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Viel zu Haskell ergänzt; Funktionen höherer Ordnung beschrieben
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78368fa6e9
17 changed files with 220 additions and 24 deletions
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@ -1,7 +1,7 @@
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\chapter{Haskell}
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\index{Haskell|(}
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Haskell ist eine funktionale Programmiersprache, die von Haskell
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Brooks Curry entwickelt wurde und 1990 in Version~1.0 veröffentlicht
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Brooks Curry entwickelt und 1990 in Version~1.0 veröffentlicht
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wurde.
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Wichtige Konzepte sind:
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@ -21,24 +21,44 @@ Haskell kann unter \href{http://www.haskell.org/platform/}{\path{www.haskell.org
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für alle Plattformen heruntergeladen werden. Unter Debian-Systemen
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ist das Paket \texttt{ghc} bzw. \texttt{haskell-platform} relevant.
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\section{Typen}
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Siehe \cref{fig:haskell-type-hierarchy}:
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\subsection{Hello World}
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Speichere folgenden Quelltext als \texttt{hello-world.hs}:
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\inputminted[linenos, numbersep=5pt, tabsize=4, frame=lines, label=hello-world.hs]{haskell}{scripts/haskell/hello-world.hs}
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\begin{figure}[htp]
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\centering
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\resizebox{0.9\linewidth}{!}{\input{figures/haskell-type-classes.tex}}
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\caption{Hierarchie der Haskell Standardklassen}
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\label{fig:haskell-type-hierarchy}
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\end{figure}
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Kompiliere ihn mit \texttt{ghc -o hello hello-world.hs}. Es wird eine
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ausführbare Datei erzeugt.
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\section{Syntax}
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\subsection{Klammern}
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\subsection{Klammern und Funktionsdeklaration}
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Haskell verzichtet an vielen Stellen auf Klammern. So werden im
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Folgenden die Funktionen $f(x) := \frac{\sin x}{x}$ und $g(x) := x \cdot f(x^2)$
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definiert:
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\inputminted[numbersep=5pt, tabsize=4]{haskell}{scripts/haskell/einfaches-beispiel-klammern.hs}
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Die Funktionsdeklarationen mit den Typen sind nicht notwendig, da
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die Typen aus den benutzten Funktionen abgeleitet werden.
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Zu lesen ist die Deklaration wie folgt:
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\begin{center}
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\texttt{[Funktionsname] :: \texttt{[Typendefinitionen]} => \texttt{Signatur}}
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\end{center}
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\begin{itemize}
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\item[T. Def.] Die Funktion \texttt{f} benutzt als Parameter bzw. Rückgabewert
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einen Typen. Diesen Typen nennen wir \texttt{a} und er ist
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vom Typ \texttt{Floating}. Auch \texttt{b}, \texttt{wasweisich}
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oder etwas ähnliches wäre ok.
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\item[Signatur] Die Signatur liest man am einfachsten von hinten:
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\begin{itemize}
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\item \texttt{f} bildet auf einen Wert vom Typ \texttt{a} ab und
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\item \texttt{f} hat genau einen Parameter \texttt{a}
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\end{itemize}
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\end{itemize}
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\todo[inline]{Gibt es Funktionsdeklarationen, die äquivalent? (bis auf wechsel des namens und der Reihenfolge)}
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\subsection{if / else}
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Das folgende Beispiel definiert den Binomialkoeffizienten (vgl. \cref{bsp:binomialkoeffizient})
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@ -61,23 +81,86 @@ hat einen Speicherverbrauch von $\mathcal{O}(n)$. Durch einen
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\inputminted[numbersep=5pt, tabsize=4]{haskell}{scripts/haskell/fakultaet-akkumulator.hs}
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\subsection{Listen}
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\todo[inline]{Cons-Operator, Unendliche Listen}
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\begin{itemize}
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\item \texttt{[]} erzeugt die leere Liste,
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\item \texttt{[1,2,3]} erzeugt eine Liste mit den Elementen $1, 2, 3$
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\item \texttt{:} wird \textbf{cons}\xindex{cons} genannt und ist
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der Listenkonstruktor.
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\item \texttt{head list} gibt den Kopf von \texttt{list} zurück,
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\texttt{tail list} den Rest:
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\inputminted[numbersep=5pt, tabsize=4]{haskell}{scripts/haskell/list-basic.sh}
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\item \texttt{null list} prüft, ob \texttt{list} leer ist.
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\item \texttt{length list} gibt die Anzahl der Elemente in \texttt{list} zurück.
