Programação Funcional 4a. Seção de Slides Tuplas e Definição de Funções Locais em Haskell.

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2 Programação Funcional 4a. Seção de Slides Tuplas e Definição de Funções Locais em Haskell

3 2 Novidades da disciplina: Site da disciplina: http://geocities.yahoo.com.br/lpg3udesc/ Email: monitorialpg3@bol.com.br Márcio Ferreira da Silva

4 3 Hoje: 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 Sejam as construções abaixo: Qual a diferença entre elas ?

5 4 Dicas sumi :: Int -> Int sumi n | n <= 0 = 0 | otherwise= n + (observe "sumi" (n-1)) import Observe

6 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...

7 6 Tuplas Definições de novos tipos podem ser introduzidas pelo comando type. Exemplo: informações sobre uma pessoa, representadas pelo nome, telefone e idade. 1. 2. 3. 1. 2. 3. type Pessoa = (String, String, Int) maria :: Pessoa maria = ("Maria", "32162724", 56)

8 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!

9 8 Exemplo: Aula04> menor3maior (-4) 5 (-6) (-6,5) menor3maior :: Int -> Int -> Int-> (Int,Int) menor3maior x y z = ( menor (menor x y) z, maior (maior x y) z) Exemplo: Uma função que retorne o mínimo (menor valor) e também o máximo de 3 valores inteiros fornecidos:

10 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

11 10 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). 1. 2. 1. 2. addPair :: (Int,Int) -> Int addPair (x,y) = x + y

12 11 Tuplas 1. 2. 1. 2. addPair :: (Int,Int) -> Int addPair (x,y) = x + y 34 casa com x e 32 casa com y. 34 casa com x e 32 casa com y. addPair (34, 32) =

13 12 Tuplas addPair (34, 32) = 34 + 32 = 66 1. 2. 1. 2. addPair :: (Int,Int) -> Int addPair (x,y) = x + y

14 13 Tuplas Importante: as duas definições seguintes são diferentes! 1. 2. 3. 4. 5. 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 Main> addPair (34,32) 66 Main> addTwo 34 32 66 Visto no início da aula

15 14 Tuplas Padrões podem conter padrões aninhados. Isto é muito útil... 1. 2. 1. 2. shift :: ((Int,Int),Int) -> (Int,(Int,Int)) shift ((a,b),c) = (a,(b,c)) Main> shift ((1,2),3) (1,(2,3)) Main> shift ((1,2),3) (1,(2,3))

16 15 Tuplas As funções que extraem partes de uma tupla podem ser especificadas usando casamento de padrões. 1. 2. 3. 4. 5. 1. 2. 3. 4. 5. type Pessoa = (String, String, Int) nome :: Pessoa -> String fone :: Pessoa -> String idade :: Pessoa -> Int

17 16 Tuplas Funções que extraem partes de uma tupla podem ser especificadas usando casamento de padrões. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 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

18 17 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 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 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

19 18 Tuplas Haskell possui duas funções de extração pré- definidas para tuplas de 2 elementos (pares). 1. 2. 1. 2. fst (x,y) = x snd (x,y) = y Main> fst (1,2) 1 Main> snd (1,2) 2 Main> fst (1,2) 1 Main> snd (1,2) 2

20 19 Definições de Funções Por enquanto, as definições de funções estudadas são da forma: fun p1 p2... pn | g1= e1 | g2= e2... | otherwise = er

21 20 Definições Locais Cada equação pode também ser seguida por uma lista de definições locais. Essas definições são escritas após a palavra-chave where. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 1. 2. 3. 4. 5. 6. sumSquares :: Int -> Int -> Int sumSquares m n = sqM + sqN where sqM = m * m sqN = n * n

22 21 Definições Locais Formato geral: fun p1 p2... pn | g1= e1... | otherwise = er where v1 = r1 v2 a1...ak = r2... Definições locais podem incluir funções! Indentação é importante. Define o conceito de “Bloco”

23 22 Exemplo com definição de função local: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 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. 1. 2. 3. 4. 5. sumSquares :: Int -> Int -> Int sumSquares m n = sq m + sq n where sq x = x * x sq é local... Visível apenas em sumSquares

24 23 Definições Locais É possível fazer também definições locais a expressões, usando a palavra-chave let. Main> let x = 5 in x^2 + 2*x - 4 31 Main> let x = 5 in x^2 + 2*x - 4 31 Se forem usadas 2 ou mais definições, devem ser separadas por ";". Main> let x = 5; y = 4 in x^2 + 2*x - y 31 Main> let x = 5; y = 4 in x^2 + 2*x - y 31

25 24 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. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 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)

26 25 Regras de Escopo Definições locais (cláusulas where ) têm escopo mais reduzido, assim como as variáveis na definição de uma função. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 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 Definições locais podem ser usadas antes de serem definidas. Declaração do tipo pode ser feita localmente.

27 26 Regras de Escopo Definições locais (cláusulas where ) têm escopo mais reduzido, assim como as variáveis na definição de uma função. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 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 x, y, sqx, sqy e sq. Escopo de z.

28 27 Regras de Escopo Se um mesmo nome é utilizado mais de uma vez, vale a definição mais local. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 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 Nome "x" é redefinido localmente.

29 28 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: Main> max3oc 10 30 20 (30,1) Main> max3oc 15 12 15 (15,2) Main> max3oc 10 30 20 (30,1) Main> max3oc 15 12 15 (15,2)

30 29 Exemplos Solução natural: achar o máximo/maior e contar quantas vezes ocorre entre os 3 valores. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 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

31 30 Exemplos Para achar o máximo entre 3 valores, pode-se usar a função que encontra o máximo entre 2 valores. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 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)

32 31 Exemplos Voltando ao problema inicial... 1. 2. 3. 4. 5. 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 ???

33 32 Exemplos Uma solução: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 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 OBS: if c then e1 else e2 retorna e1 se c for True, e retorna e2, se c for False.

34 33 Exemplos 1. 2. 3. 4. 5. 6. 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 A definição pode ser melhorada, eliminando a repetição de 3 comparações análogas:

35 34 Exemplos A definição pode ser melhorada, eliminando a repetição de 3 comparações análogas: 1. 2. 3. 4. 5. 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 O valor ”v" é maior já encontrado

36 35 Mais Exemplos.. Um sistema de menu’s.... 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 Criando um executável... Tudo começa em main

37 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

38 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...