marzo 2023 – Exercitium

Relaciones simétricas

PorJosé A. Alonso 31-marzo-202310-marzo-2023

Usando el tipo de las relaciones binarias, definir la función

   simetrica :: Eq a => Rel a -> Bool

1	simetrica :: Eq a => Rel a -> Bool

tal que simetrica r se verifica si la relación r es simétrica. Por ejemplo,

   simetrica (R ([1,3],[(1,1),(1,3),(3,1)]))  ==  True
   simetrica (R ([1,3],[(1,1),(1,3),(3,2)]))  ==  False
   simetrica (R ([1,3],[]))                   ==  True

simetrica (R ([1,3],[(1,1),(1,3),(3,1)])) == True

simetrica (R ([1,3],[(1,1),(1,3),(3,2)])) == False

simetrica (R ([1,3],[])) == True

Soluciones

A continuación se muestran las soluciones en Haskell y las soluciones en Python.

Soluciones en Haskell

import Relaciones_binarias (Rel(R))
import Test.QuickCheck

-- 1ª solución
-- ===========

simetrica :: Eq a => Rel a -> Bool
simetrica (R (_,g)) = and [(y,x) `elem` g | (x,y) <- g]

-- 2ª solución
-- ===========

simetrica2 :: Eq a => Rel a -> Bool
simetrica2 (R (_,g)) = all (\(x,y) -> (y,x) `elem` g) g

-- 3ª solución
-- ===========

simetrica3 :: Eq a => Rel a -> Bool
simetrica3 (R (_,g)) = aux g
  where aux [] = True
        aux ((x,y):ps) = (y,x) `elem` g && aux ps

-- Comprobación de equivalencia
-- ============================

-- La propiedad es
prop_simetrica :: Rel Int -> Bool
prop_simetrica r =
  all (== simetrica r)
      [simetrica2 r,
       simetrica3 r]

-- La comprobación es
--    λ> quickCheck prop_simetrica
--    +++ OK, passed 100 tests.

import Relaciones_binarias (Rel(R))

import Test.QuickCheck

-- 1ª solución

-- ===========

simetrica :: Eq a => Rel a -> Bool

simetrica (R (_,g)) = and [(y,x) `elem` g | (x,y) <- g]

-- 2ª solución

-- ===========

simetrica2 :: Eq a => Rel a -> Bool

simetrica2 (R (_,g)) = all (\(x,y) -> (y,x) `elem` g) g

-- 3ª solución

-- ===========

simetrica3 :: Eq a => Rel a -> Bool

simetrica3 (R (_,g)) = aux g

where aux [] = True

aux ((x,y):ps) = (y,x) `elem` g && aux ps

-- Comprobación de equivalencia

-- ============================

-- La propiedad es

prop_simetrica :: Rel Int -> Bool

prop_simetrica r =

all (== simetrica r)

[simetrica2 r,

simetrica3 r]

-- La comprobación es

-- λ> quickCheck prop_simetrica

-- +++ OK, passed 100 tests.

Soluciones en Python

from typing import TypeVar

from hypothesis import given
from hypothesis import strategies as st

from src.Relaciones_binarias import Rel, relacionArbitraria

A = TypeVar('A')

# 1ª solución
# ===========

def simetrica(r: Rel[A]) -> bool:
    (_, g) = r
    return all(((y, x) in g for (x, y) in g))

# 2ª solución
# ===========

def simetrica2(r: Rel[A]) -> bool:
    (_, g) = r
    def aux(ps: list[tuple[A, A]]) -> bool:
        if not ps:
            return True
        (x, y) = ps[0]
        return (y, x) in g and aux(ps[1:])

    return aux(g)

# 3ª solución
# ===========

def simetrica3(r: Rel[A]) -> bool:
    (_, g) = r
    for (x, y) in g:
        if (y, x) not in g:
            return False
    return True

# Comprobación de equivalencia
# ============================

# La propiedad es
@given(st.integers(min_value=0, max_value=10))
def test_simetrica(n: int) -> None:
    r = relacionArbitraria(n)
    res = simetrica(r)
    assert simetrica2(r) == res
    assert simetrica3(r) == res

# La comprobación es
#    > poetry run pytest -q Relaciones_simetricas.py
#    1 passed in 0.11s

from typing import TypeVar

from hypothesis import given

from hypothesis import strategies as st

from src.Relaciones_binarias import Rel, relacionArbitraria

A = TypeVar('A')

# 1ª solución

# ===========

def simetrica(r: Rel[A]) -> bool:

(_, g) = r

return all(((y, x) in g for (x, y) in g))

# 2ª solución

# ===========

def simetrica2(r: Rel[A]) -> bool:

(_, g) = r

def aux(ps: list[tuple[A, A]]) -> bool:

if not ps:

return True

(x, y) = ps[0]

return (y, x) in g and aux(ps[1:])

return aux(g)

# 3ª solución

# ===========

def simetrica3(r: Rel[A]) -> bool:

