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LINGUAGEM DE PROGRAMAÇÃO HASKELL

Francisco Daniel Farias Graciano

Francisco Lourenço de Oliveira Neto

Rubens Medeiros Cardoso

Sidney Damasceno Nobre

RESUMO

Este trabalho faz uma demonstração da linguagem de programação Haskell.

Palavras-chave: LIP, Haskell, programação.

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1. HISTÓRICO

O conceito de avaliação preguiçosa já estava difundido no meio

acadêmico desde o final da década de 1970. Esforços nessa área incluíam

técnicas de grafia e a possibilidade de uma mudança radical na arquitetura de

Von Neumann. Após o lançamento de Miranda em 1985, diversas outras

linguagens funcionais de semântica não rígida proliferaram, como Lazy ML,

Orwell, Alfl, Id, Clean, Ponder e Daisy (um dialeto de Lisp). Mesmo após dois

anos, Miranda ainda era a mais usada, mas não estava em domínio público.

Em setembro 1987 foi realizada uma conferência Functional

Programming Languages and Computer Architecture (FPCA '87), em Oregon, o

consenso foi a criação de um comitê com o objetivo de construir um padrão

aberto para tais linguagens. Isso consolidaria as linguagens existentes, servindo

como base para pesquisas futuras no desenvolvimento de linguagens. A primeira

reunião do comitê foi realizada em janeiro de 1988, e algumas das metas da

linguagem foram discutidas. A linguagem deveria ser de fácil ensino, deveria ser

completamente descrita através de uma sintaxe e semântica formal, deveria estar

disponível livremente.

A primeira versão de Haskell foi definida em 1 de abril de 1990. Seguiu-

se a versão 1.1 em agosto de ano seguinte, a versão 1.2 em março de 1992, a

versão 1.3 em maio de 1996 e a versão 1.4 em abril de 1997. Esforços

posteriores culminaram no Haskell 98, publicado em janeiro de 1999 e que

especifica uma versão mínima, estável e portável da linguagem e

a biblioteca para ensino. Esse padrão sofreu uma revisão em janeiro de 2003.

A linguagem continua evoluindo, sendo as

implementações Hugs e GHC consideradas os padrões de fato. A partir de 2006

começou o processo de definição de um sucessor do padrão 98, conhecido

informalmente por Haskell′ ("Haskell Prime").

2. CARECTERÍSTICAS INOVADORAS

Características do Haskell incluem o suporte a funções recursivas e tipos

de dados, casamento de padrões, list comprehensions, guard statements e

avaliação preguiçosa, esta, um elo em comum entre os diversos grupos de

desenvolvimento da linguagem. A combinação destas características pode fazer

com que a construção de funções que seriam complexas em uma linguagem

procedimental de programação tornem-se uma tarefa quase trivial em Haskell.

Em questão de características inovadoras em Haskell, segundo a

pesquisa, é relação ao quicksort que é o mais rápido de implementar e mais

direto.

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2.1 QUICKSORT EM HASKELL

qsort [] = []

qsort (x:xs) = qsort (filter (<x) xs) ++ qsort (filter

(>=x) xs)

2.2 QUICKSORT EM C

void qsort(int a[], int lo, int hi){

{

int h, l, p, t;

if (lo < hi){

l = lo;

h = hi;

p = a[hi];

do{

while ((l < h) && (a[l]<=p))

l = l+1;

while ((h > 1) && (a[h] >= p))

h = h-1;

if (l < h){

t = a[1];

a[1] = a[h];

a[h] = t;

}

} while (l < h);

t = a[l];

a[l] = a[hi];

qsort (a, lo, l-1);

qsort (a, l+1, hi);

}

}

3. TIPOS DE DADOS

TIPO DE

DADO

DESCRIÇÃO CLASSES EXEMPLO

Bool Enumeração de valores booleanos, que permitem certas

operações lógicas, como conjunção (&&), disjunção (||) e

negação (not).

Read, Show,

Eq, Ord,

Enum,

Bounded

True

False

Char Enumeração de caracteres 16-bit, Unicode. A faixa dos

primeiros 128 caracteres é idêntica ao ASCII.

Read, Show,

Eq, Ord,

Enum,

Bounded

„a‟

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Double Ponto flutuante com maior intervalo e precisão que Float. RealFloat

Float Ponto flutuante. RealFloat 6553.612

Int Inteiro que cobre, pelo menos, o intervalo de valores [-2^29,

2^29-1].

Integral 123

Integer Inteiro de precisão limitada, com as mesmas funções e

operadores de Int.

Integral 123

Maybe Lida com valores opcionais sem terminar o programa e sem

usar o IOError.

Read, Show,

Eq, Ord

String Cadeia de caracteres, representada sob forma de lista de Char.

A sintaxe tanto pode ser de lista quanto a abreviação, entre

aspas.

“Casa”

[„C‟, „a‟, „s‟,

„a‟]

Tuplas Tipo de dado algébrico de definição de registros heterogêneos,

tuplas. A quantidade máxima de elementos dependa da

implementação, mas a quantidade mínima de quinze elementos

é sempre garantida.

