Funkcionalno programiranje 1 2 Funkcionalni parseri Interaktivni programi

Funkcionalno programiranje 1. 2. Funkcionalni parseri Interaktivni programi

Šta je parser? Parser je program koji analizira tekst kako bi odredio njegovu sintaktičku strukturu: + 2 3+4 2 4 23

Razni programi koje svakodnevno koristimo imaju neke vrste parsera kojima preprocesiraju svoje ulazne podatke: Hugs Haskell programs Unix Shell scripts Explorer HTML documents

Tip parsera U Haskelu, parsere možemo prirodno posmatrati kao funkcije: type Parser = String Tree Parser je funkcija koja uzima string i vraća neki oblik drveta

Međutim, parser možda neće iskoristiti čitav string, pa u povratnu vrednost dodajemo i taj neiskorišćeni deo: type Parser = String (Tree, String) String se može parsirati na više načina, a nekad se i ne može parsirati, pa je pogodno vratiti listu rezultata: type Parser = String [(Tree, String)]

Da se ne bi ograničavali samo na strukuturu drveta, generalizujemo tip parsera tako da povratna vrednost bude bilo kog tipa: type Parser a = String [(a, String)]

Deklaracija klasi i instanci u Haskelu ¡ Uvođenje novih klasa: class Eq a where (==), (=) : : a → Bool x = y = ￢(x == y)

Uvođenje instanci klasa: instance Eq Bool where False == False = True == True _==_ = False ¡

Monadički tipovi class Monad m where return : : a → m a (>>=) : : m a → (a → m b) → m b

Primer instance monade instance Monad Parser where return v = · · · p >>= f = · · ·

Notacija do e 1 >>= λv 1 → e 2 >>= λv 2 →. . . en >>= λvn → return (f v 1 v 2. . . vn) do v 1 ← e 1 v 2 ← e 2. . . vn ← en return (f v 1 v 2. . . vn)

Primer parser. hs

Izgradnja gramatike za parser za aritmetičke izraze Hoćemo da konstruišemo parser koji bi izračunavao vrednost aritmetičkog izraza: 2*3+4 10 2*(3+4) 14 2*3+4 10

Instanca 1 expr : : = expr + expr | expr ∗ expr | (expr) | nat : : = 0 | 1 | 2 | · · ·

Za izraz 2*3+4 imamo dva moguća drveta izvođenja, jer naša gramatika ne uzima u obzir da množenje ima veći prioritet od sabiranja

Instanca 2 expr : : = expr + expr | term : : = term ∗ term | factor : : = (expr) | nat : : = 0 | 1 | 2 | · · · U ovakvoj gramatici postoji jedinstveno drvo izvođenja za 2*3+4

Međutim, gramatika još uvek ne uzima u obzir da su množenje i deljenje asocijativne operacije, što prouzrokuje više mogućih drveta izvođenja npr za izraz 2+3+4, koji može biti protumačen kao (2+3)+4 i kao 2+(3+4)

Instanca 3 expr : : = term + expr | term : : = factor ∗ term | factor što se može dalje pojednostaviti radi lakše implementacije: expr : : = term (+ expr |epsilon ) term : : = factor (∗ term |epsilon)

Primer arexp. hs

Zadatak ¡ Proširiti gramatiku i parser tako da se omogući stepenovanje. Podrazumeva se da je stepenovanje desno asocijativno i da ima veći prioritet od množenja i deljenja, ali manji od zagrada i brojeva.

Interaktivni programi Do sada smo videli kako se u Haskelu pišu tzv. batch programi, koji uzimaju ulazne podatke na početku i daju izlazne na kraju, bez ikakvih sporednih efekata inputs batch program outputs

Međutim, želeli bismo da koristimo Haskel za pisanje interaktivnih programa koji u toku izvršavanja mogu čitati podatke sa ulaza i pisati na izlaz keyboard inputs interactive program screen outputs

Problem Haskel programi su čiste matematičke funkcije: ¡ Haskel programi nemaju sporedne efekte. Čitanje sa tastature i ispis na ekran su sporedni efekti: ¡ Interaktivni programi imaju sporedne efekte.

Rešenje Interaktivni programi se mogu pisati u Haskelu korišćenjem tipova koji bi razlikovali “čiste” izraze od “nečistih” akcija koje mogu obuhvatati sporedne efekte IO a Tip akcija koje vraćaju vrednost tipa a

Na primer: IO Char IO () Napomena: ¡ Tip akcija koje vraćaju karakter. Tip akcija koje obuhvataju samo sporedne efekte i nemaju povratnu vrednost () je tip torke koja sadrži 0 komponenata.

Primer ¡ io. hs