(_, g) = r

for (x, y) in g:

if (y, x) not in g:

return False

return True

# Comprobación de equivalencia

# ============================

# La propiedad es

@given(st.integers(min_value=0, max_value=10))

def test_simetrica(n: int) -> None:

r = relacionArbitraria(n)

res = simetrica(r)

assert simetrica2(r) == res

assert simetrica3(r) == res

# La comprobación es

# > poetry run pytest -q Relaciones_simetricas.py

# 1 passed in 0.11s

Relaciones reflexivas

PorJosé A. Alonso 30-marzo-20239-marzo-2023

Usando el tipo de las relaciones binarias, definir la función

   reflexiva :: Eq a => Rel a -> Bool

1	reflexiva :: Eq a => Rel a -> Bool

tal que reflexiva r se verifica si la relación r es reflexiva. Por ejemplo,

   reflexiva (R ([1,3],[(1,1),(1,3),(3,3)]))    ==  True
   reflexiva (R ([1,2,3],[(1,1),(1,3),(3,3)]))  ==  False

1 2	reflexiva (R ([1,3],[(1,1),(1,3),(3,3)])) == True reflexiva (R ([1,2,3],[(1,1),(1,3),(3,3)])) == False

Soluciones

A continuación se muestran las soluciones en Haskell y las soluciones en Python.

Soluciones en Haskell

module Relaciones_reflexivas where

import Relaciones_binarias (Rel(R))
import Test.QuickCheck

-- 1ª solución
-- ===========

reflexiva :: Eq a => Rel a -> Bool
reflexiva (R ([], _))   = True
reflexiva (R (x:xs, ps)) = (x, x) `elem` ps && reflexiva  (R (xs, ps))

-- 2ª solución
-- ===========

reflexiva2 :: Eq a => Rel a -> Bool
reflexiva2 (R (us,ps)) = and [(x,x) `elem` ps | x <- us]

-- 3ª solución
-- ===========

reflexiva3 :: Eq a => Rel a -> Bool
reflexiva3 (R (us,ps)) = all (`elem` ps) [(x,x) | x <- us]

-- 4ª solución
-- ===========

reflexiva4 :: Eq a => Rel a -> Bool
reflexiva4 (R (us,ps)) = all (\x -> (x,x) `elem` ps) us

-- Comprobación de equivalencia
-- ============================

-- La propiedad es
prop_reflexiva :: Rel Int -> Bool
prop_reflexiva r =
  all (== reflexiva r)
      [reflexiva2 r,
       reflexiva3 r,
       reflexiva4 r]

-- La comprobación es
--    λ> quickCheck prop_reflexiva
--    +++ OK, passed 100 tests.

module Relaciones_reflexivas where

import Relaciones_binarias (Rel(R))

import Test.QuickCheck

-- 1ª solución

-- ===========

reflexiva :: Eq a => Rel a -> Bool

reflexiva (R ([], _)) = True

reflexiva (R (x:xs, ps)) = (x, x) `elem` ps && reflexiva (R (xs, ps))

-- 2ª solución

-- ===========

reflexiva2 :: Eq a => Rel a -> Bool

reflexiva2 (R (us,ps)) = and [(x,x) `elem` ps | x <- us]

-- 3ª solución

-- ===========

reflexiva3 :: Eq a => Rel a -> Bool

reflexiva3 (R (us,ps)) = all (`elem` ps) [(x,x) | x <- us]

-- 4ª solución

-- ===========

reflexiva4 :: Eq a => Rel a -> Bool

reflexiva4 (R (us,ps)) = all (\x -> (x,x) `elem` ps) us

-- Comprobación de equivalencia

-- ============================

-- La propiedad es

prop_reflexiva :: Rel Int -> Bool

prop_reflexiva r =

all (== reflexiva r)

[reflexiva2 r,

reflexiva3 r,

reflexiva4 r]

-- La comprobación es

-- λ> quickCheck prop_reflexiva

-- +++ OK, passed 100 tests.

Soluciones en Python

from random import choice, randint, sample
from typing import TypeVar

from hypothesis import given
from hypothesis import strategies as st

from src.Relaciones_binarias import Rel, relacionArbitraria

A = TypeVar('A')

# 1ª solución
# ===========

def reflexiva(r: Rel[A]) -> bool:
    (us, ps) = r
    if not us:
        return True
    return (us[0], us[0]) in ps and reflexiva((us[1:], ps))

# 2ª solución
# ===========

def reflexiva2(r: Rel[A]) -> bool:
    (us, ps) = r
    return all(((x,x) in ps for x in us))

# 3ª solución
# ===========

def reflexiva3(r: Rel[A]) -> bool:
    (us, ps) = r
    for x in us:
        if (x, x) not in ps:
            return False
    return True

# Comprobación de equivalencia
# ============================

# La propiedad es
@given(st.integers(min_value=0, max_value=10))
def test_reflexiva(n: int) -> None:
    r = relacionArbitraria(n)
    res = reflexiva(r)
    assert reflexiva2(r) == res
    assert reflexiva3(r) == res

