PROGRAMACIN LGICA Y FUNCIONAL

Hctor Andrade A/D 2013

Paradigmas de Programacin

Imperativa: Le decimos a la computadora como debe resolver el problema. Lenguages: C, C++, Java, Delphi, etc.

Declarativa: Le decimos a la computadora qu debe hacerse. Lenguajes: SQL, Haskell, PROLOG, etc.

En este curso veremos:

Programacin funcional: Haskell (jaskl)

Programacin Lgica: PROLOG As pronuncia!

Ejemplo: Factorial Java:

Haskell:

Haskell (ms simple):

Otro Ejemplo

Java:

Haskell:

Programa de Estudios

1. Conceptos Fundamentales

1.1. Estilos de programacin.

1.2. Evaluacin de expresiones.

1.3. Definicin de funciones.

1.4. Disciplina de tipos.

1.5. Tipos de datos.

Programa de Estudios

2. Programacin Funcional

2.1. El tipo de datos.

2.2. Funciones.

2.3. Intervalos.

2.4. Operadores.

2.5. Aplicaciones de las listas.

2.6. rboles.

Programa de Estudios

3. Evaluacin Perezosa

3.1. La estrategia de evaluacin perezosa.

3.2. Tcnicas de programacin funcional

perezosa.

Programa de Estudios 4. Programacin Lgica

4.1. Repaso de la lgica de primer orden.

4.2. Unificacin y resolucin.

4.3. Clusulas de Horn. Resolucin

4.4. Programacin lgica con clusulas

de Horn.

4.5. Semntica de los programas lgicos.

4.6. Representacin clausada del conocimiento.

Programa de Estudios

4.7. Consulta de una base de clusulas

4.8. Espacios de bsqueda.

4.9. Programacin lgica con nmeros,

listas y rboles.

4.10. Control de bsqueda en programas

lgicos

4.11. Manipulacin de trminos.

Predicados metalgicos.

Evaluacin

Actividades y prcticas (40%)

Exmenes en la computadora (60%)

www.haskell.org

Haskell es un lenguaje funcional moderno puro

Permite el desarrollo de software de manera concisa y correcta

Permite una integracin fuerte con otros lenguajes

Concurrencia y paralelismo integrados en el lenguaje

Debuggers,profilers y una gran cantidad de librerias

Comunidad muy activa

Haskell facilita la produccin de software flexible, mantenible y de alta calidad*

*Tomado de la pgina. Podra estar un poco sesgado

Documentacin Haskell

www.haskell.org

aprendehaskell.es

www.learnyouhaskell.com

www.fpcomplete.com

Aqu se obtiene

tambin el compilador

Instalar Haskell

http://www.haskell.org

Usando Haskell

Se puede utilizar en modo comando (GHCi)

O en modo ventana (WinGHCi)

Programacin funcional

En la programacin funcional los programas se ejecutan evaluando expresiones.

En la programacin imperativa en los programas se componen de instrucciones.

Las instrucciones de la programacin imperativa cambian el estado global del programa. En la programacin funcional el estado es generalmente inmutable

Haskell Programs

Un programa en Haskell es una serie de comentarios y definiciones de funciones

Cada comentario comienza con -- (o entre {- y-})

Cada definicin contiene una declaracin del tipo de la funcin y una o ms ecuaciones:

Funcin

Una funcin es un mapeo entre dos conjuntos.

El conjunto de valores de entrada (dominio) y el conjunto de valores de salida (rango)

Funciones en haskell

Crear un archivo (extensin: .hs)

Grabarlo!!

Cargarlo desde WinGHCi

Ejemplos

Ejercicios:

1. Escriba una funcin que calcule el rea de un rectngulo dadas la base y la altura (Use Float para los parmetros y el tipo del valor de retorno)

2. Escriba una funcin que calcule el rea de un circulo dado el radio (Use Float para los parmetros y el tipo del valor de retorno)

3. Escriba una funcin que calcule el volumen de un cilindro dado el radio y la altura (utilice la funcin del ejercicio anterior)

If

La funcin if (en haskell TODO es una funcin) regresa un valor de acuerdo a una expresin boleana. Ejemplo: mayorDeDos :: Int->Int->Int mayorDeDos n m = if (n > m) then n else m

Ejercicio: Defina una funcin que regrese el mayor de tres

nmeros. Ejemplo: mayorDeTres 4,5,2 5

Recursin En la programacin funcional pura no hay

ciclos!!