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\item \texttt{maximum [1,9,1,3]} gibt 9 zurück (analog: \texttt{minimum}).
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\item \texttt{last [1,9,1,3]} gibt 3 zurück.
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\item \texttt{reverse [1,9,1,3]} gibt \texttt{[3,1,9,1]} zurück.
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\item \texttt{elem item list} gibt zurück, ob sich \texttt{item} in \texttt{list} befindet.
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\end{itemize}
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\subsubsection{Beispiel in der interaktiven Konsole}
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\inputminted[numbersep=5pt, tabsize=4]{haskell}{scripts/haskell/listenoperationen.sh}
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\subsubsection{List-Comprehensions}\xindex{List-Comprehension}
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List-Comprehensions sind kurzschreibweisen für Listen, die sich an
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der Mengenschreibweise in der Mathematik orientieren. So entspricht
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die Menge
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\begin{align*}
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myList &= \Set{1,2,3,4,5,6}\\
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test &= \Set{x \in myList | x > 2}
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\end{align*}
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in etwa folgendem Haskell-Code:
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\inputminted[numbersep=5pt, tabsize=4]{haskell}{scripts/haskell/list-comprehensions.sh}
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\subsection{Strings}
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\begin{itemize}
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\item Strings sind Listen von Zeichen:\\
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\texttt{tail "ABCDEF"} gibt \texttt{"BCDEF"} zurück.
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\end{itemize}
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\section{Typen}
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In Haskell werden Typen aus den Operationen geschlossfolgert. Dieses
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Schlussfolgern der Typen, die nicht explizit angegeben werden müssen,
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nennt man \textbf{Typinferent}\xindex{Typinferenz}.
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Haskell kennt die Typen aus \cref{fig:haskell-type-hierarchy}.
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Ein paar Beispiele zur Typinferenz:
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\inputminted[numbersep=5pt, tabsize=4]{haskell}{scripts/haskell/typinferenz.sh}
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\begin{figure}[htp]
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\centering
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\resizebox{0.9\linewidth}{!}{\input{figures/haskell-type-classes.tex}}
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\caption{Hierarchie der Haskell Standardklassen}
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\label{fig:haskell-type-hierarchy}
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\end{figure}
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\section{Beispiele}
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\subsection{Hello World}
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Speichere folgenden Quelltext als \texttt{hello-world.hs}:
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\inputminted[linenos, numbersep=5pt, tabsize=4, frame=lines, label=hello-world.hs]{haskell}{scripts/haskell/hello-world.hs}
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\subsection{Quicksort}
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\inputminted[linenos, numbersep=5pt, tabsize=4, frame=lines, label=qsort.hs]{haskell}{scripts/haskell/qsort.hs}
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Kompiliere ihn mit \texttt{ghc -o hello hello-world.hs}. Es wird eine
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ausführbare Datei erzeugt.
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\begin{itemize}
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\item Die leere Liste ergibt sortiert die leere Liste.
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\item Wähle das erste Element \texttt{p} als Pivotelement und
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teile die restliche Liste \texttt{ps} in kleinere und
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gleiche sowie in größere Elemente mit \texttt{filter} auf.
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Konkateniere diese beiden Listen mit \texttt{++}.
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\end{itemize}
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\subsection{Fibonacci}
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Durch das Ausnutzen von Unterversorgung\xindex{Unterversorgung} lässt
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sich das ganze sogar noch kürzer schreiben:
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\inputminted[linenos, numbersep=5pt, tabsize=4, frame=lines, label=qsort.hs]{haskell}{scripts/haskell/qsort-unterversorg.hs}
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\subsection{Fibonacci}\xindex{Fibonacci}
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\inputminted[linenos, numbersep=5pt, tabsize=4, frame=lines, label=fibonacci.hs]{haskell}{scripts/haskell/fibonacci.hs}
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\inputminted[linenos, numbersep=5pt, tabsize=4, frame=lines, label=fibonacci-akk.hs]{haskell}{scripts/haskell/fibonacci-akk.hs}
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\inputminted[linenos, numbersep=5pt, tabsize=4, frame=lines, label=fibonacci-zip.hs]{haskell}{scripts/haskell/fibonacci-zip.hs}
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\inputminted[linenos, numbersep=5pt, tabsize=4, frame=lines, label=fibonacci-pattern-matching.hs]{haskell}{scripts/haskell/fibonacci-pattern-matching.hs}
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\subsection{Quicksort}
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\subsection{Funktionen höherer Ordnung}
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\section{Weitere Informationen}
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\begin{itemize}
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