IB015 – Sbírka úloh
Cvičení 8
8.1 Úvod do IO
Příklad 8.1.1 Do interpretru zapište nejprve výraz "**\n**\n" a poté výraz putStr "**\n**\n".
Rozdíl chování interpretru vysvětlete.
Příklad 8.1.2 Uvažme seznam definovaný následovně:
pt :: [[Integer]]
pt = iterate (\r -> zipWith (+) ([0] ++ r) (r ++ [0])) [1]
a) Vypište jeho prvních 15 prvků.
b) Co seznam vyjadřuje?
c) Vyhodnoťte take 7 pt.
d) Vyhodnoťte show (take 7 pt).
e) Vyhodnoťte map show (take 7 pt).
f) Vyhodnoťte (unlines . map show) (take 7 pt).
g) Vyhodnoťte (putStr . unlines . map show) (take 7 pt).
Příklad 8.1.3 Stáhněte si program 08_pt.hs, spusťte ho a pochopte, jak funguje. Soubor
naleznete v ISu a v příloze sbírky.
8.2 IO pomocí do-notace
Příklad 8.2.1 Naprogramujte funkci compareInputs :: IO (), která od uživatele načte dva
řetězce a pak vypíše na obrazovku delší z nich.
Příklad 8.2.2 Definujte akci getInt :: IO Int, která ze standardního vstupu načte celé číslo.
Využijte knihovní funkci read :: (Read a) => String -> a.
Příklad 8.2.3 Upravte a doplňte následující zdrojový kód tak, aby program vyžadoval a načetl
postupně tři celá čísla a o nich určoval, zda mohou být délkami hran trojúhelníku.
main :: IO ()
main = do putStrLn "Enter one number:"
x <- getInt
putStrLn (show (1 + x))
1
IB015 – Sbírka úloh
Příklad 8.2.4 Napište program, který vyzve uživatele, aby zadal jméno souboru, poté ověří,
že zadaný soubor existuje, a pokud ano, vypíše jeho obsah na obrazovku, pokud ne, informuje
o tom uživatele. Úkol řešte s využitím doesFileExist z modulu System.Directory
Příklad 8.2.5 Vysvětlete význam a rizika rekurzivního použití volání funkce main v následujícím
programu.
main :: IO ()
main = do putStr "Enter string: "
s <- getLine
if null s then putStrLn "pa pa"
else do putStrLn (reverse s)
main
8.3 IO pomocí operátorů »= a »
Příklad 8.3.1 Převeďte následující program v do-notaci na notaci s použitím >>=.
main = do
f <- getLine
s <- getLine
appendFile f (s ++ "\n")
Příklad 8.3.2 Napište program, který načte jeden řádek textu od uživatele, ze kterého pak
odstraní všechny znaky, které nejsou znaky abecedy. Výsledek následně vypíše na výstup. V
úkolu použijte funkci isAlpha z modulu Data.Char.
Příklad 8.3.3 Které z následujících výrazů jsou korektní? Co tyto výrazy dělají?
a) getLine (>>=) putStrLn . tail
b) (>>) getLine getLine
c) getLine >>= \s -> return >> putStrLn "ok"
d) getLine >> getLine >>= (\a b -> putStrLn (a ++ b))
e) readFile "/etc/passwd" >>= (\s -> writeFile "backup") >> putStrLn s
f) getLine >>= \f -> putStrLn "N/A"
g) getLine >> \_ -> return 1
h) x <- getChar >> putStrLn x >> putStr "done"
Příklad 8.3.4 Následující funkci přepište do tvaru, ve kterém nepoužijete konstrukci do, také
určete typ funkce.
query question = do putStrLn question
answer <- getLine
return (answer == "ano")
2
IB015 – Sbírka úloh
Příklad 8.3.5 Funkci query z předchozího příkladu modifikujte tak, aby:
a) Rozlišovala kladné i záporné odpovědi a při nekorektní nebo nerozpoznané odpovědi
otázku opakovala.
b) Akceptovala odpovědi s malými i velkými písmeny, interpunkcí, případně ve více jazycích.
Příklad 8.3.6 Upravte program 08_guess.hs tak, aby parametry funkce guess četl z příkazové
řádky. Soubor naleznete v ISu a v příloze sbírky.
Příklad 8.3.7 Vymyslete a naprogramujte několik triviálních prográmků manipulujících s textovými
soubory:
• počítání řádků
• výpis konkrétního řádku podle zadaného indexu
• vypsání obsahu pozpátku
• seřazení řádků, ...
Definice alternativně přepište s a bez pomoci syntaktické konstrukce do.
Příklad 8.3.8 Definujte funkci (>>) pomocí funkce (>>=).
3
IB015 – Sbírka úloh
Řešení
Řešení 8.1.1 V prvním případě dojde jenom k vypsání hodnoty výrazu "**\n**\n" jako
řetězce. Jelikož jde o výraz vytvořený jenom z datových konstruktorů (seznam znaků), nelze
jej dále vyhodnotit.
