abril 2023 – Página 4

Relaciones irreflexivas

PorJosé A. Alonso 7-abril-202318-marzo-2023

Usando el tipo de las relaciones binarias, definir la función

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

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

tal que irreflexiva r se verifica si la relación r es irreflexiva; es decir, si ningún elemento de su universo está relacionado con él mismo. Por ejemplo,

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

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

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

irreflexiva :: Eq a => Rel a -> Bool
irreflexiva (R (u,g)) = and [(x,x) `notElem` g | x <- u]

-- 2ª solución
-- ===========

irreflexiva2 :: Eq a => Rel a -> Bool
irreflexiva2 (R(u,g)) = all (\x -> (x,x) `notElem` g) u

-- 3ª solución
-- ===========

irreflexiva3 :: Eq a => Rel a -> Bool
irreflexiva3 (R(u,g)) = aux u
  where aux []     = True
        aux (x:xs) = (x,x) `notElem` g && aux xs


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

-- La propiedad es
prop_irreflexiva :: Rel Int -> Bool
prop_irreflexiva r =
  all (== irreflexiva r)
      [irreflexiva2 r,
       irreflexiva3 r]

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

import Relaciones_binarias (Rel(R))

import Test.QuickCheck

-- 1ª solución

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

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

irreflexiva (R (u,g)) = and [(x,x) `notElem` g | x <- u]

-- 2ª solución

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

irreflexiva2 :: Eq a => Rel a -> Bool

irreflexiva2 (R(u,g)) = all (\x -> (x,x) `notElem` g) u

-- 3ª solución

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

irreflexiva3 :: Eq a => Rel a -> Bool

irreflexiva3 (R(u,g)) = aux u

where aux [] = True

aux (x:xs) = (x,x) `notElem` g && aux xs

-- Comprobación de equivalencia

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

-- La propiedad es

prop_irreflexiva :: Rel Int -> Bool

prop_irreflexiva r =

all (== irreflexiva r)

[irreflexiva2 r,

irreflexiva3 r]

-- La comprobación es

-- λ> quickCheck prop_irreflexiva

-- +++ 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 irreflexiva(r: Rel[A]) -> bool:
    (u, g) = r
    return all(((x, x) not in g for x in u))

# 2ª solución
# ===========

def irreflexiva2(r: Rel[A]) -> bool:
    (u, g) = r
    def aux(xs: list[A]) -> bool:
        if not xs:
            return True
        return (xs[0], xs[0]) not in g and aux(xs[1:])

    return aux(u)

# 3ª solución
# ===========

def irreflexiva3(r: Rel[A]) -> bool:
    (u, g) = r
    for x in u:
        if (x, x) in g:
            return False
    return True

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

# La propiedad es
@given(st.integers(min_value=0, max_value=10))
def test_irreflexiva(n: int) -> None:
    r = relacionArbitraria(n)
    res = irreflexiva(r)
    assert irreflexiva2(r) == res
    assert irreflexiva3(r) == res

# La comprobación es
#    > poetry run pytest -q Relaciones_irreflexivas.py
#    1 passed in 0.12s

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 irreflexiva(r: Rel[A]) -> bool:

(u, g) = r

return all(((x, x) not in g for x in u))

# 2ª solución

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

def irreflexiva2(r: Rel[A]) -> bool:

(u, g) = r

def aux(xs: list[A]) -> bool:

if not xs:

return True

return (xs[0], xs[0]) not in g and aux(xs[1:])

return aux(u)

# 3ª solución

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

def irreflexiva3(r: Rel[A]) -> bool:

(u, g) = r

for x in u:

if (x, x) in g:

return False

return True

# Comprobación de equivalencia

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

# La propiedad es

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

def test_irreflexiva(n: int) -> None:

r = relacionArbitraria(n)

res = irreflexiva(r)

assert irreflexiva2(r) == res

assert irreflexiva3(r) == res

# La comprobación es

# > poetry run pytest -q Relaciones_irreflexivas.py

# 1 passed in 0.12s

Relaciones de equivalencia

PorJosé A. Alonso 6-abril-202318-marzo-2023

Usando el tipo de las relaciones binarias, definir la función

   esEquivalencia :: Ord a => Rel a -> Bool

1	esEquivalencia :: Ord a => Rel a -> Bool

tal que esEquivalencia r se verifica si la relación r es de equivalencia. Por ejemplo,

