define
.Esta tarea se distribuye con dos ficheros start.rkt y tests.rkt (base-tarea2). Considere las definiciones del archivo start.rkt y escriba sus funciones en él. Escriba sus tests en el archivo tests.rkt adjunto. Ambos ficheros deben ser entregados vía U-Cursos. Los tests forman parte de su evaluación! Consulte las normas de entrega de tareas en http://pleiad.cl/teaching/cc4101.
En esta tarea se le provee el lenguaje MiniScheme+, que corresponde a un intérprete extendido con estructuras de primera clase y pattern matching1). Además, MiniScheme+ incorpora el uso de primitivas2). A continuación se presenta un breve tour de las características de MiniScheme+:
with
pueden tener 0 o más argumentos, por ejemplo: > (run '{{fun {x y z} {+ x y z}} 1 2 3}) 6 > (run '{with {{x 1} {y 2} {z 3}} {+ x y z}}) 6 > (run '{with {} {{fun {} 42}}}) 42
local
, define
y datatype
: la expresión local
permite realizar definiciones de identificadores y de estructuras de datos, usando define
y datatype
respectivamente. Por ejemplo: > (run '{local {{define x 1} {define y 2}} {+ x y}}) 3 > (run '{local {{datatype Nat {Zero} {Succ n}}} {Nat? {Zero}}}) #t > (run '{local {{datatype Nat {Zero} {Succ n}} {define pred {fun {n} {match n {case {Zero} => {Zero}} {case {Succ m} => m}}}}} {pred {Succ {Succ {Zero}}}}}) {Succ {Zero}}
Observe que define
y datatype
sólo pueden usarse en la zona de declaraciones de una expresión local
. Al declarar una estructura, la implementación extiende el ambiente usado en el cuerpo de local
con las funciones constructoras de cada variante; y con predicados para determinar si un valor corresponde a la estructura (en general, y para cada variante). Para más detalles, consulte la implementación y tests provistos.
Warm-up (0.5 ptos)
Si ejecutan el último ejemplo, veran que el output no es {Succ {Zero}}
sino (structV 'Nat 'Succ (list (structV 'Nat 'Zero empty)))
.
Luego de estudiar el código entregado para entender como se implementan las estructuras de datos, definan una función de pretty-printing para que las estructuras se representen al usuario (como resultado de run
) tal como esperado.
List
, con dos constructores Empty
y Cons
, y la función recursiva length
que retorna el largo de una lista.List
en cada ejemplo, modifique la función run
para que evalué la expresión en un contexto donde se tiene (al menos) la definición de List
y de length
. > (run '{List? {Empty}}) #t
{list e1 e2 … en}
como azúcar sintáctico para {Cons e1 {Cons e2 … {Cons en {Empty}}…}}
:> (run '{match {list {+ 1 1} 4 6} {case {Cons h r} => h} {case _ => 0}}) 2
No necesita modificar ni el AST ni el interprete.
{list e1 e2 … en}
también en posición de patron, por ejemplo:> (run '{match {list 2 {list 4 5} 6} {case {list a {list b c} d} => c}}) 5
{list v1 … vn}
:> (run '{list 1 4 6}) {list 1 4 6}
MiniScheme+ usa call-by-value como semántica de aplicación de funciones. Sin embargo, es posible agregar evaluación usando call-by-need para casos específicos.
lazy
para indicar que el argumento de una función debe ser evaluado usando call-by-need. Además, lazy
puede ser usado en la declaración de estructuras para determinar la semántica de las funciones constructoras. Asegúrese de obtener semántica call-by-need, y no call-by-name! Ejemplos: > (run '{{fun {x {lazy y}} x} 1 {/ 1 0}}) 1 > (run '{{fun {x y} x} 1 {/ 1 0}}) "/: division by zero" > (run '{local {{datatype T {C {lazy a}}} {define x {C {/ 1 0}}}} {T? x}}) #t > (run '{local {{datatype T {C {lazy a}}} {define x {C {/ 1 0}}}} {match x {case {C a} => a}}}) "/: division by zero"
hd
y una cola tl
, al igual que las listas. Un stream puede emular una lista infinita si se evita evaluar la cola del stream hasta que sea estrictamente necesario. Realice lo siguiente en MiniScheme+ extendido con el keyword lazy
:Stream
que evite evaluar su cola a menos que sea estrictamente necesario. (def stream-data '{datatype Stream ...})
(make-stream hd tl)
en MiniScheme+ que construye un stream basado en la estructura anterior. Ejemplo: (def make-stream '{define make-stream {fun ...}}) ; Stream infinito de 1s (def ones '{define ones {make-stream 1 ones}})
Nota: Todas las definiciones que se le piden a continuación deben realizarse en el lenguaje MiniScheme+ con las extensiones hasta este punto de la tarea.
Observe que para fines de presentación y de corrección, el intérprete define una conversión entre estructuras List
de MiniScheme+ y listas de Racket.
stream-hd
y stream-tl
para obtener la cabeza y la cola de un stream. Por ejemplo: (def stream-hd ...) (def stream-tl ...) > (run `{local {,stream-data ,make-stream ,stream-hd ,ones} {stream-hd ones}}) 1 > (run `{local {,stream-data ,make-stream ,stream-hd ,stream-tl ,ones} {stream-hd {stream-tl ones}}}) 1
Observe el uso de quasi-quoting3) para definir individualmente las funciones pedidas, así como el stream ones. Sus respuestas deben definirse como fragmentos de programa que luego serán compuestos de la forma que aquí se ilustra.
(stream-take n stream)
que retorna una lista con los primeros n elementos de stream. Ejemplo:(def stream-take ...) > (run `{local ,stream-lib {local {,ones ,stream-take} {stream-take 10 ones}}}) {list 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1}
Use la siguiente definición de stream-lib
en los próximos ejercicios:
(def stream-lib (list stream-data make-stream stream-hd stream-tl stream-take))
así no tendrá que volver a definir todas las funciones para cada ejercicio.
stream-zipWith
que funciona de manera análoga a zipWith
para listas. Ejemplo: (def stream-zipWith ...) > (run `{local ,stream-lib {local {,ones ,stream-zipWith} {stream-take 10 {stream-zipWith {fun {n m} {+ n m}} ones ones}}}}) {list 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2}
.
(def fibs ...) > (run `{local ,stream-lib {local {,stream-zipWith ,fibs} {stream-take 10 fibs}}}) {list 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55}
.
(def merge-sort ...) > (run `{local ,stream-lib {local {,stream-take ,merge-sort ,fibs ,stream-zipWith} {stream-take 10 {merge-sort fibs fibs}}}}) {list 1 1 1 1 2 2 3 3 5 5}
define
.> '(1 (+ 1 2)) (list 1 (list '+ 1 2)) > `(1 ,(+ 1 2)) (list 1 3) > '(1 ,(+ 1 2)) (list 1 (list 'unquote (list '+ 1 2)))))