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Listas de igual longitud

PorJosé A. Alonso 23-noviembre-201530-noviembre-2015

Definir la función

   mismaLongitud :: [[a]] -> Bool

1	mismaLongitud :: [[a]] -> Bool

tal que (mismaLongitud xss) se verifica si todas las listas de la lista de listas xss tienen la misma longitud. Por ejemplo,

   mismaLongitud [[1,2],[6,4],[0,0],[7,4]] == True
   mismaLongitud [[1,2],[6,4,5],[0,0]]     == False

1 2	mismaLongitud [[1,2],[6,4],[0,0],[7,4]] == True mismaLongitud [[1,2],[6,4,5],[0,0]] == False

Soluciones

import Data.List (nub)    

-- 1ª solución:
mismaLongitud1 :: [[a]] -> Bool
mismaLongitud1 []       = True
mismaLongitud1 (xs:xss) = and [length ys == n | ys <- xss]
    where n = length xs

-- 2ª solución:
mismaLongitud2 :: [[a]] -> Bool
mismaLongitud2 xss = 
    and [length xs == length ys | (xs,ys) <- zip xss (tail xss)]

-- 3ª solución:
mismaLongitud3 :: [[a]] -> Bool
mismaLongitud3 (xs:ys:xss) = 
    length xs == length ys && mismaLongitud3 (ys:xss)
mismaLongitud3 _ = True           

-- 4ª solución
mismaLongitud4 :: [[a]] -> Bool
mismaLongitud4 [] = True
mismaLongitud4 (xs:xss) =
    all (\ys -> length ys == n) xss
    where n = length xs 

-- 5ª solución
mismaLongitud5 :: [[a]] -> Bool
mismaLongitud5 xss = length (nub [length xs | xs <- xss]) == 1

-- 6ª solución
mismaLongitud6 :: [[a]] -> Bool
mismaLongitud6 = null . drop 1 . nub . map length

-- Comparación de eficiencia
--    λ> mismaLongitud1 (replicate 20000 (replicate 20000 5))
--    True
--    (5.05 secs, 0 bytes)
--    λ> mismaLongitud2 (replicate 20000 (replicate 20000 5))
--    True
--    (9.98 secs, 0 bytes)
--    λ> mismaLongitud3 (replicate 20000 (replicate 20000 5))
--    True
--    (10.17 secs, 0 bytes)
--    λ> mismaLongitud4 (replicate 20000 (replicate 20000 5))
--    True
--    (5.18 secs, 0 bytes)
--    λ> mismaLongitud5 (replicate 20000 (replicate 20000 5))
--    True
--    (4.30 secs, 0 bytes)
--    λ> mismaLongitud6 (replicate 20000 (replicate 20000 5))
--    True
--    (4.19 secs, 0 bytes)

import Data.List (nub)

-- 1ª solución:

mismaLongitud1 :: [[a]] -> Bool

mismaLongitud1 [] = True

mismaLongitud1 (xs:xss) = and [length ys == n | ys <- xss]

where n = length xs

-- 2ª solución:

mismaLongitud2 :: [[a]] -> Bool

mismaLongitud2 xss =

and [length xs == length ys | (xs,ys) <- zip xss (tail xss)]

-- 3ª solución:

mismaLongitud3 :: [[a]] -> Bool

mismaLongitud3 (xs:ys:xss) =

length xs == length ys && mismaLongitud3 (ys:xss)

mismaLongitud3 _ = True

-- 4ª solución

mismaLongitud4 :: [[a]] -> Bool

mismaLongitud4 [] = True

mismaLongitud4 (xs:xss) =

all (\ys -> length ys == n) xss

where n = length xs

-- 5ª solución

mismaLongitud5 :: [[a]] -> Bool

mismaLongitud5 xss = length (nub [length xs | xs <- xss]) == 1

-- 6ª solución

mismaLongitud6 :: [[a]] -> Bool

mismaLongitud6 = null . drop 1 . nub . map length

-- Comparación de eficiencia

-- λ> mismaLongitud1 (replicate 20000 (replicate 20000 5))

-- True

-- (5.05 secs, 0 bytes)

-- λ> mismaLongitud2 (replicate 20000 (replicate 20000 5))

-- True

-- (9.98 secs, 0 bytes)