# La comprobación es
#    > poetry run pytest -q Relaciones_reflexivas.py
#    1 passed in 0.41s

from random import choice, randint, sample

from typing import TypeVar

from hypothesis import given

from hypothesis import strategies as st

from src.Relaciones_binarias import Rel, relacionArbitraria

A = TypeVar('A')

# 1ª solución

# ===========

def reflexiva(r: Rel[A]) -> bool:

(us, ps) = r

if not us:

return True

return (us[0], us[0]) in ps and reflexiva((us[1:], ps))

# 2ª solución

# ===========

def reflexiva2(r: Rel[A]) -> bool:

(us, ps) = r

return all(((x,x) in ps for x in us))

# 3ª solución

# ===========

def reflexiva3(r: Rel[A]) -> bool:

(us, ps) = r

for x in us:

if (x, x) not in ps:

return False

return True

# Comprobación de equivalencia

# ============================

# La propiedad es

@given(st.integers(min_value=0, max_value=10))

def test_reflexiva(n: int) -> None:

r = relacionArbitraria(n)

res = reflexiva(r)

assert reflexiva2(r) == res

assert reflexiva3(r) == res

# La comprobación es

# > poetry run pytest -q Relaciones_reflexivas.py

# 1 passed in 0.41s

Universo y grafo de una relación binaria

PorJosé A. Alonso 29-marzo-20236-marzo-2023

Usando el tipo de las relaciones binarias, definir las funciones

   universo :: Eq a => Rel a -> [a]
   grafo    :: Eq a => ([a],[(a,a)]) -> [(a,a)]

1 2	universo :: Eq a => Rel a -> [a] grafo :: Eq a => ([a],[(a,a)]) -> [(a,a)]

tales que

universo r es el universo de la relación r. Por ejemplo,

     λ> r = R ([1, 3],[(3, 1), (3, 3)])
     λ> universo r
     [1,3]

λ> r = R ([1, 3],[(3, 1), (3, 3)])

λ> universo r

[1,3]

grafo r es el grafo de la relación r. Por ejemplo,

     λ> grafo r
     [(3,1),(3,3)]

1 2	λ> grafo r [(3,1),(3,3)]

Soluciones

A continuación se muestran las soluciones en Haskell y las soluciones en Python.

Soluciones en Haskell

import Relaciones_binarias

universo :: Eq a => Rel a -> [a]
universo (R (u,_)) = u

grafo :: Eq a => Rel a -> [(a,a)]
grafo (R (_,g)) = g

import Relaciones_binarias

universo :: Eq a => Rel a -> [a]

universo (R (u,_)) = u

grafo :: Eq a => Rel a -> [(a,a)]

grafo (R (_,g)) = g

Soluciones en Python

from typing import TypeVar

A = TypeVar('A')

Rel = tuple[list[A], list[tuple[A, A]]]

def universo(r: Rel[A]) -> list[A]:
    return r[0]

def grafo(r: Rel[A]) -> list[tuple[A, A]]:
    return r[1]

from typing import TypeVar

A = TypeVar('A')

Rel = tuple[list[A], list[tuple[A, A]]]

def universo(r: Rel[A]) -> list[A]:

return r[0]

def grafo(r: Rel[A]) -> list[tuple[A, A]]:

return r[1]

Relaciones binarias

PorJosé A. Alonso 28-marzo-202311-marzo-2023

Una relación binaria R sobre un conjunto A se puede mediante un par (u,g) donde u es la lista de los elementos de tipo A (el universo de R) y g es la lista de pares de elementos de u (el grafo de R).

Definir el tipo de dato (Rel a), para representar las relaciones binarias sobre a, y la función

   esRelacionBinaria :: Eq a => Rel a -> Bool

1	esRelacionBinaria :: Eq a => Rel a -> Bool

tal que esRelacionBinaria r se verifica si r es una relación binaria. Por ejemplo,

   λ> esRelacionBinaria (R ([1, 3], [(3, 1), (3, 3)]))
   True
   λ> esRelacionBinaria (R ([1, 3], [(3, 1), (3, 2)]))
   False

λ> esRelacionBinaria (R ([1, 3], [(3, 1), (3, 3)]))

True

λ> esRelacionBinaria (R ([1, 3], [(3, 1), (3, 2)]))

False

Además, definir un generador de relaciones binarias y comprobar que las relaciones que genera son relaciones binarias.

Soluciones

A continuación se muestran las soluciones en Haskell y las soluciones en Python.

