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Programação Funcional

Programação Funcional. Tuplas e Definição de Funções Locais em Haskell. 4a. Seção de Slides. Novidades da disciplina:. Site da disciplina: http://geocities.yahoo.com.br/lpg3udesc/ Email: monitorialpg3@bol.com.br Márcio Ferreira da Silva. Hoje:. Sejam as construções abaixo:.

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  1. Programação Funcional Tuplas e Definição de FunçõesLocais em Haskell 4a. Seção de Slides

  2. Novidades da disciplina: • Site da disciplina: http://geocities.yahoo.com.br/lpg3udesc/ • Email: monitorialpg3@bol.com.br • Márcio Ferreira da Silva

  3. Hoje: Sejam as construções abaixo: Main> sxyz 3 4 0 7 Main> sXYZ ( 3 , 4, 0 ) 7 sxy x y z = x + y + z sXYZ ( x , y, z ) = x + y + z Qual a diferença entre elas ?

  4. Dicas import Observe sumi :: Int -> Int sumi n | n <= 0 = 0 | otherwise = n + (observe "sumi" (n-1))

  5. Tuplas • A linguagem Haskell permite a definição de tipos compostos, chamados de tuplas. • Tuplas são construídas a partir de tipos mais simples. • O tipo (t1,t2,...tn) consiste de tuplas com valores (v1,v2,...vn) onde v1::t1, v2::t2, vn::tn. • Enfim, fazer a composição de tipos de dados ...

  6. 1. 2 . 3 . type Pessoa = (String, String, Int) maria :: Pessoa maria = ("Maria", "32162724", 56) Tuplas • Definições de novos tipos podem ser introduzidas pelo comando type. • Exemplo: informações sobre uma pessoa, representadas pelo nome, telefone e idade.

  7. Tuplas • Tuplas são usadas quando é necessário agrupar dados, com algum sentido entre eles. • Exemplo: Uma pessoa tem uma idade, um sexo, um nome, etc • Outra utilidade: uma função que pode retornar mais de um valor como resposta, pois está tudo encapsulado!

  8. Exemplo: Exemplo: Uma função que retorne o mínimo (menor valor) e também o máximo de 3 valores inteiros fornecidos: menor3maior :: Int -> Int -> Int-> (Int,Int) menor3maior x y z = ( menor (menor x y) z , maior (maior x y) z) Aula04> menor3maior (-4) 5 (-6) (-6,5)

  9. Funções Auxiliares maior :: Int -> Int -> Int maior x y = if x >= y then x else y menor :: Int -> Int -> Int menor x y = if x <= y then x else y

  10. 1. 2 . addPair :: (Int,Int) -> Int addPair (x,y) = x + y Tuplas • Padrões podem ser utilizados na definição de funções sobre tuplas. • Em vez de usar uma variável x para um argumento de tipo (Int, Int), por exemplo, pode-se usar um padrão como (x,y).

  11. 1. 2 . addPair :: (Int,Int) -> Int addPair (x,y) = x + y Tuplas addPair (34, 32) = 34 casa com x e 32 casa com y.

  12. 1. 2 . addPair :: (Int,Int) -> Int addPair (x,y) = x + y Tuplas addPair (34, 32) = 34 + 32 = 66

  13. 1. 2 . 3 . 4 . 5 . addPair :: (Int,Int) -> Int addPair (x,y) = x + y addTwo :: Int -> Int -> Int addTwo a b = a + b Main> addPair (34,32) 66 Main> addTwo 34 32 66 Tuplas • Importante: as duas definições seguintes são diferentes! Visto no início da aula

  14. 1. 2 . shift :: ((Int,Int),Int) -> (Int,(Int,Int)) shift ((a,b),c) = (a,(b,c)) Main> shift ((1,2),3) (1,(2,3)) Tuplas • Padrões podem conter padrões aninhados. • Isto é muito útil...

  15. 1. 2 . 3 . 4 . 5 . type Pessoa = (String, String, Int) nome :: Pessoa -> String fone :: Pessoa -> String idade :: Pessoa -> Int Tuplas • As funções que extraem partes de uma tupla podem ser especificadas usando casamento de padrões.