   λ> esEquivalencia (R ([1,3,5],[(1,1),(1,3),(3,1),(3,3),(5,5)]))
   True
   λ> esEquivalencia (R ([1,2,3,5],[(1,1),(1,3),(3,1),(3,3),(5,5)]))
   False
   λ> esEquivalencia (R ([1,3,5],[(1,1),(1,3),(3,3),(5,5)]))
   False

λ> esEquivalencia (R ([1,3,5],[(1,1),(1,3),(3,1),(3,3),(5,5)]))

True

λ> esEquivalencia (R ([1,2,3,5],[(1,1),(1,3),(3,1),(3,3),(5,5)]))

False

λ> esEquivalencia (R ([1,3,5],[(1,1),(1,3),(3,3),(5,5)]))

False

Soluciones

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

Soluciones en Haskell

import Relaciones_binarias (Rel(R))
import Relaciones_reflexivas (reflexiva)
import Relaciones_simetricas (simetrica)
import Relaciones_transitivas (transitiva)

esEquivalencia :: Ord a => Rel a -> Bool
esEquivalencia r = reflexiva r && simetrica r && transitiva r

import Relaciones_binarias (Rel(R))

import Relaciones_reflexivas (reflexiva)

import Relaciones_simetricas (simetrica)

import Relaciones_transitivas (transitiva)

esEquivalencia :: Ord a => Rel a -> Bool

esEquivalencia r = reflexiva r && simetrica r && transitiva r

Soluciones en Python

from typing import TypeVar

from src.Relaciones_binarias import Rel, relacionArbitraria
from src.Relaciones_reflexivas import reflexiva
from src.Relaciones_simetricas import simetrica
from src.Relaciones_transitivas import transitiva

A = TypeVar('A')

def esEquivalencia(r: Rel[A]) -> bool:
    return reflexiva(r) and simetrica(r) and transitiva(r)

from typing import TypeVar

from src.Relaciones_binarias import Rel, relacionArbitraria

from src.Relaciones_reflexivas import reflexiva

from src.Relaciones_simetricas import simetrica

from src.Relaciones_transitivas import transitiva

A = TypeVar('A')

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

return reflexiva(r) and simetrica(r) and transitiva(r)

Relaciones transitivas

PorJosé A. Alonso 5-abril-202313-marzo-2023

Usando el tipo de las relaciones binarias, definir la función

   transitiva :: Ord a => Rel a -> Bool

1	transitiva :: Ord a => Rel a -> Bool

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

   transitiva (R ([1,3,5],[(1,1),(1,3),(3,1),(3,3),(5,5)])) == True
   transitiva (R ([1,3,5],[(1,1),(1,3),(3,1),(5,5)]))       == False

1 2	transitiva (R ([1,3,5],[(1,1),(1,3),(3,1),(3,3),(5,5)])) == True transitiva (R ([1,3,5],[(1,1),(1,3),(3,1),(5,5)])) == False

Soluciones

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

Soluciones en Haskell

import Relaciones_binarias (Rel(R))
import Reconocimiento_de_subconjunto (subconjunto)
import Universo_y_grafo_de_una_relacion_binaria (grafo)
import Composicion_de_relaciones_binarias_v2 (composicion)
import Test.QuickCheck

-- 1ª solución
-- ===========

transitiva1 :: Ord a => Rel a -> Bool
transitiva1 r@(R (_,g)) = subconjunto (grafo (composicion r r)) g

-- La función subconjunto está definida en el ejercicio
-- "Reconocimiento de subconjunto" que se encuentra en
-- https://bit.ly/427Tyeq
--
-- La función grafo está definida en el ejercicio
-- "Universo y grafo de una relación binaria" que se encuentra en
-- https://bit.ly/3J35mpC
--
-- La función composición está definida en el ejercicio
-- "Composición de relaciones binarias" que se encuentra en
-- https://bit.ly/3JyJrs7