Soluciones en Haskell

import Data.List (nub)
import Test.QuickCheck

newtype Rel a = R ([a], [(a,a)])
  deriving (Eq, Show)

-- 1ª solución
-- ===========

esRelacionBinaria :: Eq a => Rel a -> Bool
esRelacionBinaria (R (u, g)) =
  and [x `elem` u && y `elem` u | (x,y) <- g]

-- 2ª solución
-- ===========

esRelacionBinaria2 :: Eq a => Rel a -> Bool
esRelacionBinaria2 (R (u, g)) =
  all (\(x,y) -> x `elem` u && y `elem` u) g

-- 3ª solución
-- ===========

esRelacionBinaria3 :: Eq a => Rel a -> Bool
esRelacionBinaria3 (R (_, []))         = True
esRelacionBinaria3 (R (u, (x,y):g)) =
  x `elem` u &&
  y `elem` u &&
  esRelacionBinaria3 (R (u, g))

-- Comprobación de equivalencia
-- ============================

-- Generador de relaciones binarias. Por ejemplo,
--    λ> sample (relacionArbitraria :: Gen (Rel Int))
--    R ([0],[])
--    R ([0,-1,1],[(0,-1),(0,1),(-1,1),(1,0)])
--    R ([1],[])
--    R ([-5,3],[(-5,-5),(-5,3),(3,-5),(3,3)])
--    R ([-2,-7],[(-7,-7)])
--    R ([11,-7],[])
--    R ([0],[])
--    R ([-13,-11],[(-13,-13)])
relacionArbitraria :: (Arbitrary a, Eq a) => Gen (Rel a)
relacionArbitraria = do
  n <- choose (0, 10)
  u1 <- vectorOf n arbitrary
  let u = nub u1
  g <- sublistOf [(x,y) | x <- u, y <- u]
  return (R (u, g))

-- Relaciones es una subclase de Arbitrary.
instance (Arbitrary a, Eq a) => Arbitrary (Rel a) where
  arbitrary = relacionArbitraria

-- La propiedad es
prop_esRelacionBinaria :: Rel Int -> Bool
prop_esRelacionBinaria r =
  esRelacionBinaria r  &&
  esRelacionBinaria2 r &&
  esRelacionBinaria3 r

-- La comprobación es
--    λ> quickCheck prop_esRelacionBinaria
--    +++ OK, passed 100 tests.

import Data.List (nub)

import Test.QuickCheck

newtype Rel a = R ([a], [(a,a)])

deriving (Eq, Show)

-- 1ª solución

-- ===========

esRelacionBinaria :: Eq a => Rel a -> Bool

esRelacionBinaria (R (u, g)) =

and [x `elem` u && y `elem` u | (x,y) <- g]

-- 2ª solución

-- ===========

esRelacionBinaria2 :: Eq a => Rel a -> Bool

esRelacionBinaria2 (R (u, g)) =

all (\(x,y) -> x `elem` u && y `elem` u) g

-- 3ª solución

-- ===========

esRelacionBinaria3 :: Eq a => Rel a -> Bool

esRelacionBinaria3 (R (_, [])) = True

esRelacionBinaria3 (R (u, (x,y):g)) =

x `elem` u &&

y `elem` u &&

esRelacionBinaria3 (R (u, g))

-- Comprobación de equivalencia

-- ============================

-- Generador de relaciones binarias. Por ejemplo,

-- λ> sample (relacionArbitraria :: Gen (Rel Int))

-- R ([0],[])

-- R ([0,-1,1],[(0,-1),(0,1),(-1,1),(1,0)])

-- R ([1],[])

-- R ([-5,3],[(-5,-5),(-5,3),(3,-5),(3,3)])

-- R ([-2,-7],[(-7,-7)])

-- R ([11,-7],[])

-- R ([0],[])

-- R ([-13,-11],[(-13,-13)])

relacionArbitraria :: (Arbitrary a, Eq a) => Gen (Rel a)

relacionArbitraria = do

n <- choose (0, 10)

u1 <- vectorOf n arbitrary

let u = nub u1

g <- sublistOf [(x,y) | x <- u, y <- u]

return (R (u, g))

-- Relaciones es una subclase de Arbitrary.

instance (Arbitrary a, Eq a) => Arbitrary (Rel a) where

arbitrary = relacionArbitraria

-- La propiedad es

prop_esRelacionBinaria :: Rel Int -> Bool

prop_esRelacionBinaria r =

esRelacionBinaria r &&

esRelacionBinaria2 r &&

esRelacionBinaria3 r

-- La comprobación es

-- λ> quickCheck prop_esRelacionBinaria

-- +++ OK, passed 100 tests.

Soluciones en Python

from random import choice, randint, sample
from typing import TypeVar

from hypothesis import given
from hypothesis import strategies as st

A = TypeVar('A')

Rel = tuple[list[A], list[tuple[A, A]]]

# 1ª solución
# ===========

def esRelacionBinaria(r: Rel[A]) -> bool:
    (u, g) = r
    return all((x in u and y in u for (x, y) in g))

# 2ª solución
# ===========

def esRelacionBinaria2(r: Rel[A]) -> bool:
    (u, g) = r
    if not g:
        return True
    (x, y) = g[0]
    return x in u and y in u and esRelacionBinaria2((u, g[1:]))

# 3ª solución
# ===========

def esRelacionBinaria3(r: Rel[A]) -> bool:
    (u, g) = r
    for (x, y) in g:
        if x not in u or y not in u:
            return False
    return True

