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# 🎵 Algoritmia - Lenguaje de Programación Musical - Doble Intérprete

Intérprete de Algoritmia es desarrollado como proyecto final para el curso de **Implementación de Lenguajes de Programación** de la Universidad Peruana Cayetano Heredia.

Algoritmia es un lenguaje de programación orientado a la composición algorítmica que permite generar partituras musicales en formato PDF, MIDI y WAV, en base a reglas Sintácticas y Léxicas.

📋 Características

• ✅ Variables y asignaciones
• ✅ Operaciones aritméticas (+, -, *, /, %)
• ✅ Operadores relacionales (=, /=, <, >, <=, >=)
• ✅ Condicionales (if/else)
• ✅ Bucles (while)
• ✅ Listas y operaciones con listas
• ✅ Procedimientos con parámetros
• ✅ Recursividad
• ✅ Entrada/Salida (lectura y escritura)
• ✅ Reproducción de notas musicales
• ✅ Generación automática de partituras (PDF)
• ✅ Generación de archivos de audio (MIDI y WAV)

🛠️ Requisitos

Software necesario:

• Python 3.8+
• Java JDK 17+ (para ANTLR)
• ANTLR 4.13.1
• LilyPond (para generar partituras)
• Timidity++ (para generar archivos WAV)
• FluidSynth (Para repuesto en generación de audio)

Librerías Python:

antlr4-python3-runtime==4.13.1

📥 Instalación

1. Clonar el repositorio

git clone <url-del-repositorio>
cd PythonProject2

2. Crear entorno virtual (recomendado)

python -m venv .venv
# En Windows:
.venv\Scripts\activate
# En Linux/Mac:
source .venv/bin/activate

3. Instalar dependencias de Python

pip install -r requirements.txt

4. Instalar herramientas externas

LilyPond:

• Windows: Descargar desde aquí
• Linux: sudo apt-get install lilypond
• Mac: brew install lilypond

Timidity++:

• Windows: Descargar desde aquí
• Linux: sudo apt-get install timidity
• Mac: brew install timidity

FluidSynth:

• Windows: Descargar desde aquí (se recomienda la versión con instalador o usar MSYS2 para instalar fluidsynth)
• Linux: sudo apt-get install fluidsynth (Debian/Ubuntu) o sudo dnf install fluidsynth (Fedora)
• Mac: brew install fluidsynth

5. Generar parser de ANTLR

java -jar antlr-4.13.1-complete.jar -Dlanguage=Python3 -visitor Algoritmia.g4

O usar el Makefile (Linux/Mac):

make grammar

🚀 Uso

Sintaxis básica:

python algoritmia.py <archivo.alg> [procedimiento_inicial]

Ejemplos:

# Ejecutar desde el procedimiento Main (por defecto)
python algoritmia.py examples.alg

# Ejecutar desde un procedimiento específico
python algoritmia.py examples.alg MiProcedimiento

📝 Ejemplos de código

Hello World

Main |:
    <w> "Hello Algoritmia"
    (:) {C D E F G}
:|

Variables y operaciones

Main |:
    x <- 10
    y <- 20
    <w> "La suma es:" x + y
    (:) {C D E}
:|

Condicionales

Main |:
    <?> n
    if n > 0 |:
        <w> "Positivo"
    :| else |:
        <w> "No positivo"
    :|
:|

Bucles

Main |:
    i <- 1
    while i <= 5 |:
        <w> i
        i <- i + 1
    :|
:|

Procedimientos recursivos

Factorial n |:
    if n <= 1 |:
        <w> 1
    :| else |:
        temp <- n - 1
        resultado <- n
        i <- temp
        while i > 0 |:
            resultado <- resultado * i
            i <- i - 1
        :|
        <w> resultado
    :|
:|

