Scheme: dialecto de Lisp. Herramientas para la programación Simbólica. Scheme: dialecto de Lisp. Scheme: dialecto de Lisp. Expresiones simples

Transcripción

1 Herramientas para la programaión Simólia Dr. Luis Alerto Pinea Cortés Expresiones simples Enuniaos (statement): se avalúan por sus efetos asignaiones, input-output, ontrol Expresiones Su evaluaión regresa valores funiones: no hay efetos olaterales a la evaluaión Sheme Lenguaje funional No hay istinión entre proeimientos y funiones Construiones: efiniiones y expresiones Literales, llamaas a proeimientos y variales Literales o onstantes Símolos y numerales: ojetos representaionales (sintátios) valores expresaos: ojetos representaos (semántia) Ejemplo: evalua el numeral valor el número os: (en itálias en el texto) representaión externa: Variales (permiten introuir astraión) Son expresiones (ientifiaores: x, x, foo, loni, +, /, zero?, et.) Tienen valor o enotan un ojeto (valores enotaos). Pueen ser ligaas (oun to) y enotan valor e su ining. Ientifiaores Keywors: efine, if Proeimientos estánar: +, a, zero? 1

2 Literales, llamaas a proeimientos y variales Sintaxis (operaor operano-1... operano-) tanto operanos omo operaores son expresiones la evaluaión e operaores regresa proeimientos la evaluaión e operanos regresa argumentos o parámetros el oren e evaluaión e operanos no se espeifia en Sheme ejemplos: (+ ) valor: 5 (+ x (p )) valor: 9 is x vale y p es el prouto ((g ) 4) valor: 7 si (g ) es la suma Definiiones y programas Un programa en Sheme onsiste e: Definiiones expresiones Definiiones (efine variale expresión) keywors tienen una seuenia e evaluaión pre-estaleia efine: la expresión se evalúa primero y espués el valor se liga a la variale Cilo lee-evalúa-imprime Cilo lee-evalúa-imprime > > * ; el valor es el proeimiento e multipliaión #<proeure> > (* ) 6 > (efine x ) > x > (+ x (* )) 9 Evaluaión oniional Coniional (efiniión) (if test-exp then-exp else-exp) Si test-esp es vera evalúa then-exp si es falso evalúa else-exp Ejemplo: > (if #t 1 ) > (efine false #f) 1 > (if (zero? 0) (if false 1 ) ) > (zero? 5) > (if (if true false true) ) > (if (zero? 5) 1 (+ 1 )) > (efine true #t) Guarias (seuenia e evaluaión e if) (if (zero? a) 0 (/ x a))

3 Tipos e atos Consieraiones para los tipos e atos El onjunto e valores el tipo e ato Los proeimientos que operan en el tipo e ato Las representaiones internas e los tipos e atos (omo literales) o externas omo arateres impresos Verifiaión el tipo e atos (type heking) Verifiaión inámia en tiempo e ejeuión (Sheme) Verifiaión estátia (en tiempo e ompilaión) Los errores se etetan antes y la ejeuión es más efiiente Menos expresivia y omplejia el ompilaor Números y oleanos Tipo númerio Valores: los números naturales (inluyeno el ero) Operaiones: +, -, *, / Preiaos: numer?, = Tipo oleano Valores: {#t, #f} Operaiones: se usan en oniionales Preiaos: oolean?, eq? Ejemplos: > (eq? (oolean? #f) (not #f)) Carateres Tipo aráter (harater) Valores: representaión interna (e.g., asii) Representaión externa preeieno on #\ (e.g., #\a, #\%, #\spae, #\newline) Operaores: har-> integer Preiaos: har?, har=?, har<?, har-alphaeti?, harnumeri?, har-whitespae? Ejemplos: > (har? #\$) > (har=? #\spae, #\newline) > (har<? #\a #\) Caenas Tipo aena (string) Valores: seuenia e arateres (e.g., asii) Operaores: string-length, string-appen, string->symol, string- >numer, string->list, string (transf. seuenia e arateres en una aena), string-ref (string e inie a arater) Preiaos: string? Ejemplos: > (efine s This is a. ) > (string \#a \#) > (efine ss (string-appen s longer string ) > a > (string? s) > (string->symol a ) > a > (string-length ss) > (string->list s) > > (\#T \#h \#i \#s \#spae... \#.) > (string-ref s ) > #\i