# Generador de relaciones binarias
# ================================

# conjuntoArbitrario(n) es un conjunto arbitrario cuyos elementos están
# entre 0 y n-1. Por ejemplo,
#    >>> conjuntoArbitrario(10)
#    [8, 9, 4, 5]
#    >>> conjuntoArbitrario(10)
#    [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
#    >>> conjuntoArbitrario(10)
#    [0, 1, 2, 3, 6, 7, 9]
#    >>> conjuntoArbitrario(10)
#    [8, 2, 3, 7]
def conjuntoArbitrario(n: int) -> list[int]:
    xs = sample(range(n), randint(0, n))
    return list(set(xs))

# productoCartesiano(xs, ys) es el producto cartesiano de xs e ys. Por
# ejemplo,
#    >>> productoCartesiano([2, 3], [1, 7, 5])
#    [(2, 1), (2, 7), (2, 5), (3, 1), (3, 7), (3, 5)]
def productoCartesiano(xs: list[int], ys: list[int]) -> list[tuple[int, int]]:
    return [(x, y) for x in xs for y in ys]

# sublistaArbitraria(xs) es una sublista arbitraria de xs. Por ejemplo,
#    >>> sublistaArbitraria(range(10))
#    [3, 7]
#    >>> sublistaArbitraria(range(10))
#    []
#    >>> sublistaArbitraria(range(10))
#    [4, 1, 0, 9, 8, 7, 5, 6, 2, 3]
def sublistaArbitraria(xs: list[A]) -> list[A]:
    n = len(xs)
    k = randint(0, n)
    return sample(xs, k)

# relacionArbitraria(n) es una relación arbitraria tal que los elementos
# de su universo están entre 0 y n-1. Por ejemplo,
#    >>> relacionArbitraria(3)
#    ([0, 1], [(1, 0), (1, 1)])
#    >>> relacionArbitraria(3)
#    ([], [])
#    >>> relacionArbitraria(5)
#    ([0, 2, 3, 4], [(2, 0), (3, 3), (2, 3), (4, 0), (3, 4), (4, 2)])
def relacionArbitraria(n: int) -> Rel[int]:
    u = conjuntoArbitrario(n)
    g = sublistaArbitraria(productoCartesiano(u, u))
    return (u, g)

# Comprobación de la propiedad
# ============================

# La propiedad es
@given(st.integers(min_value=0, max_value=10))
def test_esRelacionBinaria(n: int) -> None:
    r = relacionArbitraria(n)
    assert esRelacionBinaria(r)
    assert esRelacionBinaria2(r)
    assert esRelacionBinaria3(r)

# La comprobación es
#    > poetry run pytest -q Relaciones_binarias.py
#    1 passed in 0.14s

100

from random import choice, randint, sample

from typing import TypeVar

from hypothesis import given

from hypothesis import strategies as st

A = TypeVar('A')

Rel = tuple[list[A], list[tuple[A, A]]]

# 1ª solución

# ===========

def esRelacionBinaria(r: Rel[A]) -> bool:

(u, g) = r

return all((x in u and y in u for (x, y) in g))

# 2ª solución

# ===========

def esRelacionBinaria2(r: Rel[A]) -> bool:

(u, g) = r

if not g:

return True

(x, y) = g[0]

return x in u and y in u and esRelacionBinaria2((u, g[1:]))

# 3ª solución

# ===========

def esRelacionBinaria3(r: Rel[A]) -> bool:

(u, g) = r

for (x, y) in g:

if x not in u or y not in u:

return False

return True

# Generador de relaciones binarias

# ================================

# conjuntoArbitrario(n) es un conjunto arbitrario cuyos elementos están

# entre 0 y n-1. Por ejemplo,

# >>> conjuntoArbitrario(10)

# [8, 9, 4, 5]

# >>> conjuntoArbitrario(10)

# [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

# >>> conjuntoArbitrario(10)

# [0, 1, 2, 3, 6, 7, 9]

# >>> conjuntoArbitrario(10)

# [8, 2, 3, 7]

def conjuntoArbitrario(n: int) -> list[int]:

xs = sample(range(n), randint(0, n))

return list(set(xs))

# productoCartesiano(xs, ys) es el producto cartesiano de xs e ys. Por

# ejemplo,

# >>> productoCartesiano([2, 3], [1, 7, 5])

# [(2, 1), (2, 7), (2, 5), (3, 1), (3, 7), (3, 5)]

def productoCartesiano(xs: list[int], ys: list[int]) -> list[tuple[int, int]]:

return [(x, y) for x in xs for y in ys]

# sublistaArbitraria(xs) es una sublista arbitraria de xs. Por ejemplo,

# >>> sublistaArbitraria(range(10))

# [3, 7]

# >>> sublistaArbitraria(range(10))

# []

# >>> sublistaArbitraria(range(10))

# [4, 1, 0, 9, 8, 7, 5, 6, 2, 3]

def sublistaArbitraria(xs: list[A]) -> list[A]:

n = len(xs)

k = randint(0, n)

return sample(xs, k)