-- 2ª solución
-- ===========

transitiva2 :: Ord a => Rel a -> Bool
transitiva2 (R (_,g)) = aux g
  where
    aux [] = True
    aux ((x,y):g') = and [(x,z) `elem` g | (u,z) <- g, u == y] && aux g'

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

-- La propiedad es
prop_transitiva :: Rel Int -> Bool
prop_transitiva r =
  transitiva1 r == transitiva2 r

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

-- Comparación de eficiencia
-- =========================

-- La comparación es
--    λ> transitiva1 (R ([1..4001],[(x,x+1) | x <- [1..4000]]))
--    False
--    (3.15 secs, 898,932,776 bytes)
--    λ> transitiva2 (R ([1..4001],[(x,x+1) | x <- [1..4000]]))
--    False
--    (0.01 secs, 1,396,720 bytes)
--
--    λ> transitiva1 (R ([1..60], [(x,y) | x <- [1..60], y <- [1..60]]))
--    True
--    (2.71 secs, 852,578,456 bytes)
--    λ> transitiva2 (R ([1..60], [(x,y) | x <- [1..60], y <- [1..60]]))
--    True
--    (9.13 secs, 777,080,288 bytes)

-- En lo sucesivo, usaremos la 1ª definición
transitiva :: Ord a => Rel a -> Bool
transitiva = transitiva1

import Relaciones_binarias (Rel(R))

import Reconocimiento_de_subconjunto (subconjunto)

import Universo_y_grafo_de_una_relacion_binaria (grafo)

import Composicion_de_relaciones_binarias_v2 (composicion)

import Test.QuickCheck

-- 1ª solución

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

transitiva1 :: Ord a => Rel a -> Bool

transitiva1 r@(R (_,g)) = subconjunto (grafo (composicion r r)) g

-- La función subconjunto está definida en el ejercicio

-- "Reconocimiento de subconjunto" que se encuentra en

-- https://bit.ly/427Tyeq

-- La función grafo está definida en el ejercicio

-- "Universo y grafo de una relación binaria" que se encuentra en

-- https://bit.ly/3J35mpC

-- La función composición está definida en el ejercicio

-- "Composición de relaciones binarias" que se encuentra en

-- https://bit.ly/3JyJrs7

-- 2ª solución

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

transitiva2 :: Ord a => Rel a -> Bool

transitiva2 (R (_,g)) = aux g

where

aux [] = True

aux ((x,y):g') = and [(x,z) `elem` g | (u,z) <- g, u == y] && aux g'

-- Comprobación de equivalencia

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

-- La propiedad es

prop_transitiva :: Rel Int -> Bool

prop_transitiva r =

transitiva1 r == transitiva2 r

-- La comprobación es

-- λ> quickCheck prop_transitiva

-- +++ OK, passed 100 tests.

-- Comparación de eficiencia

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

-- La comparación es

-- λ> transitiva1 (R ([1..4001],[(x,x+1) | x <- [1..4000]]))

-- False

-- (3.15 secs, 898,932,776 bytes)

-- λ> transitiva2 (R ([1..4001],[(x,x+1) | x <- [1..4000]]))

-- False

-- (0.01 secs, 1,396,720 bytes)

-- λ> transitiva1 (R ([1..60], [(x,y) | x <- [1..60], y <- [1..60]]))

-- True

-- (2.71 secs, 852,578,456 bytes)

-- λ> transitiva2 (R ([1..60], [(x,y) | x <- [1..60], y <- [1..60]]))

-- True

-- (9.13 secs, 777,080,288 bytes)

