Funkcionalno programiranje

1. Funkcionalno programiranje Funkcionalni parseri Interaktivni programi

2. +  4 2 2 3 Šta je parser? Parser je program koji analizira tekst kako bi odredio njegovu sintaktičku strukturu: 23+4

3. Haskell programs Shell scripts HTML documents Hugs Unix Explorer Razni programi koje svakodnevno koristimo imaju neke vrste parsera kojima preprocesiraju svoje ulazne podatke:

4. Tip parsera U Haskelu, parsere možemo prirodno posmatrati kao funkcije: type Parser = String  Tree Parser je funkcija koja uzima string i vraća neki oblik drveta

5. Međutim, parser možda neće iskoristiti čitav string, pa u povratnu vrednost dodajemo i taj neiskorišćeni deo: type Parser = String  (Tree,String) String se može parsirati na više načina, a nekad se i ne može parsirati, pa je pogodno vratiti listu rezultata: type Parser = String  [(Tree,String)]

6. Da se ne bi ograničavali samo na strukuturu drveta, generalizujemo tip parsera tako da povratna vrednost bude bilo kog tipa: type Parser a = String  [(a,String)]

7. Deklaracija klasi i instanci u Haskelu • Uvođenje novih klasa: class Eq a where (==), (\=) :: a → a → Bool x \= y = ￢(x == y)

8. Uvođenje instanci klasa: instance Eq Bool where False == False = True True == True = True _==_ = False

9. Monadički tipovi class Monad m where return :: a → m a (>>=) :: m a → (a → m b) → m b

10. Primer instance monade instance Monad Parser where return v = · · · p >>= f = · · ·

11. e1 >>= λv1 → e2 >>= λv2 → ... en >>= λvn → return (f v1 v2 ... vn) do v1 ← e1 v2 ← e2 ... vn ← en return (f v1 v2 ... vn) Notacija do

12. Primer parser.hs

13. Izgradnja gramatike za parser za aritmetičke izraze Hoćemo da konstruišemo parser koji bi izračunavao vrednost aritmetičkog izraza: 2*3+4 10 2*(3+4) 14 2 * 3 + 4 10

14. Instanca 1 expr ::= expr + expr | expr ∗ expr | (expr) | nat nat ::= 0 | 1 | 2 | · · ·

15. Za izraz 2*3+4 imamo dva moguća drveta izvođenja, jer naša gramatika ne uzima u obzir da množenje ima veći prioritet od sabiranja

16. Instanca 2 expr ::= expr + expr | term term ::= term ∗ term | factor factor ::= (expr) | nat nat ::= 0 | 1 | 2 | · · · U ovakvoj gramatici postoji jedinstveno drvo izvođenja za 2*3+4

17. Međutim, gramatika još uvek ne uzima u obzir da su množenje i deljenje asocijativne operacije, što prouzrokuje više mogućih drveta izvođenja npr za izraz 2+3+4, koji može biti protumačen kao (2+3)+4 i kao 2+(3+4)

18. Instanca 3 expr ::= term + expr | term term ::= factor ∗ term | factor što se može dalje pojednostaviti radi lakše implementacije: expr ::= term (+ expr |epsilon ) term ::= factor (∗ term |epsilon)

19. Primer arexp.hs

20. Zadatak • Proširiti gramatiku i parser tako da se omogući stepenovanje. Podrazumeva se da je stepenovanje desno asocijativno i da ima veći prioritet od množenja i deljenja, ali manji od zagrada i brojeva.

21. batch program inputs outputs Interaktivni programi Do sada smo videli kako se u Haskelu pišu tzv. batch programi, koji uzimaju ulazne podatke na početku i daju izlazne na kraju, bez ikakvih sporednih efekata

22. keyboard interactive program inputs outputs screen Međutim, želeli bismo da koristimo Haskel za pisanje interaktivnih programa koji u toku izvršavanja mogu čitati podatke sa ulaza i pisati na izlaz

23. Problem Haskel programi su čiste matematičke funkcije: • Haskel programinemaju sporedne efekte. Čitanje sa tastature i ispis na ekran su sporedni efekti: • Interaktivni programiimaju sporedne efekte.

24. Rešenje Interaktivni programi se mogu pisati u Haskelu korišćenjem tipova koji bi razlikovali “čiste” izraze od “nečistih” akcija koje mogu obuhvatati sporedne efekte IO a Tip akcija koje vraćaju vrednost tipa a

25. Na primer: IO Char Tip akcija koje vraćaju karakter. Tip akcija koje obuhvataju samo sporedne efekte i nemaju povratnu vrednost IO () Napomena: • () je tip torke koja sadrži 0 komponenata.

26. Primer • io.hs