  16. 1. 2 . 3 . 4 . 5 . 6 . 7 . 8 . 9 . type Pessoa = (String, String, Int) nome :: Pessoa -> String fone :: Pessoa -> String idade :: Pessoa -> Int nome (n,f,i) = n fone (n,f,i) = f idade (n,f,i) = i Tuplas • Funções que extraem partes de uma tupla podem ser especificadas usando casamento de padrões.

  17. 1. 2 . 3 . 4 . 5 . 6 . 7 . 8 . 9 . 10 . 11 . type Pessoa = (String, String, Int) nome :: Pessoa -> String fone :: Pessoa -> String idade :: Pessoa -> Int nome (n,f,i) = n fone (n,f,i) = f idade (n,f,i) = i maria :: Pessoa maria = ("Maria Antonia", "32162724", 56) Main> nome maria "Maria Antonia" Main> idade maria 56 Observe que maria é uma função E nome também é uma função, cujo argumento é uma função definida por uma tupla

  18. 1. 2 . fst (x,y) = x snd (x,y) = y Main> fst (1,2) 1 Main> snd (1,2) 2 Tuplas • Haskell possui duas funções de extração pré-definidas para tuplas de 2 elementos (pares).

  19. Definições de Funções • Por enquanto, as definições de funções estudadas são da forma: fun p1 p2 ... pn | g1 = e1 | g2 = e2 ... | otherwise = er

  20. 1. 2 . 3 . 4 . 5 . 6 . sumSquares :: Int -> Int -> Int sumSquares m n = sqM + sqN where sqM = m * m sqN = n * n Definições Locais • Cada equação pode também ser seguida por uma lista de definições locais. • Essas definições são escritas após a palavra-chave where.

  21. Definições Locais Indentação é importante. Define o conceito de “Bloco” • Formato geral: fun p1 p2 ... pn | g1 = e1 ... | otherwise = er where v1 = r1 v2 a1...ak = r2 ... Definições locais podem incluir funções!

  22. 1. 2 . 3 . 4 . 5 . 6 . sumSquares :: Int -> Int -> Int sumSquares m n = sqM + sqN where sqM = m * m sqN = n * n 1. 2 . 3 . 4 . 5 . sumSquares :: Int -> Int -> Int sumSquares m n = sq m + sq n where sq x = x * x • Exemplo com definição de função local: sq é local... Visível apenas em sumSquares

  23. Main> let x = 5 in x^2 + 2*x - 4 31 Main> let x = 5; y = 4 in x^2 + 2*x - y 31 Definições Locais • É possível fazer também definições locais a expressões, usando a palavra-chave let. • Se forem usadas 2 ou mais definições, devem ser separadas por ";" .

  24. 1. 2 . 3 . 4 . 5 . 6 . isOdd, isEven :: Int -> Bool isOdd 0 = False isOdd n = isEven (n-1) isEven 0 = True isEven n = isOdd (n-1) Regras de Escopo • O escopo de uma definição é a parte do programa onde ela é visível. • As definições no primeiro nível de indentação de um script haskell são visíveis em todo o programa. • A ordem de definição não importa.

  25. 1. 2 . 3 . 4 . 5 . 6 . 7 . 8 . maxsq x y | sqx > sqy = sqx | otherwise = sqy where sqx = sq x sqy = sq y sq :: Int -> Int sq z = z * z Regras de Escopo • Definições locais (cláusulas where) têm escopo mais reduzido, assim como as variáveis na definição de uma função. Definições locais podem ser usadas antes de serem definidas. Declaração do tipo pode ser feita localmente.

  26. Escopo de x, y, sqx, sqy e sq. 1. 2 . 3 . 4 . 5 . 6 . 7 . 8 . maxsq x y | sqx > sqy = sqx | otherwise = sqy where sqx = sq x sqy = sq y sq :: Int -> Int sq z = z * z Escopo de z. Regras de Escopo • Definições locais (cláusulas where) têm escopo mais reduzido, assim como as variáveis na definição de uma função.