-- En lo sucesivo, usaremos la 1ª definición

transitiva :: Ord a => Rel a -> Bool

transitiva = transitiva1

Soluciones en Python

from sys import setrecursionlimit
from timeit import Timer, default_timer
from typing import TypeVar

from hypothesis import given
from hypothesis import strategies as st

from src.Composicion_de_relaciones_binarias_v2 import composicion
from src.Reconocimiento_de_subconjunto import subconjunto
from src.Relaciones_binarias import Rel, relacionArbitraria
from src.Universo_y_grafo_de_una_relacion_binaria import grafo

setrecursionlimit(10**6)

A = TypeVar('A')

# 1ª solución
# ===========

def transitiva1(r: Rel[A]) -> bool:
    g = grafo(r)
    return subconjunto(grafo(composicion(r, r)), g)

# La función subconjunto está definida en el ejercicio
# "Reconocimiento de subconjunto" que se encuentra en
# https://bit.ly/427Tyeq
#
# La función grafo está definida en el ejercicio
# "Universo y grafo de una relación binaria" que se encuentra en
# https://bit.ly/3J35mpC
#
# La función composición está definida en el ejercicio
# "Composición de relaciones binarias" que se encuentra en
# https://bit.ly/3JyJrs7

# 2ª solución
# ===========

def transitiva2(r: Rel[A]) -> bool:
    g = grafo(r)
    def aux(g1: list[tuple[A,A]]) -> bool:
        if not g1:
            return True
        (x, y) = g1[0]
        return all(((x, z) in g for (u,z) in g if u == y)) and aux(g1[1:])

    return aux(g)

# 3ª solución
# ===========

def transitiva3(r: Rel[A]) -> bool:
    g = grafo(r)
    g1 = list(g)
    for (x, y) in g1:
        if not all(((x, z) in g for (u,z) in g if u == y)):
            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 = transitiva1(r)
    assert transitiva2(r) == res
    assert transitiva3(r) == res

# La comprobación es
#    > poetry run pytest -q Relaciones_transitivas.py
#    1 passed in 0.12s

# Comparación de eficiencia
# =========================

def tiempo(e: str) -> None:
    """Tiempo (en segundos) de evaluar la expresión e."""
    t = Timer(e, "", default_timer, globals()).timeit(1)
    print(f"{t:0.2f} segundos")

# La comparación es
#    >>> u1 = range(6001)
#    >>> g1 = [(x, x+1) for x in range(6000)]
#    >>> tiempo("transitiva1((u1, g1))")
#    1.04 segundos
#    >>> tiempo("transitiva2((u1, g1))")
#    0.00 segundos
#    >>> tiempo("transitiva3((u1, g1))")
#    0.00 segundos
#
#    >>> u2 = range(60)
#    >>> g2 = [(x, y) for x in u2 for y in u2]
#    >>> tiempo("transitiva1((u2, g2))")
#    0.42 segundos
#    >>> tiempo("transitiva2((u2, g2))")
#    5.24 segundos
#    >>> tiempo("transitiva3((u2, g2))")
#    4.83 segundos

# En lo sucesivo usaremos la 1ª definición
transitiva = transitiva1

100

101

102

103

104

from sys import setrecursionlimit

from timeit import Timer, default_timer

from typing import TypeVar

from hypothesis import given

from hypothesis import strategies as st

from src.Composicion_de_relaciones_binarias_v2 import composicion

from src.Reconocimiento_de_subconjunto import subconjunto

from src.Relaciones_binarias import Rel, relacionArbitraria

from src.Universo_y_grafo_de_una_relacion_binaria import grafo

setrecursionlimit(10**6)

A = TypeVar('A')

# 1ª solución

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

def transitiva1(r: Rel[A]) -> bool:

g = grafo(r)

return subconjunto(grafo(composicion(r, r)), g)

# La función subconjunto está definida en el ejercicio

# "Reconocimiento de subconjunto" que se encuentra en

# https://bit.ly/427Tyeq

# La función grafo está definida en el ejercicio

# "Universo y grafo de una relación binaria" que se encuentra en

# https://bit.ly/3J35mpC

# La función composición está definida en el ejercicio

# "Composición de relaciones binarias" que se encuentra en

# https://bit.ly/3JyJrs7

# 2ª solución

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

def transitiva2(r: Rel[A]) -> bool:

g = grafo(r)

def aux(g1: list[tuple[A,A]]) -> bool:

if not g1:

return True

(x, y) = g1[0]

return all(((x, z) in g for (u,z) in g if u == y)) and aux(g1[1:])

return aux(g)

