Programare declarativa - Intrare/Iesireold.unibuc.ro/~ileustean/files/10-io-ioana.pdf · Programare...

Programare declarativa1

Intrare/Ies, ire

Traian Florin S, erbanut,aIoana Leus, tean

Departamentul de Informatica, FMI, [email protected]

[email protected]

1bazat pe cursul Informatics 1: Functional Programming de la University of EdinburghTraian Florin S, erbanut,a Ioana Leus, tean (UB) PD—Intrare/Ies, ire 1 / 41

Despre utilitate s, i sigurant,a

Despre utilitate s, i sigurant,a

Traian Florin S, erbanut,a Ioana Leus, tean (UB) PD—Intrare/Ies, ire 2 / 41

Despre intent,ie s, i act,iune

Despre intent, ie s, i act, iune



Mind-Body Problem — Comanda vs. Execut, ieCare e legatura dintre intent,ie s, i act,iune, dintre percept,ie s, i înt,elegere?

[1] A purely functional program implements a function;it has no side effect.

[1] Yet the ultimate purpose of running a program is invariably to causesome side effect: a changed file, some new pixels on the screen, amessage sent, ...

[2] Interaction is the mind-body problem of computing.

[1] S. Peyton-Jones, Tackling the Awkward Squad: ... [2] P. Wadler, How to Declare an Imperative


https://www.microsoft.com/en-us/research/wp-content/uploads/2016/07/mark.pdf

https://pdfs.semanticscholar.org/edf8/8503d7faabb121ff6c9a77e9b98a5b942f6e.pdf


Mind-Body Problem

Ret,eta vs Prajitura

http://www.seas.upenn.edu/~cis194/fall16/lectures/06-io-and-monads.html



Comenzi în Haskell

Comenzi în Haskell


Comenzi în Haskell

Comanda: afis, eaza un caracter!

putChar : : Char −> IO ( )

Exemplu

putChar ’ ! ’

reprezinta o comanda care, daca va fi executata, va afis, a un semn deexclamare.


Comenzi în Haskell

Mind-Body Problem - Ret,eta vs Prajiturahttp://www.seas.upenn.edu/~cis194/fall16/lectures/06-io-and-monads.html

c :: Cake r :: Recipe Cake

IO este o ret,eta care produce o valoare de tip a.



Comenzi în Haskell

Comenzi în Haskell

type IO a = RealWorld −> ( a , RealWorld )

S. Peyton-Jones, Tackling the Awkward Squad: ...



Comenzi în Haskell

Combina doua comenzi!

( > >) : : IO ( ) −> IO ( ) −> IO ( )putChar : : Char −> IO ( )

Exemplu

putChar ’ ? ’ >> putChar ’ ! ’

rerpezinta o comanda care, daca va fi executata, va afis, a un semn deîntrebare urmat de un semn de exclamare .


Comenzi în Haskell Funct,ii folosind comenzi

Afis, eaza un s, ir de caractere

putStr : : String −> IO ( )putStr [ ] = doneputStr ( x : xs ) = putChar x >> putStr xs

Observat,ie:

done : : IO ( )

reprezinta o comanda care, daca va fi executata, nu va face nimic.

Exemplu

putStr " ? ! " == putChar ’ ? ’ >> ( putChar ’ ! ’ >> done )

rerpezinta o comanda care, daca va fi executata, va afis, a un semn deîntrebare urmat de un semn de exclamare.



putStr folosind funct, ionale

putStr : : String −> IO ( )putStr = fo ldr ( > >) done . map putChar

Afis, eaza s, i treci pe rândul urmator

putStrLn : : String −> IO ( )putStrLn xs = putStr xs >> putChar ’ \ n ’



(IO (), (>>), done) e monoid

m >> done = mdone >> m = m(m >> n ) >> o = m >> ( n >> o )



S, i totus, i, când sunt executate comenzile?main

Orice comanda IO a poate fi executata în interpretor, dar

Programele Haskell pot fi compilate

Fis, ierul scrie.hs:

main : : IO ( )main = putStrLn " ? ! "

08− io$ ghc s c r i e . hs[1 of 1] Compil ing Main ( s c r i e . hs , s c r i e . o )L ink ing s c r i e . exe . . .08− io$ . / s c r i e? !

Funct,ia executata este main



Când sunt executate comenzile?