# relacionArbitraria(n) es una relación arbitraria tal que los elementos

# de su universo están entre 0 y n-1. Por ejemplo,

# >>> relacionArbitraria(3)

# ([0, 1], [(1, 0), (1, 1)])

# >>> relacionArbitraria(3)

# ([], [])

# >>> relacionArbitraria(5)

# ([0, 2, 3, 4], [(2, 0), (3, 3), (2, 3), (4, 0), (3, 4), (4, 2)])

def relacionArbitraria(n: int) -> Rel[int]:

u = conjuntoArbitrario(n)

g = sublistaArbitraria(productoCartesiano(u, u))

return (u, g)

# Comprobación de la propiedad

# ============================

# La propiedad es

@given(st.integers(min_value=0, max_value=10))

def test_esRelacionBinaria(n: int) -> None:

r = relacionArbitraria(n)

assert esRelacionBinaria(r)

assert esRelacionBinaria2(r)

assert esRelacionBinaria3(r)

# La comprobación es

# > poetry run pytest -q Relaciones_binarias.py

# 1 passed in 0.14s

TAD de los conjuntos: Producto cartesiano de dos conjuntos

PorJosé A. Alonso 27-marzo-20233-marzo-2023

Utilizando el tipo abstracto de datos de los conjuntos (https://bit.ly/3HbB7fo) definir la función

   productoC :: (Ord a, Ord b) => Conj a -> Conj b -> Conj (a,b)

1	productoC :: (Ord a, Ord b) => Conj a -> Conj b -> Conj (a,b)

tal que productoC c1 c2 es el producto cartesiano de los conjuntos c1 y c2. Por ejemplo,

   λ> ej1 = inserta 2 (inserta 5 vacio)
   λ> ej2 = inserta 9 (inserta 4 (inserta 3 vacio))
   λ> productoC ej1 ej2
   {(2,3), (2,4), (2,9), (5,3), (5,4), (5,9)}

λ> ej1 = inserta 2 (inserta 5 vacio)

λ> ej2 = inserta 9 (inserta 4 (inserta 3 vacio))

λ> productoC ej1 ej2

{(2,3), (2,4), (2,9), (5,3), (5,4), (5,9)}

Soluciones

A continuación se muestran las soluciones en Haskell y las soluciones en Python.

Soluciones en Haskell

import TAD.Conjunto (Conj, vacio, inserta, esVacio, menor, elimina)
import TAD_Transformaciones_conjuntos_listas (conjuntoAlista, listaAconjunto)
import TAD_Union_de_dos_conjuntos (union)
import Test.QuickCheck

-- 1ª solución
-- ===========

productoC :: (Ord a, Ord b) => Conj a -> Conj b -> Conj (a,b)
productoC c1 c2
  | esVacio c1 = vacio
  | otherwise  = agrega mc1 c2 `union` productoC rc1 c2
  where mc1 = menor c1
        rc1 = elimina mc1 c1

-- (agrega x c) es el conjunto de los pares de x con los elementos de
-- c. Por ejemplo,
--    λ> agrega 2 (inserta 9 (inserta 4 (inserta 3 vacio)))
--    {(2,3), (2,4), (2,9)}
agrega :: (Ord a, Ord b) => a -> Conj b -> Conj (a,b)
agrega x c
  | esVacio c = vacio
  | otherwise = inserta (x, mc) (agrega x rc)
  where mc = menor c
        rc = elimina mc c

-- La función union está definida en el ejercicio
-- "Unión de dos conjuntos" que se encuentra en
-- https://bit.ly/3Y1jBl8

-- 2ª solución
-- ===========

productoC2 :: (Ord a, Ord b) => Conj a -> Conj b -> Conj (a,b)
productoC2 c1 c2 =
  foldr inserta vacio [(x,y) | x <- xs, y <- ys]
  where xs = conjuntoAlista c1
        ys = conjuntoAlista c2

-- 3ª solución
-- ===========

productoC3 :: (Ord a, Ord b) => Conj a -> Conj b -> Conj (a,b)
productoC3 c1 c2 =
  listaAconjunto [(x,y) | x <- xs, y <- ys]
  where xs = conjuntoAlista c1
        ys = conjuntoAlista c2

-- Comprobación de equivalencia
-- ============================

-- La propiedad es
prop_productoC :: Conj Int -> Conj Int -> Bool
prop_productoC c1 c2 =
  all (== productoC c1 c2)
      [productoC2 c1 c2,
       productoC3 c1 c2]

-- La comprobación es
--    λ> quickCheck prop_productoC
--    +++ OK, passed 100 tests.

import TAD.Conjunto (Conj, vacio, inserta, esVacio, menor, elimina)

import TAD_Transformaciones_conjuntos_listas (conjuntoAlista, listaAconjunto)

import TAD_Union_de_dos_conjuntos (union)

import Test.QuickCheck

-- 1ª solución

-- ===========

productoC :: (Ord a, Ord b) => Conj a -> Conj b -> Conj (a,b)

productoC c1 c2

| esVacio c1 = vacio

| otherwise = agrega mc1 c2 `union` productoC rc1 c2

where mc1 = menor c1

rc1 = elimina mc1 c1

-- (agrega x c) es el conjunto de los pares de x con los elementos de

-- c. Por ejemplo,

-- λ> agrega 2 (inserta 9 (inserta 4 (inserta 3 vacio)))