# 3ª solución

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

def transitiva3(r: Rel[A]) -> bool:

g = grafo(r)

g1 = list(g)

for (x, y) in g1:

if not all(((x, z) in g for (u,z) in g if u == y)):

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 = transitiva1(r)

assert transitiva2(r) == res

assert transitiva3(r) == res

# La comprobación es

# > poetry run pytest -q Relaciones_transitivas.py

# 1 passed in 0.12s

# Comparación de eficiencia

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

def tiempo(e: str) -> None:

"""Tiempo (en segundos) de evaluar la expresión e."""

t = Timer(e, "", default_timer, globals()).timeit(1)

print(f"{t:0.2f} segundos")

# La comparación es

# >>> u1 = range(6001)

# >>> g1 = [(x, x+1) for x in range(6000)]

# >>> tiempo("transitiva1((u1, g1))")

# 1.04 segundos

# >>> tiempo("transitiva2((u1, g1))")

# 0.00 segundos

# >>> tiempo("transitiva3((u1, g1))")

# 0.00 segundos

# >>> u2 = range(60)

# >>> g2 = [(x, y) for x in u2 for y in u2]

# >>> tiempo("transitiva1((u2, g2))")

# 0.42 segundos

# >>> tiempo("transitiva2((u2, g2))")

# 5.24 segundos

# >>> tiempo("transitiva3((u2, g2))")

# 4.83 segundos

# En lo sucesivo usaremos la 1ª definición

transitiva = transitiva1

Reconocimiento de subconjunto

PorJosé A. Alonso 4-abril-202312-marzo-2023

Definir la función

   subconjunto :: Ord a => [a] -> [a] -> Bool

1	subconjunto :: Ord a => [a] -> [a] -> Bool

tal que subconjunto xs ys se verifica si xs es un subconjunto de ys. Por ejemplo,

   subconjunto [3,2,3] [2,5,3,5]  ==  True
   subconjunto [3,2,3] [2,5,6,5]  ==  False

1 2	subconjunto [3,2,3] [2,5,3,5] == True subconjunto [3,2,3] [2,5,6,5] == False

Soluciones

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

Soluciones en Haskell

module Reconocimiento_de_subconjunto where

import Data.List (nub, sort)
import Data.Set (fromList, isSubsetOf)
import Test.QuickCheck

-- 1ª solución
-- ===========

subconjunto1 :: Ord a => [a] -> [a] -> Bool
subconjunto1 xs ys =
  [x | x <- xs, x `elem` ys] == xs

-- 2ª solución
-- ===========

subconjunto2 :: Ord a => [a] -> [a] -> Bool
subconjunto2 []     _  = True
subconjunto2 (x:xs) ys = x `elem` ys && subconjunto2 xs ys

-- 3ª solución
-- ===========

subconjunto3 :: Ord a => [a] -> [a] -> Bool
subconjunto3 xs ys =
  all (`elem` ys) xs

-- 4ª solución
-- ===========

subconjunto4 :: Ord a => [a] -> [a] -> Bool
subconjunto4 xs ys =
  fromList xs `isSubsetOf` fromList ys

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

-- La propiedad es
prop_subconjunto :: [Int] -> [Int] -> Bool
prop_subconjunto xs ys =
  all (== subconjunto1 xs ys)
      [subconjunto2 xs ys,
       subconjunto3 xs ys,
       subconjunto4 xs ys]

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

-- Comparación de eficiencia
-- =========================

-- La comparación es
--    λ> subconjunto1 [1..2*10^4] [1..2*10^4]
--    True
--    (1.81 secs, 5,992,448 bytes)
--    λ> subconjunto2 [1..2*10^4] [1..2*10^4]
--    True
--    (1.83 secs, 6,952,200 bytes)
--    λ> subconjunto3 [1..2*10^4] [1..2*10^4]
--    True
--    (1.75 secs, 4,712,304 bytes)
--    λ> subconjunto4 [1..2*10^4] [1..2*10^4]
--    True
--    (0.04 secs, 6,312,056 bytes)

