module W3 where import Control.Monad import Data.List import Data.IORef import System.IO -- ATTENZION! Palauta vain tiedosto joka _kääntyy_. Tämä tarkoittaa -- sitä että komennon "runhaskell W3Test.hs" pitää toimia. Yksittäiset -- testit siis saavat olla menemättä läpi mutta testien ajamisen tulee -- toimia. -- -- Ei myöskään ole suositeltavaa poistaa tässä pohjassa olevia -- tyyppiannotaatioita. Ne kertovat mikä funktion tyypin _pitää_ olla. -- Jos saat tyyppivirheitä, vika on toteutuksessasi, ei tehtäväpohjan -- mukana tulevissa tyypeissä. -- Tehtävä 1: Määrittele operaatio hei, joka tulostaa kaksi riviä, -- joista ensimmäinen on "HEI" ja toinen on "MAAILMA". hei :: IO () hei = do putStrLn "HEI" putStrLn "MAAILMA" -- Tehtävä 2: Määrittele operaatio tervehdi siten, että tervehdi nimi -- tulostaa "HEI nimi" tervehdi :: String -> IO () tervehdi s = putStrLn $ "HEI "++s -- Tehtävä 3: Määrittele operaatio tervehdi', joka lukee nimen -- näppäimistöltä ja sitten tervehtii kuten edellisessä tehtävässä. tervehdi' :: IO () tervehdi' = do nimi <- getLine tervehdi nimi -- Tehtävä 4: Määrittele operaatio lueSanat n joka lukee käyttäjältä n -- sanaa (yksi per rivi) ja palauttaa ne aakkosjärjestyksessä lueSanat :: Int -> IO [String] lueSanat n = do sanat <- replicateM n getLine return $ sort sanat -- Tehtävä 5: Määrittele operaatio lueKunnes f, joka lukee käyttäjältä -- merkkijonoja ja palauttaa ne listana. Lukeminen lopetetaan kun f -- palauttaa luetulle alkiolle True. (Sitä alkiota jolle f palauttaa -- True ei liitetä listaan). lueKunnes :: (String -> Bool) -> IO [String] lueKunnes f = do sana <- getLine if f sana then return [] else do sanat <- lueKunnes f return $ sana:sanat -- Tehtävä 6: Määrittele operaatio printFibs n, joka tulostaa n -- ensimmäistä fibonaccin lukua, yhden per rivi printFibs :: Int -> IO () printFibs n = mapM_ print $ fibs 0 1 n where fibs a b 0 = [] fibs a b n = b:fibs b (a+b) (n-1) -- Tehtävä 7: Määrittele operaatio isums n, joka lukee käyttäjältä n -- lukua ja palauttaa niitten summan. Lisäksi jokaisen luvun jälkeen -- tulostetaan siihenastinen summa luvuista. isums :: Int -> IO Int isums n = go 0 n where go sum 0 = return sum go sum n = do i <- readLn let sum' = sum+i print sum' go sum' (n-1) -- Tehtävä 8: when on hyödyllinen funktio, mutta sen ensimmäien -- argumentti on tyyppiä Bool. Toteuta whenM joka toimii samoin mutta -- ehto on tyyppiä IO Bool. whenM :: IO Bool -> IO () -> IO () whenM cond op = do b <- cond when b op -- Tehtävä 9: Toteuta funktio while ehto operaatio, joka suorittaa -- operaatiota niin kauan kun ehto palauttaa True. -- -- Esimerkkejä: -- while (return False) (putStrLn "MAHDOTONTA") -- ei tulosta mitään -- -- let kysy :: IO Bool -- kysy = do putStrLn "K/E?" -- line <- getLine -- return $ line == "K" -- in while kysy (putStrLn "JEE!") -- -- Tämä tulostaa JEE niin kauan kuin käyttäjä vastaa K while :: IO Bool -> IO () -> IO () while ehto op = whenM ehto $ do op while ehto op -- Tehtävä 10: Toteuta funktio debug, joka ottaa merkkijonon s ja -- IO-operaation op, ja palauttaa IO-operaation joka tulostaa annetun -- s, kutsuu op, ja tulostaa jälleen s. Lopuksi operaation pitäisi -- palauttaa op:n palautusarvo. -- -- Jos edellinen kuulostaa heprealta, tässä vaihtoehtoinen -- tehtävänanto: (debug s op) toimii täsmälleen kuten op, mutta aluksi -- ja lopuksi tulostetaan merkkijono s. -- -- Esimerkkejä: -- debug "MOI" (return 3) -- - tulostaa kaksi riviä joilla lukee "MOI" -- - tuottaa arvon 3 -- debug "HEI" getLine -- 1. tulostaa "HEI" -- 2. lukee käyttäjältä rivin -- 3. tulostaa "HEI" -- 4. tuottaa käyttäjän syöttämän rivin debug :: String -> IO a -> IO a debug s op = do putStrLn s ret <- op putStrLn s return ret -- Tehtävä 11: Toteuta itse funktio mapM_. Saat käyttää (puhtaita) -- listafunktioita ja listojen hahmontunnistusta mymapM_ :: (a -> IO b) -> [a] -> IO () mymapM_ f [] = return () mymapM_ f (x:xs) = do f x mymapM_ f xs -- Tehtävä 12: Toteuta itse funktio forM. Saat käyttää (puhtaita) -- listafunktioita ja listojen hahmontunnistusta myforM :: [a] -> (a -> IO b) -> IO [b] myforM [] f = return [] myforM (a:as) f = do b <- f a bs <- myforM as f return $ b : bs -- Tehtävä 13: Joskus törmää IO-operaatioihin jotka palauttavat -- IO-operaatiota. Esimerkiksi IO-operaatio joka palauttaa -- IO-operaation joka palauttaa Intin on tyypiltään IO (IO Int). -- -- Toteuta funktio tuplaKutsu, joka ottaa IO-operaation joka palauttaa -- IO operaation. tuplaKutsu op palauttaa IO-operaation joka -- 1. kutsuu op -- 2. kutsuu op:n palauttamaa operaatiota -- 3. palauttaa tämän palauttaman arvon -- -- Esimerkkejä: -- - tuplaKutsu (return (return 3)) on sama kuin return 3 -- -- - let op :: IO (IO [String]) -- op = do l <- readLn -- return $ replicateM l getLine -- in tuplaKutsu op -- -- toimii kuten -- -- do l <- readLn -- replicateM l getLine -- -- Tämä tehtävä on siitä mielenkiintoinen että jos saat sen menemään -- tyypintarkastuksesta läpi, se on lähes välttämättä oikein. tuplaKutsu :: IO (IO a) -> IO a tuplaKutsu op = do op2 <- op op2 -- Tehtävä 14: Monesti IO-operaatioita halutaan ketjuttaa. Toteuta -- funktio yhdista joka toimii hieman kuten operaattori (.) -- funktioille. yhdista siis ottaa operaation op1 tyyppiä -- a -> IO b -- ja operaation op2 tyyppiä -- c -> IO a -- ja arvon tyyppiä -- c -- ja palauttaa operaation op3 tyyppiä -- IO b -- op3 tekee tietenkin seuraavaa: -- 1. ottaa argumenttinsa (tyyppiä c) ja syöttää sen op2:lle -- 2. ottaa tämän lopputuloksen (tyyppiä a) ja syöttää sen op1:lle -- 3. palauttaa lopputuloksen (tyyppiä b) -- -- Tämä tehtävä on siitä mielenkiintoinen että jos saat sen menemään -- tyypintarkastuksesta läpi, se on lähes välttämättä oikein. yhdista :: (a -> IO b) -> (c -> IO a) -> c -> IO b yhdista op1 op2 c = do a <- op2 c op1 a -- Tehtävä 15: Tutustu modulin Data.IORef dokumentaatioon -- -- -- Toteuta funktio mkCounter, joka palauttaa operaatiot inc :: IO () -- ja get :: IO Int. Näitten operaatioitten tulee toimia yhteen seuraavasti: -- -- 1. jos operaatiota inc ei ole ajettu kertaakaan, palauttaa get arvon 0 -- 2. operaation inc ajaminen kasvattaa seuraavien get-kutsujen palautusarvoa -- -- Kyseessä on siis yksinkertainen tilallinen laskuri -- -- Esimerkki mkCounterin toiminnasta (GHCi:ssä) -- *W3> (inc,get) <- mkCounter -- *W3> inc -- *W3> inc -- *W3> get -- 2 -- *W3> inc -- *W3> inc -- *W3> get -- 4 mkCounter :: IO (IO (), IO Int) mkCounter = do ref <- newIORef 0 let get = readIORef ref inc = modifyIORef ref (+1) return (inc,get) -- Tehtävä 16: Toteuta operaatio hFetchLines, joka hakee annetusta -- tiedostoskahvasta rivit, joitten rivinumerot (rivinumerointi alkaa -- 1:stä) ovat annetussa