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Tópicos Avançados em Linguagens Computacionais – IF724
Aula Prática – FSharp (F#)
Leandro Mitsuo
Rodrigo Lumack
[email protected]
[email protected]
Professor: André Santos
Roteiro
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Configurando o ambiente
Sintaxe
– Estruturas Básicas
– Listas, Tuplas e Arrays
– Estruturas de Controle
– Expressões Condicionais
– Criação de Tipos
– Funções
– Tipos Algébricos
– Casamento de Padrões
– Acessando .NET
– Classes e Objetos
Chamando C# de F#
Chamando F# de C#
Exemplos de Aplicações
Configurando o Ambiente para o
Desenvolvimento no VS
• Primeiramente, deve-se descompactar o
arquivo FSharp-1.1.13.8.zip
• Em seguida, executar o arquivo
InstallFSharp.msi
Configurando o Ambiente para o
Desenvolvimento no VS
• Com o compilador instalado, agora devemos criar um
projeto F# (File -> New -> Project -> Other Projects ->
F# Projects)
• Em seguida, devemos criar uma classe de F# (.fs file)
• Agora é só escrever o código, compilar (ctrl+shift+B) e
executar (F5)
Desenvolvendo sem o VS
• Pode-se escrever o código em algum editor
de texto (Notepad++ ou Context) e salvá-lo
com a extensão .fs
• Com o prompt, então, podemos compilar o
código executando o arquivo fsc.exe (fsc
<nome do arquivo.fs>)
• E em seguida, executá-lo
Hello World
• printf “Hello World”;;
• let x = 3 + (4 * 5);;
let res = (if x = 23 then "correct" else "incorrect");;
printf "%s" res ;;
Sintaxe - Estruturas Básicas
• Constantes
– Inteiros: 4096, 0xFF
– String: “Hello”, “Tab\tTab”
– Ponto Flutuante: 3.1215, 1000.045, 1.0e6,
• Operadores
– +, -, *, /, %
– &&, ||
– =, <>, <, >, <=, >=
Sintaxe – Listas
• Listas
– Muito utilizadas
– São imutáveis
• Não se pode apagar um elemento de uma lista. Podese criar uma nova lista sem este elemento
[] -> Lista vazia
[“Hello”; “World”] -> Lista com 2 elementos
“Hello” :: [“World”] -> Lista criada com adição de elemento
na frente
[“Hello”] @ [“World”] -> Concatenação de listas
Sintaxe – Tuplas
• Tuplas
– Permite agrupar valores de tipos diferentes em um
único elemento
(3, 4);; -> Um par de inteiros
(“Hello”, 4, “World”);; -> Uma tripla de Strings e um inteiro
let addThree (a,b,c) = a + b + c;;
let addPairs (a,b) (d,e) = (a+d, b+e) ;;
Sintaxe – Arrays
• Arrays
let arr = Array.create 3 ""
do arr.(0) <- "hello"
do arr.(1) <- " "
do arr.(2) <- "world"
let str = string.Join("",arr);;
Sintaxe – Expressões Condicionais
• Expressões Condicionais
• if (4 > 3) then "Hello\n" else "Goodbye\n“;;
• if (4 = 3) then AddThree(1,3,5) else 6 + 7;;
Sintaxe – Estruturas de Controle
•
Estruturas de Controle
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let y = 5;;
let z = ref y;;
while (!z > 3) do
z := !z - 1;
printf “z = %d\n" !z;
done;
•
let x = Array.create 3 1;;
for i = 0 to Array.length(x) - 1 do
printf "x[%d] = %d\n" i x.(i);
done;
Sintaxe – Criação de Tipos
• Criação de Tipos
• type key_value = {
key : string;
value : string;
}
let test = { key="a"; value=“Hello" };;
printf "key = %s\n" test.key;;
Sintaxe – Estruturas Básicas
• É possível criar tipos que recebem valores
genéricos (polimorfismo paramétrico)
• type ('a, 'b) key_value_g = {
key : 'a;
value : 'b;
}
let sth_g = { key=10; value="deset"; };;
printf "key = %d\n" sth_g.key;;
Sintaxe – Funções
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Podemos criar 2 tipos de funções:
– Iterativas
• Precisam utilizar o símbolo ‘!’ para manipular os
valores de constantes
– Recursivas
• Necessita do uso da palavra ‘rec’
•
•
Função fatorial iterativa
let fac (n) =
let ret = ref 1 in
for i = 1 to n do
ret := !ret * i;
done;
printf "Fatorial(%d) = %d\n" n !ret;;
fac (3);
Sintaxe - Funções
• Função fatorial recursiva
• let rec fac1(n) =
if (n = 0) then 1 else n * fac1(n-1);;
let r = fac1(4);;
printf "Resultado = %d\n" r;;
Sintaxe – Funções
• Outro exemplo de função recursiva: Fibonacci
• let rec fib n =
if n <= 2 then 1 else fib (n-2) + fib(n-1);;
• let f = fib(5);;
printf "Resultado = %d\n" f;;
Sintaxe – Funções
• Função lambda
– Podemos armazenar uma função em uma
variável e chamá-la sempre que quisermos
• let lambda = (fun x -> x + 1);;
printf "res = %d\n" (lambda 3);;
• let tmp = List.map lambda [1;2;3];;
let aux = List.to_array tmp;;
for j = 0 to Array.length(aux) - 1 do
printf "x[%d] = %d\n" j aux.(j);
done;;
Exercício 1
• Crie uma função Map (ela recebe uma função e uma lista
como parâmetros e retorna uma lista cujos elementos
sofreram a aplicação da função)
• Crie um caso de teste para validar sua função.
