźwięku bazowego jako przesunięcie o daną liczbę półtonów. `c47` określa akord składający się z dźwięków `c`, `c+4`, `c+7` - akord C-dur.
### Zmienne
Zmienne są to miejsca przechowywania wartości.
Nazwa, określona przez symbol, reprezentuje odwołanie do stworzonej wcześniej zmiennej. Nie można używać zmiennych, które nie zostały wcześniej _zadeklarowane_.
Deklaracja zmiennych sprawia, że zmienna istnieje. Równocześnie z jej tworzeniem, można przypisać jej wartość.
```
x := 10;
y := 20;
say x y; -- wypisuje 10 20
t := x;
x = y;
y = t;
say x y; -- wypisuje 20 10
```
Zmienne mają zasięg leksykalny - mają dostęp tylko do zmiennych z kontekstu ich tworzenia, a nie np. z miejsca gdzie blok został wywołany.
### Wyrażenia
Musique wspiera następujące typy wyrażeń:
- sekwencję wyrażeń jak `foo; bar; foo hello`
- wyrażenia blokowe jak `[10;20;30]`
- wywołania funkcji jak `call_me maybe`
- binarne operacje jak: `10 + 20`
### Bloki
Są sekwencją wyrażeń. Każde kolejne wyrażenie oddzielone jest znakiem średnika `;`. Dla wygody, można stosować więcej niż jeden średnik do oddzielania wyrażeń (przypadkowe wciśnięcia nie są karane). Każy blok otoczony jest parą nawiasów kwadratowych `[]`, które determinują zasięg widoczności zadeklarowanych w nim zmiennych, w tym parametrów.
Blok może rozpoczynać się sekcją parametrów, która może zawierać wyłącznie symbole, a kończy się znakiem `|`. W momencie wywoływania bloku, każdemu parametrowi odpowiadać powinień argument, który nada parametrowi wartość. Literały muzyczne jak `c`__nie mogą__ zostać użyte jako parametry bloku.
Przykłady zastosowania bloków:
```
-- Blok, który nie przyjmuje żadnych parametrów i nie posiada żadnych wartości
[];
-- Blok, który nie przyjmuje żadnych parametrów, ale posiada wartość
x := [10];
say x.0; -- wypisuje 10
say (call x); -- wypisuje 10
-- Blok, który nie przyjmuje żadnych parametrów, ale posiada wiele wartości
x := [10; 20; 30];
say x.0; -- wypisuje 10
say (call x); -- wypisuje 30
-- Blok, który przyjmuje parametry i zwraca ich sumę
add := [x y | x + y ];
say (add 101 22); -- wypisuje 123
-- Blok, który odwołuje się do samego siebie
count_down := [n| say n; if (n >= 0) [ count_down (n-1) ] ];
count_down 10; -- wypisuje kolejne wartości od 10 do 0 włącznie
```
### Operacje binarne
#### Operacje logiczne
Musique wspera sume logiczną `or` oraz iloczyn logiczny `and`. Ponadto dostępne są operatory równości `==` oraz `!=`.
#### Operacje liczbowe
Musique wspiera standardowe operacje arytmetyczne (`+`, `-`, `*`, `/` oraz potęga '**') oraz porównania (`<`, `<=`, `==`, `!=`, `>=`, `>`).
#### Operacje na wartościach muzycznych
Wspierane są operatory porównania `<`, `<=`, `==`, `!=`, `>=`, `>`. Porównywać można wartości tylko o tym samym stopniu wypełnienia informacji - jeśli jedna z wartości nie ma wyspecjalizowanej podwartości jak oktawy czy długości nie można ich nawzajem porównać.
- __Dodawanie półtonów__ `a + b` gdzie `a` jest wartością muzyczną (liczbową), a `b` jest wartością liczbową (muzyczną).
- __Odejmowanie półtonów__ `a - b` gdzie `a` jest wartością muzyczną (liczbową), a `b` jest wartością liczbową (muzyczną).
Wartości muzyczne i liczbowe można zestawiać koło siebie:
-`c 1 2` tworzy `c` w oktawie 1 o długości 2
-`c c` tworzy sekwencję dźwięków `[c;c]`
-`c e g` tworzy sekwencję dźwięków `[c;e;g]`
-`c 4 e 5 g 4` tworzy sekwencję dźwięków: c w oktawie 4, e w oktawie 5 i g w oktawie 4
## Funkcje wbudowane
### Funkcje muzyczne
`par A B...` pozwala na zagranie wartości muzycznej `A` przez całą długość odtwarzania częsci `B`.
`sim a b` gra równocześnie część `A` i `B`.
`play A...` odtwarza sekwenencyjne kolejne grupy dźwięków.
Gdy funkcje `par` lub `play` dostaną tablicę wartości muzycznych tablice zostaną odtworzone sekwencyjnie. Inaczej mówiąc `play a [c;e;d] b ≡ play a c e d b`.
#### Modyfikacja kontekstu
`bpm A` ustawia długość `A` odpowiadającą ćwierćnucie w uderzeniach na minutę.
`len A` ustawia domyślną długość nuty jako `A`
`oct A` ustawia domyślną oktawę
### Funkcje sterowania przepływem
`if <condition> <then> <else>` wykonuje blok `then` jeśli `condition` jest rozpatrywane jako prawdziwe. Jeśli blok `<else>` zostanie dostarczony, to zostanie wywołany dla warunku fałszywego.
```
if true [say 42] [say 10] -- wyświetla 42
if false [say 42] [say 10] -- wyświetla 10
say (if false [42] [10]) -- wyświetla 10
say (if false [42]) -- wyświetla nil
```
### Funkcje matematyczne
`max` znajduje maksimum z podanych wartości, a `min` znajdume minimum. W momencie podania tablic, znajduje maksimum / minumum z danej tablicy i pozostałych wartości przekazanych do funkcji.
__Wartości muzyczne, logiczne i liczbowe__ są widziane jako porównywalne tylko gdy mają ten sam typ: `c < d`, `0 < 1`, `false < true` itp.
### Funkcje tablicowe
`permute` generuje kolejną permutację tablicy.
`reverse` zwraca odwróconą tablicę.
`sort` zwraca tablicę z posortowanymi elementami
`partition` dzieli podane wartości wg predykatu, tak, że zwraca dwuelementową tablicę, w którym pierwszym elementem jest tablica wartości dla których predykat zwrócił prawdę, a drugim elementem jest tablica wartości dla których predykat zwrócił fałsz.
```
say (partition [i | i > 5] 1 2 3 4 5 [1; 2; 3; 8] 9 0)