-- λ> mismaLongitud3 (replicate 20000 (replicate 20000 5))

-- True

-- (10.17 secs, 0 bytes)

-- λ> mismaLongitud4 (replicate 20000 (replicate 20000 5))

-- True

-- (5.18 secs, 0 bytes)

-- λ> mismaLongitud5 (replicate 20000 (replicate 20000 5))

-- True

-- (4.30 secs, 0 bytes)

-- λ> mismaLongitud6 (replicate 20000 (replicate 20000 5))

-- True

-- (4.19 secs, 0 bytes)

Partición por longitudes

PorJosé A. Alonso 23-junio-201528-octubre-2015

Definir la función

   particion :: [a] -> [Int] -> [[a]]

1	particion :: [a] -> [Int] -> [[a]]

tal que (particion xs ns) es la partición de xs donde la longitud de cada parte está determinada por los elementos de ns. Por ejemplo,

   particion [1..10] [2,5,0,3]  ==  [[1,2],[3,4,5,6,7],[],[8,9,10]] 
   particion [1..10] [1,4,2,3]  ==  [[1],[2,3,4,5],[6,7],[8,9,10]]

1 2	particion [1..10] [2,5,0,3] == [[1,2],[3,4,5,6,7],[],[8,9,10]] particion [1..10] [1,4,2,3] == [[1],[2,3,4,5],[6,7],[8,9,10]]

Soluciones

particion :: [a] -> [Int] -> [[a]]
particion [] []     = []
particion xs (n:ns) = take n xs : particion (drop n xs) ns

particion :: [a] -> [Int] -> [[a]]

particion [] [] = []

particion xs (n:ns) = take n xs : particion (drop n xs) ns

Máximos de una lista

PorJosé A. Alonso 22-junio-201528-octubre-2015

Definir la función

   maximos :: Ord a => [a] -> [a]

1	maximos :: Ord a => [a] -> [a]

tal que (maximos xs) es la lista de los elementos de xs que son mayores que todos sus anteriores. Por ejemplo,

   maximos [1,-3,5,2,3,4,7,6,7]                         ==  [1,5,7]
   maximos "bafcdegag"                                  ==  "bfg"
   maximos (concat (replicate (10^6) "adxbcde")++"yz")  ==  "adxyz"
   length (maximos [1..10^6])                           ==  1000000

maximos [1,-3,5,2,3,4,7,6,7] == [1,5,7]

maximos "bafcdegag" == "bfg"

maximos (concat (replicate (10^6) "adxbcde")++"yz") == "adxyz"

length (maximos [1..10^6]) == 1000000

Soluciones

import Data.List (inits, nub)

-- 1ª definición (por comprensión)
maximos1 :: Ord a => [a] -> [a]
maximos1 xs =
    [x | (ys,x) <- zip (inits xs) xs, all (<x) ys]

-- 2ª definición (por recursión)
maximos2 :: Ord a => [a] -> [a]
maximos2 [] = []
maximos2 (x:xs) = x : maximos2 (filter (>x) xs)

-- 3ª definición (por recursión con acumulador)
maximos3 :: Ord a => [a] -> [a]
maximos3 [] = []
maximos3 (x:xs) = aux xs [x] x
    where aux [] zs _ = reverse zs
          aux (y:ys) zs m | y > m     = aux ys (y:zs) y
                          | otherwise = aux ys zs m 

-- 4ª definición (con scanl1):
maximos4 :: Ord a => [a] -> [a]
maximos4 = nub . scanl1 max 

-- Comparación de eficiencia
--    ghci> maximos1 (concat (replicate (10^3) "adxbcde") ++ "yz")
--    "adxyz"
--    (5.82 secs, 2859603952 bytes)
--    ghci> maximos2 (concat (replicate (10^3) "adxbcde") ++ "yz")
--    "adxyz"
--    (0.02 secs, 5879664 bytes)
--    ghci> maximos3 (concat (replicate (10^3) "adxbcde") ++ "yz")
--    "adxyz"
--    (0.03 secs, 4153680 bytes)
--    ghci> maximos4 (concat (replicate (10^3) "adxbcde") ++ "yz")
--    "adxyz"
--    (0.02 secs, 4163296 bytes)
--    
--    ghci> maximos2 (concat (replicate (10^6) "adxbcde") ++ "yz")
--    "adxyz"
--    (3.64 secs, 1314485320 bytes)
--    ghci> maximos3 (concat (replicate (10^6) "adxbcde") ++ "yz")
--    "adxyz"
--    (6.59 secs, 1706434544 bytes)
--    ghci> maximos4 (concat (replicate (10^6) "adxbcde") ++ "yz")
--    "adxyz"
--    (0.89 secs, 1594567000 bytes)
--    
--    ghci> length (maximos2 [1..10^4])
--    10000
--    (17.34 secs, 4302913816 bytes)
--    ghci> length (maximos3 [1..10^4])
--    10000
--    (0.03 secs, 6602488 bytes)
--    ghci> length (maximos4 [1..10^4])
--    10000
--    (1.37 secs, 6820408 bytes)