Fis, ierul PutStr.hs

module PutSt r where

main : : IO ( )main = putStr " ? ! "

Rularea programului are ca efect executarea comenzii specificate de main:

08− i o$ runghc PutSt r . hs?!08− io$

Observat,ie:runghc ruleaza programul fara a-l compila inainte


Validitatea rat,ionamentelor

Validitatea rat, ionamentelor



Rat, ionamentele substitutive sunt valabileÎn Haskell

Expresii

(1+2) * (1+2)

este echivalenta cu expresia

l e t x = 1+2 in x * x

s, i se evalueaza amândoua la 9

Comenzi

putStr "HA! " >> putStr "HA! "

este echivalenta cu

l e t m = putStr "HA! " in m >> m

si amândoua afis, eaza "HA!HA!".Traian Florin S, erbanut,a Ioana Leus, tean (UB) PD—Intrare/Ies, ire 17 / 41


Rat, ionamentele substitutive sunt valabilehttps://en.wikibooks.org/wiki/Haskell/Prologue:_IO,_an_applicative_functor

Referential transparency

orice expresie poate fi înlocuita cu valoare ei

addExclamation : : String −> StringaddExclamation s = s ++ " ! "

main = putStrLn ( addExclamation " He l lo " )Prelude> mainHe l lo !

main = putStrLn ( " He l lo " ++ " ! " )Prelude> mainHe l lo !


https://en.wikibooks.org/wiki/Haskell/Prologue:_IO,_an_applicative_functor


Rat, ionamentele substitutive sunt valabilehttps://en.wikibooks.org/wiki/Haskell/Prologue:_IO,_an_applicative_functor

addExclamation : : String −> StringaddExclamation s = s ++ " ! "

Observat,ie

Daca getLine ar avea tipul String atunci am putea scrie

main = putStrLn ( addExclamation getLine ) −− cod eronat ! ! !

Nu putem înlocui getLine cu valoarea ei!

Solut,ia: getLine are tipul IO String


https://en.wikibooks.org/wiki/Haskell/Prologue:_IO,_an_applicative_functor

Comenzi cu valori

Comenzi cu valori


Comenzi cu valori

Comenzi cu valori

IO () corespunde comenzilor care nu produc rezultate() este tipul unitate care cont, ine doar valoarea ()

În general, IO a corespunde comenzilor care produc rezultate de tip a.IO Char corespunde comenzilor care produc rezultate de tip Char


Comenzi cu valori

Cites, te un caracter!

getChar : : IO Char

Daca „s, irul de intrare” cont,ine "abc"atunci getChar produce:

’a’s, irul ramas de intrare "bc"


Comenzi cu valori

Produ o valoare fara sa faci nimic!Din palarie

return : : a −> IO a

Asemanatoar cu done, nu face nimic, dar produce o valoare.

Exemplu

return " "

Daca „s, irul de intrare” cont,ine "abc"atunci return "" produce:

valoarea ""s, irul (neschimbat) de intrare "abc"


Comenzi cu valori

Operatorul de legare

getChar >>= putChar

S. Peyton-Jones, Tackling the Awkward Squad: ...



Comenzi cu valori

Combinarea comenzilor cu valoriOperatorul de legare / bind

( > >=) : : IO a −> ( a −> IO b ) −> IO b

Exemplu

getChar >>= \ x −> putChar ( toUpper x )

Daca „s, irul de intrare” cont,ine "abc"atunci comanda de mai sus, atunci când se executa, produce:

ies, irea "A"s, irul ramas de intrare "bc"


Comenzi cu valori

Operatorul de legare / bindMai multe detalii

( > >=) : : IO a −> ( a −> IO b ) −> IO b

Daca fiind o comanda care produce o valoare de tip am :: IO a

Data fiind o funct,ie care pentru o valoare de tip a se evalueaza la ocomanda de tip bk :: a −> IO b

Atuncim >>= k :: IO beste comanda care, daca se va executa:

Mai întâi efectueaza m, obt, inând valoarea x de tip aApoi efectueaza comanda k x obt, inând o valoare y de tip bProduce y ca rezultat al comenzii


Comenzi cu valori

Cites, te o linie!

getLine : : IO StringgetLine = getChar >>= \ x −>

i f x == ’ \ n ’ thenreturn [ ]

elsegetLine >>= \ xs −>return ( x : xs )

Exemplu

Dat fiind s, irul de intrare "abc\ndef", getLine produce s, irul "abc" s, i s, irulramas de intrare e "def"


Comenzi cu valori

Comenzile sunt cazuri speciale de comenzi cu valori

done e caz special de return

done : : IO ( )done = return ( )

