Hogere-orde functies: herhaald patroon? Parametrizeer! product :: [Int]  Int product [ ]= product (x:xs)= 1 product xs x * and :: [Bool]  Bool and [

Presentatie over: "Hogere-orde functies: herhaald patroon? Parametrizeer! product :: [Int]  Int product [ ]= product (x:xs)= 1 product xs x * and :: [Bool]  Bool and ["— Transcript van de presentatie:

1 Hogere-orde functies: herhaald patroon? Parametrizeer! product :: [Int]  Int product [ ]= product (x:xs)= 1 product xs x * and :: [Bool]  Bool and [ ]= and (x:xs)= True and xs x && sum :: [Int]  Int sum [ ]= sum (x:xs)= 0 sum xs x +

2 Universele lijst-loper: foldr foldr :: [a]  a foldr (#) e [ ] = foldr (#) e (x:xs)= e foldr (#) e xs x # (a  a  a)  a  combineer-functie foldr :: (a  b  b)  b  [a]  b start-waarde

3 Partiële parametrizatie nfoldr is een generalisatie van sum, product, en and.... n…dus sum, product, en and kun je schrijven met foldr product= foldr (*) 1 and= foldr (&&) True sum= foldr (+) 0 or= foldr (||) False

4 Voorbeeld: sorteren (1/2) insert :: a  [a]  [a] insert e [ ] = [ e ] insert e (x:xs) | e  x= e : x : xs | e  x= x : insert e xs Ord a  isort :: [a]  [a] isort [ ]= [ ] isort (x:xs)= insert x (isort xs) Ord a  isort = foldr insert [ ]

5 Voorbeeld: sorteren (2/2) qsort :: [a]  [a] qsort [ ] = [ ] qsort (x:xs)= qsort (filter (<x) xs) ++ [x] ++ qsort (filter (  x) xs) Ord a  (Waarom hebben ze me nooit eerder verteld dat ‘t zo makkelijk is?)

6 Handige notaties (geleend uit de wiskunde) nLambda abstractie nLijst comprehensie \x  x*x [ x*y | x  [1..10], even x, y  [1..x] ] Om naamloze functies te maken intuitiever dan combinatie van map, filter & concat

7 Deel II Boomstructuren in Haskell

8 Binaire bomen 423152910316115818263414 met interne waarden Hoe codeer je dat in Java/C++/C# enz?

9 OO-aanpak van bomen class Tree {private Tree left, right; private int value; // constructor public Tree(Tree al, Tree ar, int av) {left = al; right=ar; value=av; } // bladeren gecodeerd met null }

10 OO-aanpak van bomen: binaire bomen met externe data class Tree { // lege superclass } class Leaf extends Tree { int value } class Node extends Tree { Tree left,right }

11 Functionele aanpak van bomen nIk wil een polymorf type nEn constructorfuncties Leaf :: a  Tree a Node :: Tree a  Tree a  Tree a Tree a data Tree a = Leaf a | Node (Tree a) (Tree a) nHaskell notatie:

12 definition = type Name type var typ = type Name data type var context constructor Name type | declaration constructor operator

13 Functies op bomen nNaar analogie van lijst-functies nschrijf je een functie op een boom: length :: [a]  Int length [ ]= 0 length (x:xs)= 1 + length xs size :: Tree a  Int size (Leaf v) = 1 size (Node lef rit) = size lef + size rit

14 Uitdaging: schrijf boom-functies nelem kijkt of een waarde in een boom zit nfront verzamelt alle waarden in een lijst elem :: a  Tree a  Bool elem x (Leaf y) = x==y elem x (Node lef rit)= elem x lef || elem x rit front :: Tree a  [a] front (Leaf y) = [ y ] front (Node lef rit)= front lef ++ front rit Eq a 

15 Toepassing: expressies type Expr= (3*a + 4*b) / c plus:: Expr  Expr  Expr maal:: Expr  Expr  Expr waarde :: [(String,Int)]  Expr  Int eenvoud :: Expr  Expr

16 Expressies: poging 1 type Expr= (3*a + 4*b) / c String plus:: Expr  Expr  Expr waarde :: [(String,Int)]  Expr  Int plus a b = a ++ “+” ++ b waarde tab s = foldr ??? ??? s 3+a4+b *

17 Expressies: poging 2 data Expr = | constructorfuncties waarmee je een Expr bouwt Con Var Plus Min Maal Deel Int String Expr types van de parameters die daarbij nodig zijn

18 Een datastructuur opschrijven nLijst nBoom [ ] 4 :3 :2 :1 : BladTak 2Blad Tak 4 Blad Blad Tak 7 ( ) ( ) Tak 5 (Tak 1 Blad Blad ) (Blad ) Tak 3 ( ) ( )

