Senast. Idag. Icke-strikt evaluering. Strikt evaluering. Testa latheten! Lat evaluering. Plus och minus med lat evaluering. Testa latheten!

Transkript

1 Senast Idag Högre ordningens funktioner Listomfattning Strikthet och lat evaluering Strömmar Monadisk I/O Strikt evaluering Icke-strikt evaluering Def: Strikt evaluering innebär att alla parametrars värde är kända när en operator eller funktion anropas. Ex: Funktionsanrop i Java, C, etc Hur beräknas if jobbigt(7) && tungt(47) then...? Vanligen: Man kortsluter jämförelsen. Implementeras för and och or Lat evaluering Testa latheten! Hur beräknas head [..0]? head (qsort longlist)? Lat evaluering i Haskell: Beräkna bara det som behövs Varje uttrck lagras som ett löfte om evaluering vid behov. Vad händer med head (qsort [9,5,4,,2,9])? Instrumentera koden: qsort [] = [] qsort (x : xs) = qsort [(observe e e) e<-xs, e<x] ++ [(observe x x)] ++ qsort [(observe e2 e) e<-xs, e>=x] Testa latheten! Plus och minus med lat evaluering Hugs> head (qsort [4, 5, 4, 3,, 2,9]) >>>>>>> Observations <<<<<< e x Hugs> Inga värden på e2 det uttrcket har aldrig behövt evalueras Nackdelar: Fördelar: Kan slöa ner ett program (använd då explicit strikt evaluering!) Kan slösa på minne: löftet tar plats Överraskande för den ovetande? Kan snabba upp ett program Undviker onödiga beräkningar. Automatiskt! Erbjuder smarta uttrckssätt.

2 Valfri strikthet Operatorn ($!). Ersätta f x med f $! x tvingar x att evalueras först. Anpassade funktioner, exv foldr. Strikta datatper, exv data StrictColor = SRGB!r!g!b lagrar inga löften Användning av lat evaluering Vad händer med... ones = ( : ones)? Hugs> ones [... take 0 ones? Hugs> take 0 ones [,,,,,,,,,] lst = ( : map ((+) ) lst)? Hugs> take 0 lst [,2,3,4,5,6,7,8,9,0] Inbggt i Haskell: [..] == lst Mer exempel lst2 = concat (map (\x -> [x,-x]) lst) Hugs> take 0 lst2 [,-,2,-2,3,-3,4,-4,5,-5] Hur ta fram alla tal-par? allpairs = [(x, ) x <- [..], <- [x, (x-)..]] Hugs> take 0 allpairs [(,),(2,2),(2,),(3,3),(3,2),(3,), (4,4),(4,3),(4,2),(4,)] Strömmar: Oändliga listor Tpexemplet: Fibonaccitalen Antag att fibs är listan av Fibonaccital fibs tail fibs tail(tail fibs) fibs = ::(elementwiseadd fibs (tail fibs)) where elementwiseadd = zipwith (+) Hugs> take 0 fibs [,,2,3,5,8,3,2,34,55] Pseudoslumptal i Haskell Ett sätt att generera pseudoslumptal: Ström av pseudoslumptal: Måste skickas med överallt. module MinSimulator where import Random prng :: Int -> Int -> [Int] prng n seed = randomrs (0,n-) (mkstdgen seed) Hugs> :load MinSimulator Hugs> take 0 (prng 00 47) [37,92,38,24,22,60,2,24,38,6] Hugs> runsimulation start (prng 00 47) Strömmar i Unix Antag du snabbt måste radera många filer: $ rm -r MinaHemligaMP3 rm: remove write-protected file final_countdown.mp3? rm: remove write-protected file BestOf80s.zip? rm: remove write-protected file trackslistan85.zip?... Två tips:. Använd rm -rf! 2. eller använd es $ es rm -r MinaHemligaMP3 Vad gör es? Programming pearls $ es......tills mottagande programmet avslutas och strömmen stängs. Latheten följer av I/O-buffertar! Klassisk artikelserie i Communications of the ACM, Jon Bentle. Idén: Låt en stjärna lösa ett problem och låt en annan stjärna kritisera den. 986: Given a text file and an integer k, ou are to print the k most common words in the file (and the number of occurrences) in decreasing frequenc. Donald Knuth fick uppdraget.

