Razonamiento automático (2017-18) Razonamiento automático (2017-18)

chapter {* R1: Programación funcional en Isabelle *}

theory R1_Programacion_funcional_en_Isabelle
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text {* ----------------------------------------------------------------
  Ejercicio 1. Definir, por recursión, la función
     longitud :: 'a list ⇒ nat
  tal que (longitud xs) es la longitud de la listas xs. Por ejemplo,
     longitud [a,b,c] = 3
  ------------------------------------------------------------------- *}

(* jalonso, edupalhid, anddonram *)

fun longitud :: "'a list ⇒ nat" where
  "longitud [] = 0" |
  "longitud (x#xs) = 1 + longitud xs "
   
value "longitud [a,b,c] = 3"

text {* --------------------------------------------------------------- 
  Ejercicio 2. Definir la función
     fun intercambia :: 'a × 'b ⇒ 'b × 'a
  tal que (intercambia p) es el par obtenido intercambiando las
  componentes del par p. Por ejemplo,
     intercambia (u,v) = (v,u)
  ------------------------------------------------------------------ *}

(* edupalhid, anddonram *)
fun intercambia :: "'a × 'b ⇒ 'b × 'a" where
  "intercambia (x,y) = (y,x)"

value "intercambia (u,v) = (v,u)"

text {* ---------------------------------------------------------------
  Ejercicio 3. Definir, por recursión, la función
     inversa :: 'a list ⇒ 'a list
  tal que (inversa xs) es la lista obtenida invirtiendo el orden de los
  elementos de xs. Por ejemplo,
     inversa [a,d,c] = [c,d,a]
  ------------------------------------------------------------------ *}

(* edupalhid *)
fun inversa :: "'a list ⇒ 'a list" where
  "inversa [] = []" |
  "inversa (x#xs) = inversa xs @[x] "

(* anddonram *)
fun conc :: "'a list ⇒ 'a list ⇒ 'a list" where
  "conc [] b = b"
| "conc (x#xs) b = x # conc xs b"

value "conc [1::int,2] [3] = [1,2,3]"

value "conc [1::int,2] [] = [1,2]"

fun inversa :: "'a list ⇒ 'a list" where
  "inversa [] = []"
| "inversa (x#xs) = conc (inversa xs)  (x#[])"


value "inversa [a,d,c] = [c,d,a]"


text {* --------------------------------------------------------------- 
  Ejercicio 4. Definir la función
     repite :: nat ⇒ 'a ⇒ 'a list
  tal que (repite n x) es la lista formada por n copias del elemento
  x. Por ejemplo, 
     repite 3 a = [a,a,a]
  ------------------------------------------------------------------ *}

(* edupalhid, anddonram *)
fun repite :: "nat ⇒ 'a ⇒ 'a list" where
  "repite 0 x = []" |
  "repite n x = x # repite (n-1) x"

value "repite 3 a = [a,a,a]"

text {* --------------------------------------------------------------- 
  Ejercicio 5. Definir la función
     conc :: 'a list ⇒ 'a list ⇒ 'a list
  tal que (conc xs ys) es la concatención de las listas xs e ys. Por
  ejemplo, 
     conc [a,d] [b,d,a,c] = [a,d,b,d,a,c]
  ------------------------------------------------------------------ *}

(* edupalhid, anddonram *)
fun conc :: "'a list ⇒ 'a list ⇒ 'a list" where
  "conc [] ys = ys" |
  "conc (x#xs) ys = x # conc xs ys"

value "conc [a,d] [b,d,a,c] = [a,d,b,d,a,c]"

text {* --------------------------------------------------------------- 
  Ejercicio 6. Definir la función
     coge :: nat ⇒ 'a list ⇒ 'a list
  tal que (coge n xs) es la lista de los n primeros elementos de xs. Por 
  ejemplo, 
     coge 2 [a,c,d,b,e] = [a,c]
  ------------------------------------------------------------------ *}

(* edupalhid *)
fun coge :: "nat ⇒ 'a list ⇒ 'a list" where
  "coge n [] = []" |
  "coge 0 xs = []" |
  "coge n (x#xs) = x # coge (n-1) xs "

value "coge 2 [a,c,d,b,e] = [a,c]"

text {* --------------------------------------------------------------- 
  Ejercicio 7. Definir la función
     elimina :: nat ⇒ 'a list ⇒ 'a list
  tal que (elimina n xs) es la lista obtenida eliminando los n primeros
  elementos de xs. Por ejemplo, 
     elimina 2 [a,c,d,b,e] = [d,b,e]
  ------------------------------------------------------------------ *}

(* edupalhid *)
fun elimina :: "nat ⇒ 'a list ⇒ 'a list" where
  "elimina 0 xs = xs" |
  "elimina n [] = []" |
  "elimina n (x#xs) = elimina (n-1) xs"

value "elimina 2 [a,c,d,b,e] = [d,b,e]"

text {* --------------------------------------------------------------- 
  Ejercicio 8. Definir la función
     esVacia :: 'a list ⇒ bool
  tal que (esVacia xs) se verifica si xs es la lista vacía. Por ejemplo,
     esVacia [a] = False
  ------------------------------------------------------------------ *}

(* edupalhid *)
fun esVacia :: "'a list ⇒ bool" where
  "esVacia xs = (if xs = [] then True else False)"

value "esVacia [a] = False"

text {* --------------------------------------------------------------- 
  Ejercicio 9. Definir la función
     inversaAc :: 'a list ⇒ 'a list
  tal que (inversaAc xs) es a inversa de xs calculada usando
  acumuladores. Por ejemplo, 
     inversaAc [a,c,b,e] = [e,b,c,a]
  ------------------------------------------------------------------ *}

(* edupalhid *)
fun inversaAcAux :: "'a list ⇒ 'a list ⇒ 'a list" where
  "inversaAcAux [] ys = ys" |
  "inversaAcAux (x#xs) ys = inversaAcAux xs (x#ys)"

fun inversaAc :: "'a list ⇒ 'a list" where
  "inversaAc xs = inversaAcAux xs []"

value "inversaAc [a,c,b,e] = [e,b,c,a]"

text {* --------------------------------------------------------------- 
  Ejercicio 10. Definir la función
     sum :: nat list ⇒ nat
  tal que (sum xs) es la suma de los elementos de xs. Por ejemplo,
     sum [3,2,5] = 10
  ------------------------------------------------------------------ *}

(*anddonram, edupalhid*)
--~~~~
fun sum :: "nat list ⇒ nat" where
  "sum [] = 0"
 |"sum (x#xs) = x+sum xs"

value "sum [3,2,5] = 10"


text {* --------------------------------------------------------------- 
  Ejercicio 11. Definir la función
     map :: ('a ⇒ 'b) ⇒ 'a list ⇒ 'b list
  tal que (map f xs) es la lista obtenida aplicando la función f a los
  elementos de xs. Por ejemplo,
     map (λx. 2*x) [3,2,5] = [6,4,10]
  ------------------------------------------------------------------ *}

(*anddonram, edupalhid*)
fun map :: "('a ⇒ 'b) ⇒ 'a list ⇒ 'b list" where
  "map f [] = []"
 |"map f (x#xs) = f x #(map f xs)"

value "map (λx. x+1) [3::nat,2,4]=[4,3,5]"

end