-- En lo sucesivo, usaremos la 4ª definición
subconjunto :: Ord a => [a] -> [a] -> Bool
subconjunto = subconjunto4

module Reconocimiento_de_subconjunto where

import Data.List (nub, sort)

import Data.Set (fromList, isSubsetOf)

import Test.QuickCheck

-- 1ª solución

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

subconjunto1 :: Ord a => [a] -> [a] -> Bool

subconjunto1 xs ys =

[x | x <- xs, x `elem` ys] == xs

-- 2ª solución

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

subconjunto2 :: Ord a => [a] -> [a] -> Bool

subconjunto2 [] _ = True

subconjunto2 (x:xs) ys = x `elem` ys && subconjunto2 xs ys

-- 3ª solución

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

subconjunto3 :: Ord a => [a] -> [a] -> Bool

subconjunto3 xs ys =

all (`elem` ys) xs

-- 4ª solución

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

subconjunto4 :: Ord a => [a] -> [a] -> Bool

subconjunto4 xs ys =

fromList xs `isSubsetOf` fromList ys

-- Comprobación de equivalencia

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

-- La propiedad es

prop_subconjunto :: [Int] -> [Int] -> Bool

prop_subconjunto xs ys =

all (== subconjunto1 xs ys)

[subconjunto2 xs ys,

subconjunto3 xs ys,

subconjunto4 xs ys]

-- La comprobación es

-- λ> quickCheck prop_subconjunto

-- +++ OK, passed 100 tests.

-- Comparación de eficiencia

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

-- La comparación es

-- λ> subconjunto1 [1..2*10^4] [1..2*10^4]

-- True

-- (1.81 secs, 5,992,448 bytes)

-- λ> subconjunto2 [1..2*10^4] [1..2*10^4]

-- True

-- (1.83 secs, 6,952,200 bytes)

-- λ> subconjunto3 [1..2*10^4] [1..2*10^4]

-- True

-- (1.75 secs, 4,712,304 bytes)

-- λ> subconjunto4 [1..2*10^4] [1..2*10^4]

-- True

-- (0.04 secs, 6,312,056 bytes)

-- En lo sucesivo, usaremos la 4ª definición

subconjunto :: Ord a => [a] -> [a] -> Bool

subconjunto = subconjunto4

Soluciones en Python

from sys import setrecursionlimit
from timeit import Timer, default_timer
from typing import TypeVar

from hypothesis import given
from hypothesis import strategies as st

setrecursionlimit(10**6)

A = TypeVar('A')

# 1ª solución
# ===========

def subconjunto1(xs: list[A], ys: list[A]) -> bool:
    return [x for x in xs if x in ys] == xs

# 2ª solución
# ===========

def subconjunto2(xs: list[A], ys: list[A]) -> bool:
    if not xs:
        return True
    return xs[0] in ys and subconjunto2(xs[1:], ys)

# 3ª solución
# ===========

def subconjunto3(xs: list[A], ys: list[A]) -> bool:
    return all(elem in ys for elem in xs)

# 4ª solución
# ===========

def subconjunto4(xs: list[A], ys: list[A]) -> bool:
    return set(xs) <= set(ys)

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

# La propiedad es
@given(st.lists(st.integers()),
       st.lists(st.integers()))
def test_filtraAplica(xs: list[int], ys: list[int]) -> None:
    r = subconjunto1(xs, ys)
    assert subconjunto2(xs, ys) == r
    assert subconjunto3(xs, ys) == r
    assert subconjunto4(xs, ys) == r

# La comprobación es
#    src> poetry run pytest -q Reconocimiento_de_subconjunto.py
#    1 passed in 0.31s

# Comparación de eficiencia
# =========================

def tiempo(e: str) -> None:
    """Tiempo (en segundos) de evaluar la expresión e."""
    t = Timer(e, "", default_timer, globals()).timeit(1)
    print(f"{t:0.2f} segundos")

