IB015 – Domácí úkol 4: Databáze onemocnění
Termín odevzdání: 29. 11. 23.59; způsob odevzdání je popsán níže.
V tomto domácím úkolu si vyzkoušíte vytvořit o něco delší kód v Haskellu. Odměnou vám za to mohou
být až 3 body do hodnocení.
Vaším úkolem je naprogramovat několik funkcí pracujících s databází osob, onemocnění a jejich ukončení.
Úkol se zaměřuje na používání seznamových funkcí, zejména map a filter, a na skládání standardních
i vlastních funkcí. Většinu podúkolů lze vyřešit na tři řádky nebo méně, včetně lokálních definic a žádné
řešení nepotřebuje explicitní rekurzi.
Kostru domácí úlohy si můžete stáhnout ze studijních materiálů.
Reprezentace databáze
Databáze obsahuje tři tabulky – jedna obsahuje informace o osobách, druhá popisuje onemocnění (tedy
kombinaci nemoci a osoby, která danou nemocí trpěla nebo stále trpí), a poslední tabulka zase popisuje
východisko nemoci (způsob ukončení). Východiskem nemoci je buď vyléčení nemocné osoby, nebo její
smrt. Pokud není onemocnění ukončené, tak je osoba stále nemocná.
Jeden řádek každé tabulky je uložen jako jedna hodnota níže definovaného datového typu. Relační
schémata těchto tabulek jsou následující (primární klíče, jednoznačné identifikátory záznamu v tabulce,
jsou znázorněny italikou):
• Persons: (ID osoby, Jméno osoby)
• Infections: (ID onemocnění, ID osoby, Jméno onemocnění)
• Terminations: (ID onemocnění, Typ ukončení onemocnění)
V tomto případě má každá osoba a každé onemocnění unikátní identifikační číslo. Tzn. o každé ze vstupních
tabulek (tj. těch předávaných jako argument) můžete předpokládat, že má každý záznam skutečně unikátní
hodnotu primárního klíče.
Jedna osoba může mít libovolně mnoho nemocí (i žádnou), pro každou pak bude v tabulce samostatný
záznam. Pro každé onemocnění bude, v tabulce o ukončení onemocnění, buď jeden, nebo žádný záznam
o ukončení.
Můžete předpokládat, že každé identifikační číslo osoby, které se vyskytuje v tabulce onemocnění, je
k nalezení také v tabulce osob. Naopak to neplatí – osoba nemusí mít v databázi žádné onemocnění (osoba
zatím nikdy neonemocněla).
Posledním předpokladem je, že každé identifikační číslo onemocnění v tabulce ukončení onemocnění se
vyskytuje v tabulce onemocnění.
Nic jiného o databázi nepředpokládejte – rozsahy hodnot, počet a pořadí záznamů a podobně nejsou
specifikovány.
Tabulky jsou reprezentovány jako seznamy položek, typ těchto položek je definován níže. Identifikační čísla
jsou typu Integer a jména jsou řetězce (String). Protože v Haskellu nemůžeme mít globální měnitelný
stav, je databáze (resp. jen potřebná část) vždy předávána funkcím jako argument.
Aby byl z typů lépe poznat význam funkcí, zavádíme v kostře několik typových aliasů. Aliasy z kostry se
objevují i v typových signaturách dále v tomto zadání a jsou to:
type PersonId = Integer
type PersonName = String
type InfectionId = Integer
type InfectionName = String
Dále si zadefinujeme i nějaké vlastní datové typy. Prvně si definujeme typ TerminationType, který určuje,
jak bylo onemocnění ukončeno:
data TerminationType = Recovered | Dead
Dále si zadefinujeme typy pro řádky jednotlivých tabulek a tabulky samotné:
1
data Person = Person PersonId PersonName
data Infection = Infection InfectionId PersonId InfectionName
data Termination = Termination InfectionId TerminationType
type Persons = [Person]
type Infections = [Infection]
type Terminations = [Termination]
Aby se vám se záznamy lépe pracovalo a výsledný kód byl čitelnější, vřele doporučujeme napsat si funkce
vracející jednotlivé složky (tzv. gettery); například personId :: Person -> PersonId.
Funkce k implementaci
Následuje popis funkcí, které máte implementovat. Tabulky použité v příkladech najdete v kostře a
na konci zadání. Pro lepší čitelnost jsme zde výstupy rozdělili na řádky, nelekněte se proto, že vám
interpret vypíše vše na jeden dlouhý řádek.
• countOfInfected :: Infections -> InfectionName -> Int
Vrátí počet osob, které někdy prodělaly danou nemoc. Nezáleží na tom, jestli jsou ještě pořád nemocné.
countOfInfected infs "COVID" ~>* 3
countOfInfected infs "mrtvice" ~>* 0
countOfInfected [Infection 211 16 "COVID", Infection 119 16 "COVID"] "COVID" ~>* 1
• dead :: Terminations -> [InfectionId]
Z databáze vybere všechna ID onemocnění, která byla ukončena smrtí pacienta. Pořadí ID onemocnění
ve výsledném seznamu je stejné jako ve vstupní databázi.
dead ters ~>* [2020, 128]
• activeCases :: Infections -> Terminations -> Infections
Vrátí všechna onemocnění, která ještě nebyla ukončena (ani smrtí, ani vyléčením). Pořadí onemocnění
ve výsledném seznamu musí být stejné, jako bylo ve vstupní databázi.