4 Símolos o Inentifiaor (nomres e variale) Cual es la iferenia entre luis y luis en el isurso normal? prevenir la evaluaión e símols: (quote atum) o atum > (efine x ) > 99 > x > 99 > > (quote 99) > (quote x) > 99 > x preiaos: symol?, eq? > (efine x ) > (symol x) > y > (numer? x) > \#t > apple > #\t > (eq? x x) > (eq? y (quote apple)) > (symol? x) > \#t >\#t > \#f > (eq? x y) > (eq? y y) > (numer? x) > \#f > \#f > \#f >(efine y apple) Listas Seuenia orenaa e elementos e tipos aritrarios Ejemplos: (a #) () (a) (( )) Prevenir onfusión entre listas y llamaas a proeimientos (quote (a ) ) versus (a ) Construtores: list, ons, appen Ejemplos on list > (list 1 ) > (efine list- (a)) > (1 ) > (efine list- (())) > (efine x ) > (list list-1 list- list- ((()))) > (efine y apple) > (( ) (a) (()) ((())) ) > (list x y) > (list) > ( apple) > ( ) > (efine list-1 ( )) Listas Construtores: list, ons, appen Ejemplos on ons (ons valor lista) -> lista > (ons a ( )) > (ons a ( )) > list-4 > (a ) > (a) > ( ( ) a) > (list a ( )) > (ons (a ) ( )) > (ons list-4 list-) > (a ( )) > ((a )) > (( ( ) a) ()) > (ons (a ) ( )) > (efine y apple) > ((a ) ) > (ons y list-) > (ons ( ) ( )) > (apple a) > (( ) ) > (efine list-4 (ons list-1 list-)) Ejemplos on appen > (appen (a ) ( )) > (appen (a ) ( )) > (a ) > (a ) > (appen ( ) ( )) > ( ) Listas Seletores e lista: ar, r Si l = (v 0 v 1... v n ) entones (ar l) = v 0 y (r l) = (v 1... v n ) Ejemplos on ar y r > (ar (a )) > (ar (r (a ))) > a > > (r (a )) > (r (a)) > ( ) > ( ) Relaiones entre ar y r Cominaiones e ar y r (ar (ons v l)) = v (ar l) = (ar (r l) (r (ons v l)) = l (ar l)) = (ar (r (r l))) Ejemplos > (ar (a )) > () > (ar (a )) > (r (a )) > 4

5 Pares (ote pairs) Pares (ote pairs) (ar (a. ) = a (a. ) a r (a. ) = () (a ( ) ) a (a. ((. (. ( )). (. ( )) )) ((1) ( (. 4))) ((1. ( ) ). (. (. 4))) ((1). 4))) 1 4 > (efine a (ons ( ))) > (efine (ons ( ))) > a > () > () (eq? a a) (eq? a ) (eq? (ons 1 ) (ons 1 )) (eq ( ) ( )) a Pares (ompartieno pares unteaos) Pares (ompartieno pares unteaos) > () > () > (efine ) Pares (ompartieno pares unteaos) Pares (ompartieno pares unteaos) > () > (efine ) > (eq? ) > () > (efine ) > (eq? ) > (efine (ons )) 5

6 Pares (ompartieno pares unteaos) Pares (ompartieno pares unteaos) > () > (efine ) > (eq? ) > (efine (ons )) > (efine e (ons )) e > () > (efine ) > (eq? ) > (efine (ons )) > (efine e (ons )) ( ) (eq? e) e Pares (ompartieno pares unteaos) > () > (efine ) > (eq? ) > (efine (ons )) > (efine e (ons )) ( ) (eq? e) (eq? (r ) (r e)) e Vetores Motivaión: Las listas no proveen ientifiaores para sus elementos List no efine registros (reors) on atos heterogéneos List no efine arreglos (arrays) on atos homogéneos Aeso en registros y arreglos es ranom (el tiempo e aeso es igual para toos los elementos) Construtor: vetor (listas o strings a vetores) > (efine v1 (vetor 1 (+ 1 ))) > v > v1 > #(a ) > #(1 ) > (vetor v1 v) > (efine v (quote #(a ))) > #(#(1 ) #(a )) Vetores Operaores: vetor-length, vetor-ref, vetor->list, list->vetor, make-ell (ve. un elem.) Preiaos: vetor?, eq? (omo en ons), ell? : > (efine v #(first seon last)) > (vetor-ref v (- (vetor-length v) 1)) > (vetor? v) > last > (vetor-ref > (vetor-ref v 0) #(another > first #((heterogeneous) vetor )) > (vetor-length v) 1) > > #((heterogeneous) vetor ) > (vetor->list v) > (first seon last) 6