# La comparación es
#    >>> xs = list(range(2*10**4))
#    >>> tiempo("subconjunto1(xs, xs)")
#    1.15 segundos
#    >>> tiempo("subconjunto2(xs, xs)")
#    2.27 segundos
#    >>> tiempo("subconjunto3(xs, xs)")
#    1.14 segundos
#    >>> tiempo("subconjunto4(xs, xs)")
#    0.00 segundos

# En lo sucesivo usaremos la cuarta definición
subconjunto = subconjunto4

from sys import setrecursionlimit

from timeit import Timer, default_timer

from typing import TypeVar

from hypothesis import given

from hypothesis import strategies as st

setrecursionlimit(10**6)

A = TypeVar('A')

# 1ª solución

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

def subconjunto1(xs: list[A], ys: list[A]) -> bool:

return [x for x in xs if x in ys] == xs

# 2ª solución

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

def subconjunto2(xs: list[A], ys: list[A]) -> bool:

if not xs:

return True

return xs[0] in ys and subconjunto2(xs[1:], ys)

# 3ª solución

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

def subconjunto3(xs: list[A], ys: list[A]) -> bool:

return all(elem in ys for elem in xs)

# 4ª solución

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

def subconjunto4(xs: list[A], ys: list[A]) -> bool:

return set(xs) <= set(ys)

# Comprobación de equivalencia

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

# La propiedad es

@given(st.lists(st.integers()),

st.lists(st.integers()))

def test_filtraAplica(xs: list[int], ys: list[int]) -> None:

r = subconjunto1(xs, ys)

assert subconjunto2(xs, ys) == r

assert subconjunto3(xs, ys) == r

assert subconjunto4(xs, ys) == r

# La comprobación es

# src> poetry run pytest -q Reconocimiento_de_subconjunto.py

# 1 passed in 0.31s

# Comparación de eficiencia

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

def tiempo(e: str) -> None:

"""Tiempo (en segundos) de evaluar la expresión e."""

t = Timer(e, "", default_timer, globals()).timeit(1)

print(f"{t:0.2f} segundos")

# La comparación es

# >>> xs = list(range(2*10**4))

# >>> tiempo("subconjunto1(xs, xs)")

# 1.15 segundos

# >>> tiempo("subconjunto2(xs, xs)")

# 2.27 segundos

# >>> tiempo("subconjunto3(xs, xs)")

# 1.14 segundos

# >>> tiempo("subconjunto4(xs, xs)")

# 0.00 segundos

# En lo sucesivo usaremos la cuarta definición

subconjunto = subconjunto4

Composición de relaciones binarias

PorJosé A. Alonso 3-abril-202311-marzo-2023

Usando el tipo de las relaciones binarias, definir la función

   composicion :: Eq a => Rel a -> Rel a -> Rel a

1	composicion :: Eq a => Rel a -> Rel a -> Rel a

tal que composicion r s es la composición de las relaciones r y s. Por ejemplo,

   λ> composicion (R ([1,2],[(1,2),(2,2)])) (R ([1,2],[(2,1)]))
   R ([1,2],[(1,1),(2,1)])

1 2	λ> composicion (R ([1,2],[(1,2),(2,2)])) (R ([1,2],[(2,1)])) R ([1,2],[(1,1),(2,1)])

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

composicion :: Eq a => Rel a -> Rel a -> Rel a
composicion (R (u1,g1)) (R (_,g2)) =
  R (u1,[(x,z) | (x,y) <- g1, (y',z) <- g2, y == y'])

-- 2ª solución
-- ===========

composicion2 :: Eq a => Rel a -> Rel a -> Rel a
composicion2 (R (u1,g1)) (R (_,g2)) =
  R (u1, aux g1)
  where aux [] = []
        aux ((x,y):g1') = [(x,z) | (y',z) <- g2, y == y'] ++ aux g1'

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

-- La propiedad es
prop_composicion :: Rel Int -> Rel Int -> Bool
prop_composicion r1 r2 =
  composicion r1 r2 == composicion2 r1 r2