listassa. Voit olettaa että rivinumerolista -- on nousevassa järjestyksessä. -- -- Modulin System.IO dokumentaatio auttanee. hFetchLines :: Handle -> [Int] -> IO [String] hFetchLines h nums = do cont <- hGetContents h let split = lines cont return $ pick 1 nums split where pick _ [] _ = [] pick _ _ [] = [] pick i (n:nums) (s:split) | i==n = s:pick (i+1) nums split | otherwise = pick (i+1) (n:nums) split -- Tehtävä 17: CSV on tiedostoformaatti, jossa taulukollinen arvoja on -- tallenettu tiedostoon niin, että tiedoston yksi rivi vastaa -- taulukon yhtä riviä, ja rivin alkiot on eroteltu ,-merkeillä. -- -- Tee funktio readCSV joka lukee CSV-tiedoston listaksi listoja. -- -- Huom! Funktiosi ei tarvitse osata käsitellä lainausmerkkejä, -- kenoviivoja, eikä muitakaan erinäisten CSV-formaattien hienouksia. -- Voit olettaa että jokainen kerkki , syötteessä on kentän raja. -- -- Huom! Eri riveillä voi olla eri määrä kenttiä readCSV :: FilePath -> IO [[String]] readCSV path = do str <- readFile path return $ map process $ lines str where process xs = case break (==',') xs of (a,[]) -> [a] (a,',':b) -> a:process b -- Tehtävä 18: Toteuta operaatio compareFiles, joka saa kaksi -- tiedostonimeä, a ja b. Tiedostojen sisältöjen haluttaisiin olevan -- samat, mutta niissä on jotakin eroja. Siispä kun tiedostojen a ja b -- rivit nro i poikkeavat toisistaan, tulostaa ohjelma: -- -- < tiedoston a versio rivistä -- > tiedoston b versio rivistä -- -- Esimerkki: -- -- Tiedoston a sisältö: -- a -- aa -- x -- aa -- bb -- cc -- -- Tiedoston b sisältö: -- a -- aa -- bb -- aa -- cc -- dd -- -- Tulostus: -- < x -- > bb -- < bb -- > cc -- < cc -- > dd -- -- Huom! Voit olettaa että tiedostoissa on sama määrä rivejä. -- -- Vihje! Eroavien rivien löytäminen on hyödyllistä erottaa omaksi -- puhtaaksi funktiokseen (jonka tyyppi voi olla vaikkapa [String] -> -- [String] -> [String]). compareFiles :: FilePath -> FilePath -> IO () compareFiles a b = do ac <- readFile a bc <- readFile b mapM_ putStrLn $ compareHelper (lines ac) (lines bc) compareHelper [] [] = [] compareHelper (a:as) (b:bs) | a /= b = ("< "++a):("> "++b):compareHelper as bs | otherwise = compareHelper as bs -- Tehtävä 19: Tässä tehtävässä näet miten funktionaalisessa -- ohjelmassa logiikan voi toteuttaa puhtaana funktiona, jota ympäröi -- yksinkertainen IO-"ajuri". -- -- Toteuta funktio interact', joka ottaa puhtaan funktion f tyyppiä -- (String,a) -> (Bool,String,a) -- ja alkutilan tyyppiä a ja palauttaa IO-operaation tyyppiä IO a -- -- interact':n tulisi toimia niin että se lukee käyttäjältä rivin, -- syöttää rivin ja tämänhetkisen tilan f:lle. f palauttaa booleanin, -- tulosteen ja uuden tilan. f:n palauttama tuloste tulostetaan -- ruudulle, ja jos palautettu boolean on True, jatketaan interact':n -- suorittamista uudella tilalla. Jos palautettu boolean on False, -- loppuu suoritus ja operaatio palauttaa lopputilan. -- -- Esimerkki: -- -- let f :: (String,Integer) -> (Bool,String,Integer) -- f ("inc",n) = (True,"",n+1) -- f ("print",n) = (True,show n,n) -- f ("quit",n) = (False,"bye bye",n) -- in interact' f 0 -- interact' :: ((String,a) -> (Bool,String,a)) -> a -> IO a interact' f state = do inp <- getLine case f (inp,state) of (True, out, state') -> do putStr out interact' f state' (False, out, state') -> do putStr out return state'