import Data.List (inits, nub)

-- 1ª definición (por comprensión)

maximos1 :: Ord a => [a] -> [a]

maximos1 xs =

[x | (ys,x) <- zip (inits xs) xs, all (<x) ys]

-- 2ª definición (por recursión)

maximos2 :: Ord a => [a] -> [a]

maximos2 [] = []

maximos2 (x:xs) = x : maximos2 (filter (>x) xs)

-- 3ª definición (por recursión con acumulador)

maximos3 :: Ord a => [a] -> [a]

maximos3 [] = []

maximos3 (x:xs) = aux xs [x] x

where aux [] zs _ = reverse zs

aux (y:ys) zs m | y > m = aux ys (y:zs) y

| otherwise = aux ys zs m

-- 4ª definición (con scanl1):

maximos4 :: Ord a => [a] -> [a]

maximos4 = nub . scanl1 max

-- Comparación de eficiencia

-- ghci> maximos1 (concat (replicate (10^3) "adxbcde") ++ "yz")

-- "adxyz"

-- (5.82 secs, 2859603952 bytes)

-- ghci> maximos2 (concat (replicate (10^3) "adxbcde") ++ "yz")

-- "adxyz"

-- (0.02 secs, 5879664 bytes)

-- ghci> maximos3 (concat (replicate (10^3) "adxbcde") ++ "yz")

-- "adxyz"

-- (0.03 secs, 4153680 bytes)

-- ghci> maximos4 (concat (replicate (10^3) "adxbcde") ++ "yz")

-- "adxyz"

-- (0.02 secs, 4163296 bytes)

-- ghci> maximos2 (concat (replicate (10^6) "adxbcde") ++ "yz")

-- "adxyz"

-- (3.64 secs, 1314485320 bytes)

-- ghci> maximos3 (concat (replicate (10^6) "adxbcde") ++ "yz")

-- "adxyz"

-- (6.59 secs, 1706434544 bytes)

-- ghci> maximos4 (concat (replicate (10^6) "adxbcde") ++ "yz")

-- "adxyz"

-- (0.89 secs, 1594567000 bytes)

-- ghci> length (maximos2 [1..10^4])

-- 10000

-- (17.34 secs, 4302913816 bytes)

-- ghci> length (maximos3 [1..10^4])

-- 10000

-- (0.03 secs, 6602488 bytes)

-- ghci> length (maximos4 [1..10^4])

-- 10000

-- (1.37 secs, 6820408 bytes)

Polinomio cromático de un grafo

PorJosé A. Alonso 17-junio-201526-marzo-2022

El polinomio cromático de un grafo calcula el número de maneras en las cuales puede ser coloreado el grafo usando un número de colores dado, de forma que dos vértices adyacentes no tengan el mismo color.

En el caso del grafo completo de n vértices, su polinomio cromático es

   P(n,x) = x(x-1)(x-2) ... (x-(n-1))

1	P(n,x) = x(x-1)(x-2) ... (x-(n-1))

Por ejemplo,

   P(3,x) = x(x-1)(x-2)      = x^3 - 3*x^2 + 2*x
   P(4,x) = x(x-1)(x-2)(x-3) = x^4 - 6*x^3 + 11*x^2 - 6*x

1 2	P(3,x) = x(x-1)(x-2) = x^3 - 3x^2 + 2x P(4,x) = x(x-1)(x-2)(x-3) = x^4 - 6x^3 + 11x^2 - 6*x