Main |:
    Factorial 5
:|

Torres de Hanoi musical

Hanoi n origen desti aux |:
    if n > 0 |:
        temp <- n - 1
        Hanoi temp origen aux desti
        nota <- 28 + n * 2
        (:) nota
        <w> origen "-->" desti
        Hanoi temp aux desti origen
    :|
:|

Main |:
    Hanoi 3 1 3 2
:|

🧪 Archivos de prueba incluidos

• examples.alg - Ejemplo básico
• test_euclides.alg - Algoritmo de Euclides (MCD)
• test_hanoi_musical.alg - Torres de Hanoi con música
• test_escalas.alg - Generador de escalas musicales
• test_listas.alg - Operaciones con listas
• test_factorial.alg - Cálculo de factorial
• test_melodia.alg - Composición musical compleja

Ejecutar todos los tests:

python run_all_tests.py

🎼 Sistema de notas musicales

Algoritmia utiliza el sistema de notación musical inglés:

Notas sin número (octava central - Do4):

C, D, E, F, G, A, B

Notas con octavas (0-8):

A0, B0, C1, D1, ..., A7, B7, C8

Transposición:

nota <- C      ### Do central (28)
nota <- nota + 7  ### Una octava más alta

📂 Estructura del proyecto

PythonProject2/
├── algoritmia.py              # Intérprete principal
├── Algoritmia.g4              # Gramática ANTLR
├── AlgoritmiaLexer.py         # Analizador léxico (generado)
├── AlgoritmiaParser.py        # Analizador sintáctico (generado)
├── AlgoritmiaVisitor.py       # Visitor pattern (generado)
├── AlgoritmiaListener.py      # Listener pattern (generado)
├── requirements.txt           # Dependencias Python
├── Makefile                   # Comandos de compilación
├── README.md                  # Este archivo
├── examples.alg               # Ejemplo básico
├── test_*.alg                 # Archivos de prueba
└── antlr-4.13.1-complete.jar  # ANTLR runtime

📤 Archivos de salida

Para cada archivo .alg ejecutado con éxito, se generan:

• archivo.ly - Código fuente LilyPond
• archivo.pdf - Partitura en formato PDF
• archivo.mid - Audio en formato MIDI
• archivo.wav - Audio en formato WAV

Flujo principal:

• Validación inicial: Verificación de argumentos y existencia del archivo
• Análisis: Léxico y sintáctico usando ANTLR4
• Recolección: Identificación y almacenamiento de procedimientos
• Ejecución: Invocación del procedimiento inicial con gestión de ámbitos
• Procesamiento de instrucciones: Asignaciones, lectura/escritura, condicionales, bucles, listas y reproducción musical
• Evaluación de expresiones: Variables, números, notas musicales, operaciones y listas
• Generación de salida: Conversión de la partitura a formato LilyPond, compilación a PDF/MIDI y conversión a WAV

Diagrama de Flujo del Proyecto

🐛 Solución de problemas

Error: "No such file or directory: algoritmia.py

Asegúrate de estar en el directorio correcto del proyecto.

Error: "java: command not found"

Instala Java JDK y agrégalo al PATH del sistema.

Error: "lilypond: command not found"

Instala LilyPond y agrégalo al PATH del sistema.

Error: "timidity: Can't read configuration file"

En Windows, ejecuta timidity con el parámetro -c NUL:

timidity -c NUL archivo.mid -Ow -o archivo.wav

👥 Autores

Proyecto desarrollado para el curso de Implementación de Lenguajes de Programación.

Universidad Peruana Cayetano Heredia

1. Frank Kevin Jauregui Bendezu
2. Jesus Anselmo Morales Alvarado
3. Brigitte Bernal Belisario
4. Nardy Liz Condori Mamani

📄 Licencia

Este proyecto es de uso académico para el curso de Implementación de Lenguajes de Programación.

🙏 Agradecimientos

• ANTLR - Framework para generación de parsers
• LilyPond - Software de notación musical
• Timidity++ - Sintetizador MIDI

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¡Disfruta componiendo con Algoritmia! 🎵