  27. 1. 2 . 3 . 4 . 5 . 6 . 7 . 8 . maxsq x y | sqx > sqy = sqx | otherwise = sqy where sqx = sq x sqy = sq y sq :: Int -> Int sq x = x * x Regras de Escopo • Se um mesmo nome é utilizado mais de uma vez, vale a definição mais local. Nome "x" é redefinido localmente.

  28. Main> max3oc 10 30 20 (30,1) Main> max3oc 15 12 15 (15,2) Exemplos • Problema: construir uma função max3oc :: Int -> Int -> Int -> (Int,Int) que retorna o máximo (maior) de 3 inteiros, e também o número de vezes que esse maior valor ocorre entre os 3. • Exemplo de execução:

  29. 1. 2 . 3 . 4 . 5 . 6 . 7 . max3oc :: Int -> Int -> Int -> (Int,Int) max3oc x y z = (max, igCont) where max = maxi3 x y z igCont = iguais3 max x y z Exemplos • Solução natural: achar o máximo/maior e contar quantas vezes ocorre entre os 3 valores.

  30. 1. 2 . 3 . 4 . 5 . 6 . 7 . maxi :: Int -> Int -> Int maxi x y | x >= y = x | otherwise = y maxi3 :: Int -> Int -> Int -> Int maxi3 x y z = maxi x (maxi y z) Exemplos • Para achar o máximo entre 3 valores, pode-se usar a função que encontra o máximo entre 2 valores.

  31. 1. 2 . 3 . 4 . 5 . max3oc x y z = (max, igCont) where max = maxi3 x y z igCont = iguais3 max x y z • Como definir iguais3 :: Int -> Int -> Int -> Int -> Int ??? Exemplos • Voltando ao problema inicial...

  32. 1. 2 . 3 . 4 . 5 . 6 . iguais3 v a b c = va + vb + vc where va = if a==v then 1 else 0 vb = if b==v then 1 else 0 vc = if c==v then 1 else 0 Exemplos • Uma solução: • OBS: if c then e1 else e2 retorna e1 se c for True, e retorna e2, se c for False.

  33. 1. 2 . 3 . 4 . 5 . 6 . iguais3 v a b c = va + vb + vc where va = if a==v then 1 else 0 vb = if b==v then 1 else 0 vc = if c==v then 1 else 0 Exemplos • A definição pode ser melhorada, eliminando a repetição de 3 comparações análogas:

  34. 1. 2 . 3 . 4 . 5 . iguais3 v a b c = igv a + igv b + igv c where igv :: Int -> Int igv x = if x==v then 1 else 0 Exemplos • A definição pode ser melhorada, eliminando a repetição de 3 comparações análogas: O valor ”v" é maior já encontrado

  35. Mais Exemplos .. Criando um executável... Tudo começa em main main = imp_menu imp_menu = do putStrLn "\n ********************" putStrLn " Opção i: Incluir " putStrLn " Opção e: Excluir " putStrLn " Opção s: Sair " putStrLn " ********************" putStr " Digite i, e ou s: " le_opcao Um sistema de menu’s....

  36. Continuando .. le_opcao = do opcao <- getChar f_menu opcao f_menu i = do case (i) of 'i' -> putStrLn "\n Chamou a funcao 1 !!!" 'e' -> putStrLn "\n Chamou a funcao 2 !!!" 's' -> putStrLn "\n Chamou a funcao 3 !!!" _ -> imp_menu

  37. Finalizando ... • Temos palavras reservadas como: do, case, let, where, in, if, then, else,of, etc, a serem utilizadas nas funções; • Diríamos que é a parte sequencial das linguagens funcionais, que ainda nos prende as Máquinas de Von Neumann (sequenciais); • Contudo, o uso delas pode ser contornado (se quiser, opcional), usando um estilo 100% funcional de se programar; • Estas seguem regras de escopo; • Estas seguem uma identação de blocos. Cuidar...

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