3 Knuths lösning Elegant programmering Elegant specialdesignad datastruktur (prefixträd) Noggrant kommenterat och presenterat Kritikern, Doug McIlro, AT&T Bell Labs: Ver few people can obtain the virtuoso services of Knuth [...] to attack problems such as Bentle s from the ground up. But old Unix hands knows instinctivel how to solve this one in a jiff. (McIlro uppfann pipes i Unix.) Strömmar som paradigm McIlros lösning: strömmar i Unix $ cat MittLitteräraVerk.txt tr -cs A-Za-z ˆj # Radbrtningar tr A-Z a-z # Versaler blir gemena sort # Sortera orden uniq -c # Samla ihop och räkna sort -rn # Sortera efter antal head -n 0 # Visa de första 0 Problemet med I/O Uttrcksfullt, snggt Kräver nån sorts lathet God ingenjörskonst! Läs från stdin Skriv till stdout Felmeddelanden till stderr I/O ej funktionellt getchar plockar bort ett tecken från en nån buffert putchar skriver in ett tecken i en buffert. Hur åstadkomma I/O utan sideffekter? Lisp mfl: Fuska! Använd sidoeffekter. Haskell mfl: Kapsla in världen på ett säkert sätt Teater Ansats: Kapsla in världen Pseudokod: main = printstr("rev: ") printstr(reverse(getline))...i imperativt program: Alla delar på världen....i funktionellt program: En funktion är gränssnittet mot världen. Vad vi vill ha: tpe IO a = World -> (a, World) IO-tper är handlingar: Eng: actions Exempel: getchar :: IO Char getchar :: World -> (Char, World) putchar :: Char -> IO () putchar :: Char -> World -> ((), World) iseof getline :: IO Bool :: IO String Sammanfogning av IO Sammanfogning av IO Lim: >>= (och >>) (>>=) :: IO a -> (a -> IO b) -> IO b Exempel : echo :: IO () echo = getchar >>= putchar Tper: a = Char, b = () Lim: >>= (och >>) (>>=) :: IO a -> (a -> IO b) -> IO b Paketering: Konstruktor return return :: a -> IO a Exempel 2: gettwochars :: IO (Char, Char) gettwochars = getchar >>= \c -> getchar >>= \c2 -> return (c, c2)

4 Vårt teater-exempel: Reverse Sntaktiskt socker: do main = getline >>= (\s -> return (reverse s) >>= (\r -> putstrln r)) main = getline >>= \s -> return (reverse s) >>= \r -> putstrln r Idé: Automatisera sammankopplingen av IO-uttrck Regler: do {x <- e; s e >>= \x -> do {s do e; s e >> do s do e e Exempel: gettwochars = do { c <- getchar; c2 <- getchar; return (c, c2) Lättare att uttrcka sig med do Vårt reverse-program igen: main = do { s <- getline; r <- return (reverse s); putstrln r Eller ännu enklare: main = do { s <- getline; putstrln (reverse s) Exempel: getline getline :: IO [Char] getline = do { c <- getchar; if c == \n then return [] else do { cs <- getline; return (c : cs) Exempel: Räkna tecken och rader Exempel: Räkna tecken och rader Enkel implementation av wc: main = do {(nlines, nchars) <- wc 0 0; putstrln (show nlines ++ "\t" ++ show nchars) wc :: Int -> Int -> IO (Int, Int) wc nlines nchars= do flag <- iseof if flag then return (nlines, nchars) else consumeandcount nlines nchars consumeandcount :: Int -> Int -> IO (Int, Int) consumeandcount nl nc = do { c <- getchar; if (c == \n ) then wc ( + nl) ( + nc) else wc nl (+nc) Hugs> wc 0 0 Hugs> main 6 Hugs> I terminalen: $ runhugs wc.hs bubba 2 2 $ Testa programmet Designprincip för I/O i Haskell Världen Monadisk IO Programlogiken Filer getchar mpreparations Portar getline computeitall stdin/stdout openfile mfilter Grafik readfile iseof m.m.

5 Lura Haskell... med unsafeperformio Slutsatser? Ett trick för att komma runt monadreglerna: unsafeperformio :: IO a -> a Använd inte för F4 eller på tenta... Peton-Jones: Riktigt obekväm I/O, Once-per-run I/O Debugging: trace :: String -> a -> a trace s x = unsafeperformio (putstrlns s >> return x)... men vi har ju Hugs.Observe! Nackdelar: Fördelar: Krångligt! Tvångströja Separation av I/O och funktionalitet uppmuntras Teoretisk välgjort gör programbevis enklare Monaden Mabe Monaden Mabe Idén: data Mabe a = Just a Nothing Minns lookup: lookup :: Eq a => a -> [(a, b)] -> Mabe b Hugs> lookup [(,"KTH"), (2, "Chalmers")] Just "KTH" Hugs> lookup 5 [(,"KTH"), (2, "Chalmers")] Nothing Bra till enkel felhantering: colorfromstring :: String -> Mabe Color colorfromstring s = s == "red" = Just (RGB ) s == "green" = Just (RGB ) s == "blue" = Just (RGB ) otherwise = Nothing Hugs> colorfromstring "red" Just (RGB ) Hugs> colorfromstring "black" Nothing