>> e caz special de >>=

( > >) : : IO ( ) −> IO ( ) −> IO ( )m >> n = m >>= \ ( ) −> n


Comenzi cu valori

Operatorul de legare e similar cu let

Operatorul let

l e t x = m in n

let ca aplicat,ie de funct,ii

( \ x −> n ) m

Operatorul de legare

m >>= \ x −> n


Comenzi cu valori


Comenzi cu valori

De la intrare la ies, ire

echo : : IO ( )echo = getLine >>= \ l i n e −>

i f l i n e == " " thenreturn ( )

elseputStrLn (map toUpper l i n e ) >>echo

main : : IO ( )main = echo

Test

$ runghc Echo . hsOne l i n eONE LINEAnd , another l i n e !AND, ANOTHER LINE !


Notat,ia do

Notat, ia do


Notat,ia do

Citirea unei linii în notat, ie „do”getLine : : IO StringgetLine = getChar >>= \ x −>

i f x == ’ \ n ’ thenreturn [ ]

elsegetLine >>= \ xs −>return ( x : xs )

Echivalent cu:getLine : : IO StringgetLine = do {

x <− getChar ;i f x == ’ \ n ’ then

return [ ]else do {

xs <− getLine ;return ( x : xs )

}}


Notat,ia do

Echo în notat, ia „do”echo : : IO ( )echo = getLine >>= \ l i n e −>

i f l i n e == " " thenreturn ( )

elseputStrLn (map toUpper l i n e ) >>echo

Echivalent cuecho : : IO ( )echo = do {

l i n e <− getLine ;i f l i n e == " " then

return ( )else do {

putStrLn (map toUpper l i n e ) ;echo

}}


Notat,ia do

Notat, ia „do” în general

Fiecare linie x <− e; ... devine e >>= \x −> ...Fiecare linie e; ... devine e >> ...

De exempludo { x1 <− e1 ;

x2 <− e2 ;e3 ;x4 <− e4 ;e5 ;e6 }

e echivalent cue1 >>= \ x1 −>e2 >>= \ x2 −>e3 >>e4 >>= \ x4 −>e5 >>e6


Citire/Scriere din fis, iere




Citirea/ Scrierea din fis, iereOperat,ii de baza

type FilePath = String

readFi le : : FilePath −> IO String

wr i teF i le : : FilePath −> String −> IO ( )

appendFile : : FilePath −> String −> IO ( )

echof = dos <− readFi le " f i s 1 . t x t "putStrLn swr i teF i le " f i s 2 . t x t " s



Citirea/ Scrierea din fis, iereOperat,ii de baza

import Data . Char ( toUpper )

main = dos <− readFi le " Inpu t . t x t "putStrLn $ " I n t r a r e \ n " ++ s

l e t sp re l = map toUpper s −− p re luc ra re date c i t i t e

putStrLn $ " I e s i r e \ n " ++ sp re lwr i teF i le " Output . t x t " sp re l −− appendFi le

Observat,ii:

readFile cites, te (lenes, ) cont,inutul fis, ierului

writeFile s, i appendFile creaza fis, ierele daca acestea nu exista.



Citirea/ Scrierea numerelor din fis, iereOperat,ii de baza

l i s t N o s t r = concat $ map words $ l ines s t r

readNumbers f i l e 1 f i l e 2 = dos t r <− readFi le f i l e 1putStrLn $ " I n t r a r e \ n "l e t numbers = (map read $ l i s t N o s ) : : [ I n t ]pr in t numberswr i teF i le f i l e 2 (show numbers )

> readNumbers " f i o . t x t " " f o u t . t x t "

Observat,ii:

print este putStrLn . show

putem scrie in fisier numai date care sunt instanta a clasei Show



??????

https://crypto.stanford.edu/~blynn/haskell/


https://crypto.stanford.edu/~blynn/haskell/


Tema pentru vacant,a

Simon Peyton Jones — Haskell is Useless

http://www.youtube.com/watch?v=iSmkqocn0oQ

Atent,ie! Înregistrarea este din 2011.


http://www.youtube.com/watch?v=iSmkqocn0oQ

Programare declarativa - Intrare/Iesireold.unibuc.ro/~ileustean/files/10-io-ioana.pdf · Programare...

Documents

Transcript of Programare declarativa - Intrare/Iesireold.unibuc.ro/~ileustean/files/10-io-ioana.pdf · Programare...