Linguagem Haskell. Riocemar S. de Santana

Transcrição

1 Linguagem Haskell Riocemar S. de Santana

2 Haskell, o que é? É uma linguagem de programação puramente funcional, de propósito geral. Nomeada em homenagem ao matemático americano Haskell B. Curry ( ). Concebida para ensino e também para o desenvolvimento de aplicações reais. Resultado de mais de vinte anos de investigação por uma comunidade de base acadêmica muito ativa. Implementações abertas e livremente disponíveis. Como uma linguagem funcional, a estrutura de controle primária é a função.

3 O que é a programação funcional? É um paradigma de programação. No paradigma imperativo, um programa é uma sequência de instruções que mudam células na memória. No paradigma funcional, um programa é um conjunto de definições de funções que são aplicadas a valores. Podemos programar num estilo funcional em muitas linguagens. Exemplos: Scheme, ML, O Caml, Haskell, F#

4 Programação Funcional A programação funcional modela um problema computacional como uma coleção de funções matemáticas, cada uma com um domínio de entrada e um resultado. As funções interagem e combinam entre si usando composição funcional, condições e recursão.

5 Linguagem Haskell Exemplo Para somar os números inteiros de 1 a 10 podemos escrever em linguagem C: int total = 0, i; for (i = 1; i <= 10; i++){ total = total + i; } O método da computação é baseado em atribuição de valores à variáveis.

6 Linguagem Haskell Exemplo A soma dos números inteiros de 1 a 10 em linguagem Haskell pode ser feita como: >sum[1..10] O método da computação é baseado em aplicação de argumentos à funções.

7 WinHugs

8 WinHugs Hugs é uma implementação da linguagem Haskell que pode ser executada em PCs e sistemas Unix, incluindo Linux. Pode ser obtido gratuitamente em downloading.htm

9 WinHugs Suporte para: Microsoft Windows Debian GNU/Linux Fedora Core (Linux) OpenSUSE (Linux) FreeBSD Mac OS X

10 Haskell Função Uma função pode ser representada da seguinte maneira: A partir dos valores de entrada á obtido o valor de saída.

11 Haskell Função Funções em Haskell são normalmente definidas pelo uso de equações. Por exemplo, a função soma pode ser escrita: soma x y = x + y Chamada da seguinte maneira: >soma

12 Haskell Função A função soma pode ser implementada em um arquivo (bloco de notas) e salvo com a extensão.hs

13 Haskell Função Carregando o arquivo de funções: Hugs>:load caminho

14 Haskell Função Chamando a função soma: Main>soma 10 2

15 Haskell Função Incluindo mais funções no arquivo: incrementa n = n + 1

16 Haskell Função Função que chama uma função:

17 Hugs Alguns comandos importantes:

18 Tipos básicos A linguagem Haskell possui uma disciplina rigorosa de tipos de dados, sendo fortemente tipada. Neste caso, toda função, variável, constante tem apenas um tipo de dado, que sempre pode ser determinado. Embora fortemente tipada, a linguagem Haskell possui um sistema de dedução automática de tipos para funções cujos tipos não foram definidos. A partir dos tipos pré-definidos na linguagem Haskell, novos tipos podem ser construídos pelo programador.

19 Tipos primitivos em Haskell Para definir que uma expressão E tem o tipo T (E é do tipo T) escreve-se E ::T-> Saida

20 Prototipação de tipos Exemplos: -- Função que verifica se um número inteiro é par. par::int->bool par x = if mod x 2 == 0 then True else False -- Função para converter um valor Fahrenheit em Celsius convertefc::float->float convertefc x = (x - 32)/ 1.8

21 Prototipação de tipos Tipo Booleano: O tipo booleano é representado pela abreviatura Bool e possui os valores: True ou False. Tipo Inteiro: Os inteiros são referenciados por Int, o domínio matemático dos inteiros (até ).