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

import Relaciones_binarias (Rel(R))

import Test.QuickCheck

-- 1ª solución

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

composicion :: Eq a => Rel a -> Rel a -> Rel a

composicion (R (u1,g1)) (R (_,g2)) =

R (u1,[(x,z) | (x,y) <- g1, (y',z) <- g2, y == y'])

-- 2ª solución

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

composicion2 :: Eq a => Rel a -> Rel a -> Rel a

composicion2 (R (u1,g1)) (R (_,g2)) =

R (u1, aux g1)

where aux [] = []

aux ((x,y):g1') = [(x,z) | (y',z) <- g2, y == y'] ++ aux g1'

-- Comprobación de equivalencia

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

-- La propiedad es

prop_composicion :: Rel Int -> Rel Int -> Bool

prop_composicion r1 r2 =

composicion r1 r2 == composicion2 r1 r2

-- La comprobación es

-- λ> quickCheck prop_composicion

-- +++ 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 composicion(r1: Rel[A], r2: Rel[A]) -> Rel[A]:
    (u1, g1) = r1
    (_,  g2) = r2
    return (u1, [(x, z) for (x, y) in g1 for (u, z) in g2 if y == u])

# 2ª solución
# ===========

def composicion2(r1: Rel[A], r2: Rel[A]) -> Rel[A]:
    (u1, g1) = r1
    (_,  g2) = r2
    def aux(g: list[tuple[A, A]]) -> list[tuple[A, A]]:
        if not g:
            return []
        (x, y) = g[0]
        return [(x, z) for (u, z) in g2 if y == u] + aux(g[1:])

    return (u1, aux(g1))

# 2ª solución
# ===========

def composicion3(r1: Rel[A], r2: Rel[A]) -> Rel[A]:
    (u1, g1) = r1
    (_,  g2) = r2
    r: list[tuple[A, A]] = []
    for (x, y) in g1:
        r = r + [(x, z) for (u, z) in g2 if y == u]
    return (u1, r)

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

# La propiedad es
@given(st.integers(min_value=0, max_value=10),
       st.integers(min_value=0, max_value=10))
def test_simetrica(n: int, m: int) -> None:
    r1 = relacionArbitraria(n)
    r2 = relacionArbitraria(m)
    res = composicion(r1, r2)
    assert composicion2(r1, r2) == res
    assert composicion2(r1, r2) == res

# La comprobación es
#    > poetry run pytest -q Composicion_de_relaciones_binarias_v2.py
#    1 passed in 0.19s

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 composicion(r1: Rel[A], r2: Rel[A]) -> Rel[A]:

(u1, g1) = r1

(_, g2) = r2

return (u1, [(x, z) for (x, y) in g1 for (u, z) in g2 if y == u])

# 2ª solución

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

def composicion2(r1: Rel[A], r2: Rel[A]) -> Rel[A]:

(u1, g1) = r1

(_, g2) = r2

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

if not g:

return []

(x, y) = g[0]

return [(x, z) for (u, z) in g2 if y == u] + aux(g[1:])

return (u1, aux(g1))

# 2ª solución

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

def composicion3(r1: Rel[A], r2: Rel[A]) -> Rel[A]:

(u1, g1) = r1

(_, g2) = r2

r: list[tuple[A, A]] = []

for (x, y) in g1:

r = r + [(x, z) for (u, z) in g2 if y == u]

return (u1, r)

# Comprobación de equivalencia

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

# La propiedad es

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

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

def test_simetrica(n: int, m: int) -> None:

r1 = relacionArbitraria(n)

r2 = relacionArbitraria(m)

res = composicion(r1, r2)

assert composicion2(r1, r2) == res

# La comprobación es

# > poetry run pytest -q Composicion_de_relaciones_binarias_v2.py

# 1 passed in 0.19s

Meses: abril 2023

Relaciones irreflexivas

Relaciones de equivalencia

Relaciones transitivas

Reconocimiento de subconjunto

Composición de relaciones binarias

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