Doplnění: V této úloze pro zjednodušení neuvažujte živost pacienta, pouze to, zda existuje ukončení pro
danou infekci. Vracejte tedy i infekce mrtvých pacientů.
Nápověda: Vzorové řešení používá pomocnou lokální definici inactive :: [InfectionId].
activeCases infs ters
~>* [Infection 1 5 "COVID"
,Infection 5 128 "rymicka"
,Infection 3 5 "astma"
]
activeCases [Infection 1 42 "mrtvice", Infection 2 42 "rymicka"] [Termination 1 Dead]
~>* [Infection 2 42 "rymicka"]
• somebodyDied :: Infections -> Terminations -> [InfectionName]
Výsledkem funkce je seznam jmen onemocnění, na které zemřela alespoň jedna osoba. Na pořadí jmen
onemocnění ve výsledném seznamu nezáleží. Zároveň se ve výsledném seznamu nevyskytují duplicitní
názvy.
somebodyDied infs ters ~>* ["COVID", "zapal plic"]
somebodyDied infs [Termination 2019 Dead, Termination 2020 Dead]
~>* ["COVID"]
2
• checkDeaths :: Infections -> Terminations -> Bool
Zkontroluje, jestli každá mrtvá osoba zemřela právě na jednu nemoc.
checkDeaths infs ters ~>* True
checkDeaths infs [Termination 3 Dead, Termination 128 Dead] ~>* False
• diseases :: Persons -> Infections -> [(PersonName, [InfectionName])]
Výsledkem této funkce je seznam dvojic, kde pro každou osobu v databázi osob je v druhé složce dvojice
seznam jmen onemocnění, kterými tato osoba trpí nebo trpěla. V případě, že osoba nemá nebo neměla
žádnou nemoc, zůstane seznam v druhé složce dvojice prázdný.
Poznámka: Nezáleží, jestli dané onemocnění je nebo není ukončeno.
Pořadí dvojic musí být shodné s pořadím osob ve vstupní databázi osob. Pořadí jmen onemocnění je
shodné s pořadím, které je ve vstupní tabulce onemocnění. V seznamu onemocnění dané osoby mohou být
duplicity (daná osoba mohla po vyléčení nemoci onemocnět znovu na tutéž nemoc).
diseases pers infs
~>* [("Augustin", ["COVID", "astma"])
,("Baltazar", [])
,("Ctirad", ["COVID"])
,("Zdenek", ["rymicka"])
,("Drahoslav", ["COVID", "astma", "zapal plic"])
]
diseases pers [Infection 42 1 "rymicka", Infection 21 1 "rymicka"]
~>* [("Augustin", ["rymicka", "rymicka"])
,("Baltazar", [])
,("Ctirad", [])
,("Zdenek", [])
,("Drahoslav", [])
]
Poznámky a tipy
• Směle využívejte funkcí z Prelude a Data.List.
• Importovat smíte i jiné moduly z balíku base,1
pohodlně se bez nich ale obejdete.
• Neduplikujte kód! Snažte se vždy využít funkce, které jste již naprogramovali. Pokud to nejde přímo,
ale přesto vidíte v řešení podobu, vytkněte podobnou část do pomocné funkce.
• Funkce jsou v kostře zakomentovány a zadefinovány jako undefined, takže po odkomentování
projdou překladem, ale jejich zavolání způsobí chybu. Pokud nějakou funkci neimplementujete,
můžete ji nechat zakomentovanou.
• Nejste-li si jisti nějakou částí zadání, zeptejte se v diskusním fóru.
• Nezapomeňte, že opisování je zakázáno a bude postihováno podle disciplinárního řádu.
• Přebíráte-li kód odjinud, uveďte zdroj, jinak bude na vaši práci pohlíženo jako na plagiát.
• Než řešení odevzdáte, pečlivě si přečtěte následující sekci a ujistěte se, že váš kód splňuje
všechny náležitosti. Neztrácejte body jen kvůli nepozornému čtení pokynů.
Odevzdání
Tento domácí úkol se neodevzdává přes odpovědník, nýbrž přes příslušnou odevzdávárnu v Informačním
systému. O tom, kterou odevzdávárnu máte použít, rozhoduje číslo vaší seminární skupiny.
• Do odevzdávárny vkládejte jediný soubor s příponou .hs obsahující vaši implementaci všech
požadovaných funkcí.
– Pokud chcete odevzdat znovu, můžete soubor přepsat či přidat nový, nezáleží na tom – vyhodnocuje
se vždy nejnovější odevzdaný soubor.
– Žádné jiné soubory nevkládejte.
– Již vložené soubory nepřejmenovávejte, mohou se pak vyhodnotit dvakrát.