22 Funções do módulo Prelude O arquivo de biblioteca Prelude.hs oferece um grande número de funções definidas no padrão da linguagem através do módulo Prelude. even - verifica se um valor dado é par odd - verifica se um valor dado é impar rem - resto da divisão inteira mod - resto da divisão inteira ceiling - arredondamento para cima floor - arredondamento para baixo round - arredondamento para cima e para baixo truncate - parte inteira do número fromintegral - converte um inteiro em real sin - seno de ângulo em radianos cos - cosseno tan tangente

23 Funções do módulo Prelude (Cont...) asin - arco seno acos - arco cosseno atan - arco tangente atan - arco tangente abs - valor absoluto sqrt - raiz quadrada, valor positivo apenas exp - exponencial base e log - logaritmo natural (base e) logbase - logaritmo na base dada min - menor de 2 objetos dados max - maior de 2 objetos dados

24 Listas e Tuplas A linguagem Haskell nos fornece dois mecanismos para a construção de dados compostos: listas e tuplas. A lista possibilita a união de vários elementos todos do mesmo tipo - numa única estrutura. Numa tupla podemos combinar os componentes de um dado numa única estrutura, e os componentes podem ter tipos e propriedades distintas

25 Listas Fundamento Uma lista é uma estrutura de dados que representa uma coleção de objetos homogêneos em sequência. Para alcançar qualquer elemento, todos os anteriores a ele devem ser recuperados. Em programação, uma lista vazia (representada por [ ] em Haskell) é a estrutura base da existência de uma lista.

26 Listas Fundamento Uma lista é composta sempre de dois segmentos: cabeça (head) e corpo (tail). A cabeça da lista é sempre o primeiro elemento. ['a','b','c','d'] "abcd" > 'a':['b','c','d'] "abcd

27 Listas Operador (:) O símbolo (:) é o operador de construção de listas. Toda lista é construída através deste operador. Exemplos: Hugs> 'a':['b','c','d'] "abcd" Hugs> 2:[4,6,8] [2,4,6,8]

28 Listas Hugs> 'a':['b','c','d'] "abcd" Hugs> 1:[2,3] [1,2,3] Hugs> ['a','c','f'] == 'a':['c','f'] True Hugs> [1,2,3] == 1:2:3:[] True Hugs> 1:[2,3] == 1:2:[3] True Hugs> "papel" == 'p':['a','p','e','l'] True

29 Escrevendo Listas Pode-se definir uma lista indicando os limites inferior e superior de um conjunto conhecido, onde existe uma relação de ordem entre os elementos, no seguinte formato: [ <limite-inferior>.. <limite-superior> ] > [1..4] [1,2,3,4] > ['m'..'n'] "mn" > [1,3..6] [1,3,5] > ['a','d'..'p'] "adgjmp" > [3.1..7] [3.1,4.1,5.1,6.1,7.1]

30 Escrevendo Listas Podemos definir qualquer progressão aritmética em uma lista utilizando a seguinte notação: [ <1o. termo>, <2o. termo>.. <limite-superior> ] > [7,6..3] [7,6,5,4,3] > [6,5..0] [6,5,4,3,2,1,0] > [-5,2..16] [-5,2,9,16] > [5,6..5] [5] > [1, ] [1.0,1.1,1.2,1.3,1.4,1.5,1.6,1.7,1.8,1.9,2.0]

31 Listas por compreensão A descrição de uma lista pode ser feita em termos dos elementos de uma outra lista. Por exemplo, temos a lista L1 = [2,4,7]. Uma lista definida por compreensão pode ser escrita: > [ 2 * n n <- L1 ] [4,8,14] A lista resultante contém todos os elementos da lista L1, multiplicados por 2. Assim, podemos ler: Obtenha todos os 2*n dos elementos n contidos em L1 = [2,4,7].

32 Listas por compreensão Exemplo: listaquad = [x^2 x <- [1..30]] >listaquad [1,4,9,16,25,36,49,64,81,100,121,144,169,196,225,256,28 9,324,361,400,441,484,529,576,625,676,7 29,784,841,900] listaquadinf = [ x^2 x <- [1..] ] > listaquadinf [1,4,9,16,25,36,49,64,81,100,121,144,169,196,225,256,28 9,324,361,400,441,484,529,576,625,676,7 29,784,841,900,961,1024,1089,1156,1225,1296,1369,144 4,1521, > elem 4 listaquadinf True A função elem verifica se um elemento pertence a uma lista. Retorna True ou False

33 Listas Funções Pré-definidas

34 Listas Funções Pré-definidas

35 Listas Funções Pré-definidas

36 Listas Funções Pré-definidas

37 Fim. Referências Aula14.pdf