19 Een datastructuur opschrijven nExpr (Maal (Con 3) (Var “a”)) (Maal (Con 4) (Var “b”)) (3*a + 4*b) / c Plus Deel ( ) ( Var “c” )

20 Expressies: poging 3 data Expr = | constructorfuncties waarmee je een Expr bouwt Int String Expr Con Var :+: :-: :*: :/: Constructoren beginnen met hoofdletter of dubbelepunt constructorfuncties/operatoren waarmee je een Expr bouwt

21 Een datastructuur opschrijven nExpr Con 3 :*: Var “a” Con 4 :*: Var “b” (3*a + 4*b) / c :+: ( ) :/: ( Var “c” ) infixl 6 (:+:), (:-:) infixl 7 (:*:), (:/:)

22 Functies op Expressies plus:: Expr  Expr  Expr maal:: Expr  Expr  Expr waarde :: [(String,Int)]  Expr  Int eenvoud :: Expr  Expr plus = (:+:) maal = (:+:)

23 Functies op Expressies wrd :: [(String,Int)]  Expr  Int wrd t (Con n) wrd t (Var v) wrd t (a:+:b) wrd t (a:-:b) wrd t (a:*:b) wrd t (a:/:b) ============ n zoekop t v wrd t a + wrd t b wrd t a – wrd t b wrd t a * wrd t b wrd t a / wrd t b

24 Functies op Expressies afg :: Expr  String  Expr afg (Con c) dx afg (Var v) dx = Con 0 | eqString v dx = Con 1 | otherwise = Con 0 afg (a:+:b) dx afg (a :-:b) dx = afg a dx :+: afg b dx = afg a dx :-: afg b dx “de afgeleide naar een variabele”

25 Functies op Expressies afg :: Expr  String  Expr afg (a:*:b) dx afg (a :/:b) dx = a :*: afg b dx :+: b :*: afg a dx = ( b :*: afg a dx :-: a :*: afg b dx ) :/: (b :*: b)

26 Twee soorten berekening nNumeriek nSymbolisch diff :: (Float  Float)  (Float  Float) diff f x = (f (x+h) – f x) / h where h = 0.00001 afg :: Expr  String  Expr afg (Con c) dx = Con 0 afg (Var v) dx | eqString v dx = Con 1 |otherwise = Con 0 afg (a:+:b) dx = afg a dx :+: afg b dx afg (a:*:b) dx = a :*: afg b dx :+: b :*: afg a dx dat is nou AI!

27 Rekenen met Booleans (&&) :: Bool  Bool  Bool (||) :: Bool  Bool  Bool not :: Bool  Bool True && y= y False && y= False True || y= True False || y= y notTrue= False notFalse= True

28 Symbolisch Proposities bewerken data Prop = | constructorfuncties waarmee je een Expr bouwt Bool String Prop Con Var Not :/\ :\/ :-> constructorfuncties/operatoren waarmee je een Prop bouwt

29 Functies op Proposities type Bedeling = [(String,Bool)] evalueer :: Bedeling  Prop  Bool > evalueer [ (“p”,True), (“q”, False) ] (Var “p” :/\ Var “q”) False

30 Functies op Proposities tautologie :: Prop  Bool contradictie :: Prop  Bool > tautologie (Var “p” :\/ Not (Var “p”)) True > contradictie (Var “p” :-> Var “q” ) False

31 Functies op Proposities equivalentie :: Prop  Prop  Bool vervulbaar :: Prop  [Bedeling] > vervulbaar (Var “p” :-> Var “q” ) [ [ (“p”,True),(“q”,True) ], [ (“p”,False),(“q”, False) ], [ (“p”,False),(“q”, True) ] ]

32 Functies op Proposities eenvoudig :: Prop  Prop > eenvoudig Not(Not (Var “p” :/\ (Var “q” :\/ Not Var “q”)) Not (Not (Var “p” :/\ Con True)) Not (Not (Var “p”)) Var “p” tautologieën en contradicties vervangen door constanten operatoren met constante parameters wegwerken dubbele Not wegwerken

33 Functies op Proposities normaalvorm :: Prop  Prop > normaalvorm (Not (Not Var “p” :\/ Var “q” ) Var “p” :/\ Not Var “q” Not alleen voor variabelen

34 Functies op Proposities toon :: Prop  String ontleed:: String  Prop > putStr (toon (Var “p” :-> Var “q”)) p -> q > ontleed “p && !p” Var “p” :/\ Not Var “p”

35 Functies op Proposities evalueer:: Bedeling  Prop  Bool tautologie:: Prop  Bool contradictie:: Prop  Bool equivalentie:: Prop  Prop  Bool vervulbaar:: Prop  [Bedeling] eenvoudig:: Prop  Prop normaalvorm:: Prop  Prop toon:: Prop  String ontleed:: String  Prop