7 Proeimientos Distinión entre el nomre y el proeimiento Preiaor: proeure? > (proeure? ar) > #f > (proeure? ar) Los proeimientos pueen ser argumentos e otros proeimientos > (proeure? (ar (list r)) Proeimientos Los proeimientos son atos > (if (proeure? ) ar r)) > #proeure > ((if (proeure? ) ar r) (x y z)) > (y z) > (((if (proeure? proeure?) r ar) (ons ar r)) (ar in the ar)) > (in the ar) ; (r (ar in the ar)) > (((if (proeure? proeure?) ar r) (ons ar r)) (x y z)) > x Proeimientos (apply) Proeimiento normal: apliaión funional > (+ 1 ) apply: reie un pro. y una lista e argumentos > (apply + (1 )) > > (efine a (a )) > (apply ons (r a)) > (. ) > (apply apply (list proeure? (list apply))) Astraión funional (lama) El astrator funional lama p Permite rear nuevos pro. no neesariamente ligaos a variales y proalemente anónimos (lama lista-e-variales uerpo-el-proeimiento) Cuano el pro. se llama (1) las variales en la lista se ligan on las var. en el pro. () el proeimiento se evalúa Las ligas son loales al proeimiento ejemplo: (lama (n) (+ n )) 7

8 Astraión funional (lama) Uso e proeimientos reaos inámiamente El pro. puee ejeutarse iretamente El pro. puee asoiarse a un símolo meiante efine : > ((lama (n) (+ n ) 4) > (efine selet > 6 (lama ( 1st) > (list (lama (n) (+ n )) 6) (if > (#<proeure> 6) (ar 1st) > (efine a (lama (n) (+ n )) (ar 1st)))) > (a 6) > (selet #f (a )) > 8 > > (selet #t (list r ar)) (a )) > ( ) Proeimientos anónimos Se usan normalmente omo argumentos (a iferenia e muhos lenguajes) Se utilizan on map y anmap : > (map (lama (n) (+ n )) (1 4 5)) > ( ) > (efien a (lama (n) (+ n )) > (map a (1 4 5)) > ( ) > (anmap numer? (1 4 5)) > (map null? ( (a) ( ) ( ) () )) > (#f #t #t #f) Proeimientos anónimos Se usan normalmente omo argumentos (a iferenia e muhos lenguajes) Se utilizan on map y anmap : > (map ar ( (a ) ( ) (e f) )) > (a e) > (map list (a )) > ( (a) () () ()) > (map (lama (f) (f (a ))) (list ar r ar r ar)) > (a ( ) ( ) ) Proeimientos e primer oren Un valor es e primer-oren si puee ser pasao y reiio por proeimientos, aemás e guarao en estruturas e atos. En Lisp toos los valores son e primer-oren Ejemplo: Si f y g son funiones tales que Rango(g) Dominio(f) efinir la omposiión (f g)(x) = f(g(x)) > (efine ompose (lama (f g) (lama (x) (f (g x))))) > (efine a4 (ompose a a)) > (a4 5) > 9 > (ompose ar r) (a )) 8

9 Proeimientos on aria variale La aria es el número e argumentos que tiene un pro. Proeimientos e aria variale: list, vetor, string, + Es posile efinir nuevos proeimientos e aria variale (lama x x) ;equivalente al pro. list Ejemplo: > (efine plus (lama x (if (null? (r x)) (lama (y) (+ (ar x) y)) (apply + x)))) > (plus 1 ) >((plus 1) ) 9