Eq, Ord,

Bounded,

Read, Show

(„A‟, 11, True)

Listas Tipo de dado algébrico de definição de registros homogêneos

listas. Entre os operadores disponíveis encontra-se !!, que

retorna o n-ésimo elemento da lista, e ++, que concatena duas

listas de mesmo tipo. Relacionado a concatenação, há o

operador :, que adiciona um elemento no top de uma lista

Eq, Ord [1, 2, 3,]

[1...4]

(1:(2:(3:(4:[]))))

4. COMANDOS BÁSICOS

Começamos com o clássico exemplo do programa Hello Word, que pode

ser escrito, em Haskell, do seguinte modo:

module Main where

main = putStrLn "Hello World!"

Como resultado da execução deste programa, é enviada uma mensagem

ao sistema operacional, indicando que o texto passado como argumento para a

função putStrLn deve ser impresso na tela (ou seja, no dispositivo de saída

padrão).

As seguintes funções podem ser usadas para imprimir uma string na tela,

sendo a única diferença entre elas o fato de que a segunda inicia uma nova linha,

depois de imprimir a string:

putStr :: String -> IO ()

putStrLn :: String -> IO ()

O tipo de retorno dessas funções – IO () – indica que é executada uma

ação de E/S e nenhum valor é retornado1. Dizemos que funções como putStr e

putStrLn são funções de E/S ou funções de interação, em contraposição a

funções puras, tais como, por exemplo (++).

Para ler uma linha de caracteres do teclado, podemos usar a função:

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getLine :: IO(String)

O tipo desta função indica que ela executa uma ação de entrada de dados

e retorna um valor do tipo String.

As ações getLine e putStr podem ser usadas para ler e escrever strings de

caracteres. Para valores de outros tipos, devemos usar as funções readLn e print.

As funções readFile, writeFile e appendFile são implementadas em

termos de funções mais elementares definidas no módulo IO.

5. FUNÇÕES EM HASKELL

Apesar de existirem diversas funções pré-definidas em Haskell, o

interessante da programação funcional é que o usuário defina suas próprias

funções. As funções são definidas através de scripts. Um script é um arquivo que

contém definições de funções associando nomes com valores e tipos.

Ex¹: Função que recebe um inteiro e calcula seu quadrado.

quadrado :: Int -> Int

quadrado x = x * x

A primeira linha de código indica que a função receberá

como argumento um inteiro e retornará um inteiro. A

segunda linha corresponde ao algoritmo para calcular o

quadrado de um número inteiro.

O arquivo deve ser salvo com a extensão “.hs”. Por exemplo,“funcao.hs”.

Depois é só carregar o script no compilador de sua preferência (neste caso

estamos usando o WinHugs) e chamar a função passando um inteiro como

parâmetro.

Ex²:

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6. IMPLEMENTAÇÃO

Como programa exemplo nada melhor que um programa que calcule a

media de dois números, pois é um exemplo simples de compreender em quase

todas as linguagens de programação.

A função Media no exemplo é uma função que recebe como entrada

números do tipo float que são representados em ponto flutuante.

A função através de seu argumento calcula uma resposta utilizando uma

equação ((nota1 + nota2)/2), onde é dado como entrada dois números: nota1 e

nota2, e a saída é a soma dos dois números divido por dois, ou seja, sua média.

Ex¹: do {nota1 <- readLn;

nota2 <- readLn

print ((nota1+nota2)/2)}

No exemplo acima, é lido um número do teclado através

de readLn e atribuindo esse número a nota1, da mesma

forma ele faz para ler a nota2. Já no print, a função está

imprimindo na tela o valor de nota1+ nota2 divido por dois,

e por fim finalizando o programa com a chave “}”.

Ex²: Outro exemplo de programa é dado logo abaixo. No

programa seguinte, é dado como entrada vários números inteiros,

devolvendo como saída o total de números que são maiores que

dez.

nsup10 :: [Int] ->Int--Percorrendo toda lista

nsup10[] = 0-- o nsup10 é inicializado com 0, aqui

ele é o nosso contador.

nsup10(x:xs) | x > 10 = 1 +nsup10 xs-- Aqui é feita

a comparação se o numero que entrou é

maior que 10, se caso verdadeiro, então nosso

contador(nsup10), é incrementado em mais um.

|otherwise = nsup10 xs-- mostra na tela o nsup10

xs, ou seja o final do programa, onde mostra o

nosso contador

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7. DIFICULDADES

A disponibilidade de material para Haskell é grande, nesse trabalho

especificamente foram usados dois livros:

Real World Haskell

Haskell - Uma Abordagem

Prática

Sobre dificuldade no momento da instalação, não houve complicações,

são vários os compiladores com suporte a linguagem Haskell como: GHC,

WinHugs, nhc98, HBC, Helium. Para esse trabalho foi usado como exemplo o

WinHugs:

7.1 INSTALANDO O WINHUGS

Passo 1:

8

Passo 2

Passo 3

Passo 4

9

Passo 5

8. REFERÊNCIAS

http://pt.wikipedia.org/wiki/Haskell_(linguagem_de_programa%C3%A7

%C3%A3o) [Conslt. 29 nov. 2013]

Haskell - Uma Abordagem Prática

Real World Haskell