Na druhou stranu, u výrazu putStr "**\n**\n" jde o výraz typu IO (). To znamená, že
výsledkem, na který se výraz vyhodnotí, bude nultice obalená monádou. Avšak, jako vedlejší
efekt vyhodnocení akce putStr dojde k vypsání její argumentu na standardní výstup.
Poznámka: Srovnejte výsledek vyhodnocení následovných akcí v interpretu ghci:
putStrLn "test"
putStr ""
return ()
return True
return 100
return [1,2,3]
return (return 1 :: IO Int)
return id
return (id, not)
Na základě výsledku vyhodnocení těchto výrazů můžeme vidět, že interpret nevypíše hodnotu, kterou vracíme
v monádě v případě, že jde o hodnotu typu, který není instancí třídy Show, protože ji vypsat nelze a také pokud
jde o hodnotu (), protože ta reprezentuje v Haskellu hodnotu typu známého z jazyka C jako void a tudíž
nenese žádnou užitečnou informaci. Navíc u hodnoty typu IO () není výsledek vypisován patrně i proto, že by
byl rušivý při výpisu hodnot pomocí funkcí putStr, putStrLn, print, ...
Řešení 8.2.1
compareInputs :: IO ()
compareInputs = do
putStr "First string: "
str1 <- getLine
putStr "Second string: "
str2 <- getLine
let longer = if length str1 > length str2 then str1 else str2
putStrLn $ "Longer string: " ++ longer
Řešení 8.2.2
getInt :: IO Int
getInt = getLine >>= \num -> return (read num :: Int)
getIntDo :: IO Int
getIntDo = do
line <- getLine
let num = read line :: Int
return num
4
IB015 – Sbírka úloh
Řešení 8.2.3
trg :: IO ()
trg = do
putStrLn "Enter three numbers separated by commas: "
nums <- getLine
let (a, b, c) = read ("(" ++ nums ++ ")") :: (Int, Int, Int)
print (a + b > c && b + c > a && c + a > b)
Řešení 8.2.4
import System.Directory
cat :: IO ()
cat = do putStr "Enter filename: "
fileName <- getLine
fileExists <- doesFileExist fileName
if fileExists then do
fileContents <- readFile fileName
putStr fileContents
else do
putStrLn "Requested file was not found."
return ()
Řešení 8.2.5 Obecně, rekurze v kontextu IO umožňuje opakované vykonávání akcí. V tomto
případě vidíme, že od první akce, která je součástí main až po její další výskyt, se opakuje
načtení řetězce a výpis jeho převrácené podoby. Tedy rekurze umožňuje kontrolovaně (zadámeli
prázdný řetězec – dojde k ukončení rekurze) opakovat akci. Pokud však neuhlídáme ukončení
rekurze, může dojít k zacyklení vyhodnocování akcí.
Řešení 8.3.1
main = getLine >>= \f ->
getLine >>= \s ->
appendFile f (s ++ "\n")
Řešení 8.3.2
a)
import Data.Char
main :: IO ()
main = getLine >>= putStr . filter isAlpha
main' :: IO ()
main' = do x <- getLine
putStr (filter isAlpha x)
Řešení 8.3.3
5
IB015 – Sbírka úloh
a) Nekorektní, operátor je zapsaný v prefixovém tvaru, ale použitý infixově.
b) Korektní.
c) Nekorektní, funkci return chybí argument.
d) Nekorektní, není možné „sesbírat“ hodnoty getLine takovým způsobem (použití >> za
prvním getLine způsobí „zapomenutí“ jeho hodnoty).
e) Nekorektní, platnost s končí závorkou, tedy při použití na konci řádku již není definována.
f) Korektní, proměnnou f není nutné použít.
g) Nekorektní, za operátorem >> musí následovat výraz typu IO a, ne funkce typu a ->
IO b.
h) Nekorektní, zápis <- je možno použít jenom v do-notaci (a intensionálních seznamech).
Řešení 8.3.4
query' :: String -> IO Bool
query' question =
putStrLn question >> getLine >>= \answer -> return (answer == "ano")
Nebo lze upravit vzniklou λ-abstrakci na pointfree tvar:
query'' :: String -> IO Bool
query'' question =
putStrLn question >> getLine >>= return . (=="ano")
Řešení 8.3.5
a)
query2 :: String -> IO Bool
query2 question = do
putStrLn question
answer <- getLine
if answer == "ano"
then return True
else if answer == "ne"
return False
else query2 question
b)
import Data.Char
query3 :: String -> IO Bool
query3 question = do
putStrLn question
answer <- getLine
let lcAnswer = map toLower answer
if lcAnswer `elem` ["ano", "áno", "yes"] then
return True
else
if lcAnswer `elem` ["ne", "nie", "no"] then
return False
6
IB015 – Sbírka úloh
else
query3 question
Řešení 8.3.8
x >> f = x >>= \_ -> f
7