-- {(2,3), (2,4), (2,9)}

agrega :: (Ord a, Ord b) => a -> Conj b -> Conj (a,b)

agrega x c

| esVacio c = vacio

| otherwise = inserta (x, mc) (agrega x rc)

where mc = menor c

rc = elimina mc c

-- La función union está definida en el ejercicio

-- "Unión de dos conjuntos" que se encuentra en

-- https://bit.ly/3Y1jBl8

-- 2ª solución

-- ===========

productoC2 :: (Ord a, Ord b) => Conj a -> Conj b -> Conj (a,b)

productoC2 c1 c2 =

foldr inserta vacio [(x,y) | x <- xs, y <- ys]

where xs = conjuntoAlista c1

ys = conjuntoAlista c2

-- 3ª solución

-- ===========

productoC3 :: (Ord a, Ord b) => Conj a -> Conj b -> Conj (a,b)

productoC3 c1 c2 =

listaAconjunto [(x,y) | x <- xs, y <- ys]

where xs = conjuntoAlista c1

ys = conjuntoAlista c2

-- Comprobación de equivalencia

-- ============================

-- La propiedad es

prop_productoC :: Conj Int -> Conj Int -> Bool

prop_productoC c1 c2 =

all (== productoC c1 c2)

[productoC2 c1 c2,

productoC3 c1 c2]

-- La comprobación es

-- λ> quickCheck prop_productoC

-- +++ OK, passed 100 tests.

Soluciones en Python

from __future__ import annotations

from abc import abstractmethod
from copy import deepcopy
from functools import reduce
from typing import Protocol, TypeVar

from hypothesis import given

from src.TAD.conjunto import (Conj, conjuntoAleatorio, elimina, esVacio,
                              inserta, menor, vacio)
from src.TAD_Transformaciones_conjuntos_listas import (conjuntoAlista,
                                                       listaAconjunto)
from src.TAD_Union_de_dos_conjuntos import union


class Comparable(Protocol):
    @abstractmethod
    def __lt__(self: A, otro: A) -> bool:
        pass

A = TypeVar('A', bound=Comparable)
B = TypeVar('B', bound=Comparable)

# 1ª solución
# ===========

# (agrega x c) es el conjunto de los pares de x con los elementos de
# c. Por ejemplo,
#    >>> agrega(2, inserta(9, inserta(4, inserta(3, vacio()))))
#    {(2, 3), (2, 4), (2, 9)}
def agrega(x: A, c: Conj[B]) -> Conj[tuple[A, B]]:
    if esVacio(c):
        return vacio()
    mc = menor(c)
    rc = elimina(mc, c)
    return inserta((x, mc), agrega(x, rc))

def productoC(c1: Conj[A], c2: Conj[B]) -> Conj[tuple[A, B]]:
    if esVacio(c1):
        return vacio()
    mc1 = menor(c1)
    rc1 = elimina(mc1, c1)
    return union(agrega(mc1, c2), productoC(rc1, c2))

# La función union está definida en el ejercicio
# "Unión de dos conjuntos" que se encuentra en
# https://bit.ly/3Y1jBl8

# 2ª solución
# ===========

def productoC2(c1: Conj[A], c2: Conj[B]) -> Conj[tuple[A, B]]:
    xs = conjuntoAlista(c1)
    ys = conjuntoAlista(c2)
    return reduce(lambda bs, a: inserta(a, bs), [(x,y) for x in xs for y in ys], vacio())

# 3ª solución
# ===========

def productoC3(c1: Conj[A], c2: Conj[B]) -> Conj[tuple[A, B]]:
    xs = conjuntoAlista(c1)
    ys = conjuntoAlista(c2)
    return listaAconjunto([(x,y) for x in xs for y in ys])

# 4ª solución
# ===========

def agrega4Aux(x: A, c: Conj[B]) -> Conj[tuple[A, B]]:
    r: Conj[tuple[A, B]] = vacio()
    while not esVacio(c):
        mc = menor(c)
        c = elimina(mc, c)
        r = inserta((x, mc), r)
    return r

def agrega4(x: A, c: Conj[B]) -> Conj[tuple[A, B]]:
    _c = deepcopy(c)
    return agrega4Aux(x, _c)

def productoC4(c1: Conj[A], c2: Conj[B]) -> Conj[tuple[A, B]]:
    r: Conj[tuple[A, B]] = vacio()
    while not esVacio(c1):
        mc1 = menor(c1)
        c1 = elimina(mc1, c1)
        r = union(agrega4(mc1, c2), r)
    return r

# 5ª solución
# ===========

def agrega5Aux(x: A, c: Conj[B]) -> Conj[tuple[A, B]]:
    r: Conj[tuple[A, B]] = Conj()
    while not c.esVacio():
        mc = c.menor()
        c.elimina(mc)
        r.inserta((x, mc))
    return r

def agrega5(x: A, c: Conj[B]) -> Conj[tuple[A, B]]:
    _c = deepcopy(c)
    return agrega5Aux(x, _c)

def productoC5(c1: Conj[A], c2: Conj[B]) -> Conj[tuple[A, B]]:
    r: Conj[tuple[A, B]] = Conj()
    while not c1.esVacio():
        mc1 = c1.menor()
        c1.elimina(mc1)
        r = union(agrega5(mc1, c2), r)
    return r