Por lo tanto se utiliza recursin para resolver problemas que requieren repeticin de instrucciones

La recursin consiste en definir una funcin utilizando la misma funcin!! (Pero siempre con un caso base)

Ejemplos

Factorial: factorial :: Integer -> Integer

factorial 0 = 1

factorial n = n * factorial (n - 1)

Nmeros de fibonacci: fibonacci :: Integer -> Integer

fibonacci 0 = 1

fibonacci 1 = 1

fibonacci n = fibonacci (n-1) + fibonacci (n - 2)

Nota: Em estos ejemplos se usa pattern matching

Ejercicios

Escribir funciones haskell para Encuentre la suma angular de un nmero n

(1+2+3+n)

Multiplicar dos nmeros enteros positivos sin usar el operador de multiplicacin (usar la suma)

Dividir dos nmeros enteros (divisin entera utilizando solo la resta)

Tipos

Haskell es un lenguaje fuertemente tipeado

Se conoce el tipo de cada variable y cada expresin al momento de compilacin

Esto es bueno porque una mayor cantidad de errores se detectan en tiempo de compilacin

Tambin maneja inferencia de tipos. Aunque no se declaren explcitamente, el compilador puede inferirlos

Tipos de Expresiones

Las funciones tambin tienen tipos:

Tipos en Haskell

Int Enteros con lmite

Integer Enteros sin lmite

Float Flotantes de precisin simple

Double Flotantes de doble precisin

Tipos en Haskell

Bool b0oleanos (True o False) Char Caracteres (a, b, etc..) Tambin se pueden formar tuplas y listas. Por

ejemplo: (3,7.2) (Int,Float) [3,4,5][Int] Todos los elementos en una lista deben ser del

mismo tipo pero las tuplas pueden tener diferentes tipos de elementos.

Ordering Solo puede tener tres valores LT, EQ y GT

Variables de tipos

Los tipos en Haskell comienzan con maysculas

Tambin existen variables que representan tipos. Ejemplo:

La funcin fst regresa el primer elemento de una dupla:

Cul es el tipo de la funcin fst?

Variables de Tipos

:t es una funcin que regresa el tipo de una expresin

La expresin (a,b)-> a significa que la funcin fst recibe cualquier pareja de elementos de cualquier tipo y regresa un valor del mismo tipo del primer elemento

En este caso, a y b son variables de tipos

Ejemplo: La funcin head

Clases de tipos

Las clases de tipos es un concepto similar a una interface del lenguaje Java. Definen cierto comportamiento de los valores.

Num A esta clase pertenecen los tipos numricos Eq A esta clase pertenecen tipos de valores que

puede determinarse si son iguales Ord A esta clase perteneces tipos de valores que se

pueden comparar (mayor que, menor que, igual) Show Son valores que pueden ser representados

como strings (Todos excepto las funciones) Enum Son secuencias de valores Bounded Valores que tienen mnimo y mximo

Ejemplos

Ejercicios:

Capture las siguientes funciones. Determine su tipo. Posteriormente compruebe si el tipo es el esperado utilizando el comando :t

suma n m = n + m

mayor n m = if m > n then m else n

soloNumerosGrandes n = if n>100 then n else 0

soloLetrasGrandes n = if n>'L' then n else 'A'

misterio k l m o = (k * l) / (m * o)

Declaracin explcita de tipos Podemos realizar una declaracin explcita de

tipos en las expresiones. Ejemplo:

Comparacin de patrones (pattern matching)

Pattern Matching (ejemplos)

Mas ejemplos de P.M.

Mas sobre P.M.

Uso de Guards

Se utilizan para verificar condiciones. En algunos casos pueden resultar ms convenientes que un if then else

Dejar al menos un espacio!!

Where

Let.. in

Estas identaciones no son opcionales!!