1Výjimku tvoří moduly které jsou „Unsafe“, ty však určitě nebudete potřebovat (v hlavičce dokumentace jsou označeny
jako „Safe Haskell: Unsafe“).
3
• Vaše řešení musí zachovat všechny definice datových typů tak, jak jsou v zadání, jediná
povolená modifikace je přidání instance typové třídy.
• Řešení musí jít přeložit překladačem GHC 8.10. Zkuste si jej proto před odevzdáním spustit na Aise
(nezapomeňte přidat modul s novým GHC).
• Všechny funkce musí mít typovou signaturu.
• V odevzdaném souboru neuvádějte hlavičku module (pokud nevíte, o co se jedná, vůbec to nevadí).
Vyhodnocování
• Vyhodnocení po nahrání souboru není okamžité.
– Automatický testovací nástroj kontroluje soubory v odevzdávárně v pravidelných intervalech
několika minut. Podle času odevzdání a vytížení vyhodnocovacího serveru může vyhodnocení
trvat několik desítek minut.
– Pokud se vám výsledky neobjevily cca do půl hodiny a neblíží se zatím čas deadline, dejte nám
vědět ve fóru.
• Po vyhodnocení se získané body a případný výpis neprošedších testů objeví v poznámkovém
bloku.
– U nesprávně implementovaných funkcí se dozvíte příklad vstupu, na němž se váš výsledek
neshoduje s očekávaným.
– Nejprve jsou v bloku uvedeny vstupy, následně výstup učitelského řešení a váš výstup.
– V bloku uvidíte dvě sady testů – build a test. Může se stát, že se zobrazí nejprve jen build,
do pěti minut by pak měly přibýt výsledky samotných testů funkčnosti.
• Máte pět možností odevzdání, započítává se nejlepší z nich.
– Pokud v odevzdání neprojde kontrola syntaxe, tak se do tohoto limitu nepočítá, pokud však
kontrola projde, je automaticky započítáno a nelze to zvrátit.
• Další odevzdání provedete tak, že do odevzdávárny nahrajete novou verzi.
• Vzhledem k prodlevám při vyhodnocování neodkládejte práci na poslední chvíli, ať možnost vícenásobného
odevzdání v případě potřeby vůbec stihnete využít.
– S blížícím se termínem uzavření odevzdáváren očekávejte větší (i několikahodinové) prodlevy.
– Není žádná garance rychlosti vyhodnocování (může se tedy například stát, že výsledky řešení
odevzdaného v neděli ve 21.00 neuvidíte do konce deadline).
S odevzdávárnou zacházejte s rozvahou, abyste nepřišli o možnosti odevzdání. I když nahrajete nové
řešení ještě před zveřejněním výsledku v poznámkovém bloku, vyhodnocovací nástroj už může mít
(a pravděpodobně má) vaše dřívější odevzdání ve frontě. Z jeho pohledu tak došlo ke dvěma odevzdáním
a vy si vyplýtváte jeden pokus. Podobně se vám mohou započítat odevzdání navíc, pokud do odevzdávárny
omylem vložíte více než jeden soubor nebo pokud soubor přejmenujete (každý soubor se vezme jako
samostatné odevzdání).
Hodnocení
Za funkčnost můžete od automatických testů obdržet až 2,5 bodu podle toho, které funkce se vám
podařilo správně implementovat. Za částečně implementované funkce (např. nefunguje některý okrajový
případ) žádné body nezískáte.
Následně vám cvičící dají zpětnou vazbu na kód, ale také vám za úhlednost a pochopitelnost řešení mohou
udělit dalšího 0,5 bodu. Snažte se proto kód psát hezký a případné neočividné či zajímavé části řešení
stručně komentujte v kódu. Tipy k psaní hezkého kódu naleznete ve sbírce. Hodnotit na kvalitu se bude
poslední odevzdání s maximem bodů ze všech vašich odevzdání. Pokud vám tedy po dosažení plného
počtu automaticky přidělovaných bodů ještě zbývají pokusy, můžete bezpečně zkusit svůj kód zkrášlit.
V součtu tedy můžete za úlohu získat až 3 body.
Testovací data
Následující tabulky jsou použity v příkladech vyhodnocení funkcí výše a můžete je použít k vlastnímu
testování. Automatické testy ale probíhají nad jinými (automaticky generovanými) daty, řešení šité na míru
těm zdejším vám proto žádné body nevynese. Doporučujeme tedy funkce poctivě otestovat.
4
pers :: Persons
pers = [Person 1 "Augustin"
,Person 2 "Baltazar"
,Person 42 "Ctirad"
,Person 128 "Zdenek"
,Person 5 "Drahoslav"
]
infs :: Infections
infs = [Infection 2020 1 "COVID"
,Infection 2019 42 "COVID"
,Infection 1 5 "COVID"
,Infection 5 128 "rymicka"
,Infection 3 5 "astma"
,Infection 2 1 "astma"
,Infection 128 5 "zapal plic"
]
ters :: Terminations
ters = [Termination 2020 Dead
,Termination 2 Recovered
,Termination 2019 Recovered
,Termination 128 Dead
]
5