# Comprobación de equivalencia
# ============================

# La propiedad es
@given(c1=conjuntoAleatorio(), c2=conjuntoAleatorio())
def test_productoC(c1: Conj[int], c2: Conj[int]) -> None:
    r = productoC(c1, c2)
    assert productoC2(c1, c2) == r
    assert productoC3(c1, c2) == r
    assert productoC4(c1, c2) == r

# La comprobación de las propiedades es
#    > poetry run pytest -q TAD_Producto_cartesiano.py
#    1 passed in 0.35s

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from __future__ import annotations

from abc import abstractmethod

from copy import deepcopy

from functools import reduce

from typing import Protocol, TypeVar

from hypothesis import given

from src.TAD.conjunto import (Conj, conjuntoAleatorio, elimina, esVacio,

inserta, menor, vacio)

from src.TAD_Transformaciones_conjuntos_listas import (conjuntoAlista,

listaAconjunto)

from src.TAD_Union_de_dos_conjuntos import union

class Comparable(Protocol):

@abstractmethod

def __lt__(self: A, otro: A) -> bool:

pass

A = TypeVar('A', bound=Comparable)

B = TypeVar('B', bound=Comparable)

# 1ª solución

# ===========

# (agrega x c) es el conjunto de los pares de x con los elementos de

# c. Por ejemplo,

# >>> agrega(2, inserta(9, inserta(4, inserta(3, vacio()))))

# {(2, 3), (2, 4), (2, 9)}

def agrega(x: A, c: Conj[B]) -> Conj[tuple[A, B]]:

if esVacio(c):

return vacio()

mc = menor(c)

rc = elimina(mc, c)

return inserta((x, mc), agrega(x, rc))

def productoC(c1: Conj[A], c2: Conj[B]) -> Conj[tuple[A, B]]:

if esVacio(c1):

return vacio()

mc1 = menor(c1)

rc1 = elimina(mc1, c1)

return union(agrega(mc1, c2), productoC(rc1, c2))

# La función union está definida en el ejercicio

# "Unión de dos conjuntos" que se encuentra en

# https://bit.ly/3Y1jBl8

# 2ª solución

# ===========

def productoC2(c1: Conj[A], c2: Conj[B]) -> Conj[tuple[A, B]]:

xs = conjuntoAlista(c1)

ys = conjuntoAlista(c2)

return reduce(lambda bs, a: inserta(a, bs), [(x,y) for x in xs for y in ys], vacio())

# 3ª solución

# ===========

def productoC3(c1: Conj[A], c2: Conj[B]) -> Conj[tuple[A, B]]:

xs = conjuntoAlista(c1)

ys = conjuntoAlista(c2)

return listaAconjunto([(x,y) for x in xs for y in ys])

# 4ª solución

# ===========

def agrega4Aux(x: A, c: Conj[B]) -> Conj[tuple[A, B]]:

r: Conj[tuple[A, B]] = vacio()

while not esVacio(c):

mc = menor(c)

c = elimina(mc, c)

r = inserta((x, mc), r)

return r

def agrega4(x: A, c: Conj[B]) -> Conj[tuple[A, B]]:

_c = deepcopy(c)

return agrega4Aux(x, _c)

def productoC4(c1: Conj[A], c2: Conj[B]) -> Conj[tuple[A, B]]:

r: Conj[tuple[A, B]] = vacio()

while not esVacio(c1):

mc1 = menor(c1)

c1 = elimina(mc1, c1)

r = union(agrega4(mc1, c2), r)

return r

# 5ª solución

# ===========

def agrega5Aux(x: A, c: Conj[B]) -> Conj[tuple[A, B]]:

r: Conj[tuple[A, B]] = Conj()

while not c.esVacio():

mc = c.menor()

c.elimina(mc)

r.inserta((x, mc))

return r

def agrega5(x: A, c: Conj[B]) -> Conj[tuple[A, B]]:

_c = deepcopy(c)

return agrega5Aux(x, _c)

def productoC5(c1: Conj[A], c2: Conj[B]) -> Conj[tuple[A, B]]:

r: Conj[tuple[A, B]] = Conj()

while not c1.esVacio():

mc1 = c1.menor()

c1.elimina(mc1)

r = union(agrega5(mc1, c2), r)

return r

# Comprobación de equivalencia

# ============================

# La propiedad es

@given(c1=conjuntoAleatorio(), c2=conjuntoAleatorio())

def test_productoC(c1: Conj[int], c2: Conj[int]) -> None:

r = productoC(c1, c2)

assert productoC2(c1, c2) == r

assert productoC3(c1, c2) == r

assert productoC4(c1, c2) == r

# La comprobación de las propiedades es

# > poetry run pytest -q TAD_Producto_cartesiano.py

# 1 passed in 0.35s

Meses: marzo 2023

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