Sintaxe – Tipos Algébricos
• Casamento de Padrões
• type weekday = Monday | Tuesday | Wednesday | Thursday | Friday
let workRate (d:weekday) =
match d with
| Monday -> 1
| Tuesday -> 2
| Wednesday -> 3
| Thursday -> 4
| Friday -> 5;;
let day = workRate Monday;;
printf "dia = %d\n" day;;
Sintaxe – Tipos Algébricos
•
Casamento de Padrões
•
type expr =
Num of int
| Add of expr * expr
| Sub of expr * expr
let rec eval e =
match e with
| Num n -> n
| Add (x,y) -> eval x + eval y
| Sub (x,y) -> eval x - eval y;;
let exp = Add(Sub(Num 10,Num 5), Num 3)
let result = eval exp;;
printf "resultado = %d\n" result;;
Sintaxe – Casamento de Padrões
• Casamento de Padrões
• match ("abc","def") with
(x,y) -> printf "x = %s, y = %s" x y;;
let (x,y) = ("abc","def") in
printf "x = %s, y = %s" x y;;
Sintaxe – Acessando .NET
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type room = string;;
type number = int;;
type date = System.DateTime;;
type meeting =
| Personal of room * date
| Phone of number * date;;
let review = Phone(32,new System.DateTime(2006,05,26));;
let dateOfMeeting (a:meeting) =
match a with
| Personal(_,d) -> d
| Phone(_,d) -> d;;
let data = dateOfMeeting review;;
let dia = data.Day;;
printf “dia = %d\n" dia;;
Sintaxe – Classes e Objetos
•
•
Classes
type MyObj = class
val first : int
val mutable second : int
new(a,b) = { first=a; second=b }
member x.First = x.first
member x.Second
with get() = x.second
and set(v) = x.second <- v
member x.Write() = printf "f=%i, s=%i\n" x.first x.second
end
let obj = new MyObj(1,2);;
obj.Write();;
Exercício 2
• Crie uma classe Retangulo com atributos Largura e
Altura e os métodos Área, Perímetro e Print, que imprime
a largura, a altura, a área e o perímetro.
• Crie uma instância dessa classe e chame o método
Print.
Chamando F# de C#
• Para que seja possível chamar funções criadas em F# a
partir de C#, é necessário criar uma biblioteca de
funções F# (.dll)
• Em seguida, simplesmente utilize-a como qualquer
outra biblioteca (lembrando que as chamadas de função
deverão seguir a sintaxe de C# -> deve-se colocar
parênteses)
Chamando F# de C#
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•
F#
let rec loop n =
if n <= 0 then () else begin
print_endline (string_of_int n);
loop (n-1)
end
type MyData = A | B of int * MyData
let rec MyDataPrint d =
match d with
A -> print_endline "the end!"
| B (n,d) -> print_endline (string_of_int n); MyDataPrint d
let rec MyDataMap f d =
match d with
A -> A
| B (n,d) -> B (f n,MyDataMap f d)
Chamando F# de C#
• C#
• class Tester {
static void Main() {
Mydll.loop(10);
Mydll.MyData x1 = Mydll.MyData.A();
Mydll.MyData x2 = Mydll.MyData.B(3,x1);
Mydll.MyData x3 = Mydll.MyData.B(2,x2);
Mydll.MyData x4 = Mydll.MyData.B(1,x3);
Mydll.MyDataPrint(x4); Mydll.MyData x5 =
Mydll.MyDataMap(FuncConvert.ToFastFunc(new
System.Converter(square)), x4);
Mydll.MyDataPrint(x5);
if (Mydll.MyData.IsB(x5)) System.Console.WriteLine("Correct!");
}
static object square(object x) { return (int) x * (int) x; } }
Chamando C# de F#
• open System.Windows.Forms;;
let form = new Form();;
let guiRefresh g = printf "refresh!\n";;
form.Paint.Add(fun e -> guiRefresh e.Graphics);;
let handler = new PaintEventHandler(fun sender e -> guiRefresh
e.Graphics);;
form.Paint.AddHandler(handler);;
form.Paint.RemoveHandler(handler);;
• open System.Threading;;
let t = new Thread(new ThreadStart(fun () -> printf "thread started!\n"));;
t.Start();;
Exemplos de Aplicações – Teapot Renderer
Exemplos de Aplicações - Ray Tracer
Exemplos de Aplicações - Sudoku Solver
Exemplos de Aplicações - Visualizador de montador de
Genoma
• Segundo o head of computational genomics do DOE Joint
Genome Institute, Darren Platt, ele nunca viu um visualizador
de montador de genoma tão rápido.
– 500 linhas de código
Outras Aplicações
• Jogo para XBOX 360 (F# e XNA)
– Dandy Dungeon
• Jogo de xadrez chinês
• Compilador para Java
• HDFS (Hardware Design and Simulation)
– Biblioteca para projeto de hardware
– Implementação para FPGA´s e ASIC´s
Referências
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http://www.ffconsultancy.com/dotnet/fsharp/raytracer/index.html
http://www.strangelights.com/fsharp/
http://research.microsoft.com/fsharp/fsharp.aspx
http://strangelights.com/fsharp/Wiki/default.aspx
http://cs.hubfs.net/
http://blogs.msdn.com/dsyme/
• http://cs.hubfs.net/forums
®
Tópicos Avançados em Linguagens Computacionais – IF724
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Professor: André Santos