Lo que significa que P(4)(x) es el número de formas de colorear el grafo completo de 4 vértices con x colores. Por tanto,

   P(4,2) =  0 (no se puede colorear con 2 colores)
   P(4,4) = 24 (hay 24 formas de colorearlo con 4 colores)

1 2	P(4,2) = 0 (no se puede colorear con 2 colores) P(4,4) = 24 (hay 24 formas de colorearlo con 4 colores)

Definir la función

   polGC:: Int -> Polinomio Int

1	polGC:: Int -> Polinomio Int

tal que (polGC n) es el polinomio cromático del grafo completo de n vértices. Por ejemplo,

   polGC 4  ==  x^4 + -6*x^3 + 11*x^2 + -6*x
   polGC 5  ==  x^5 + -10*x^4 + 35*x^3 + -50*x^2 + 24*x

1 2	polGC 4 == x^4 + -6x^3 + 11x^2 + -6x polGC 5 == x^5 + -10x^4 + 35x^3 + -50x^2 + 24*x

Comprobar con QuickCheck que si el número de colores (x) coincide con el número de vértices del grafo (n), el número de maneras de colorear el grafo es n!.

Nota 1. Al hacer la comprobación limitar el tamaño de las pruebas como se indica a continuación

   ghci> quickCheckWith (stdArgs {maxSize=7}) prop_polGC
   +++ OK, passed 100 tests.

1 2	ghci> quickCheckWith (stdArgs {maxSize=7}) prop_polGC +++ OK, passed 100 tests.

Nota 2: Este ejercicio debe realizarse usando únicamente las funciones de la librería de polinomios (I1M.PolOperaciones) que se describe aquí y se encuentra aquí.

Soluciones

import I1M.PolOperaciones
import Test.QuickCheck

-- 1ª solución
-- ===========

polGC :: Int -> Polinomio Int
polGC 0 = consPol 0 1 polCero
polGC n = polGC (n-1) `multPol` consPol 1 1 (consPol 0 (-n+1) polCero)

-- 2ª solución
-- ===========

polGC2 :: Int -> Polinomio Int
polGC2 n = multLista (map polMon [0..n-1])

-- (polMon n) es el monomio x-n. Por ejemplo,
--    polMon 3  ==  1*x + -3
polMon:: Int -> Polinomio Int
polMon n = consPol 1 1 (consPol 0 (-n) polCero)

-- (multLista ps) es el producto de la lista de polinomios ps.
multLista :: [Polinomio Int] -> Polinomio Int
multLista []     = polUnidad
multLista (p:ps) = multPol p (multLista ps)

-- 3ª solución (por plegado)
-- =========================

polGC3 :: Int -> Polinomio Int
polGC3 n = foldl multPol polUnidad
           [consPol 1 1 (consPol 0 (-i) polCero) | i <- [0..n-1]]

-- Comprobación
-- ============

-- La propiedad es
prop_polGC :: Int -> Property
prop_polGC n = 
    n > 0 ==> valor (polGC n) n == product [1..n]

-- La comprobación es
--    ghci> quickCheckWith (stdArgs {maxSize=7}) prop_polGC
--    +++ OK, passed 100 tests.
--    (0.04 secs, 7785800 bytes)

import I1M.PolOperaciones

import Test.QuickCheck

-- 1ª solución

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

polGC :: Int -> Polinomio Int

polGC 0 = consPol 0 1 polCero

polGC n = polGC (n-1) `multPol` consPol 1 1 (consPol 0 (-n+1) polCero)

-- 2ª solución

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

polGC2 :: Int -> Polinomio Int

polGC2 n = multLista (map polMon [0..n-1])

-- (polMon n) es el monomio x-n. Por ejemplo,

-- polMon 3 == 1*x + -3

polMon:: Int -> Polinomio Int

polMon n = consPol 1 1 (consPol 0 (-n) polCero)

-- (multLista ps) es el producto de la lista de polinomios ps.

multLista :: [Polinomio Int] -> Polinomio Int

multLista [] = polUnidad

multLista (p:ps) = multPol p (multLista ps)

-- 3ª solución (por plegado)

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

polGC3 :: Int -> Polinomio Int

polGC3 n = foldl multPol polUnidad

[consPol 1 1 (consPol 0 (-i) polCero) | i <- [0..n-1]]

-- Comprobación

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

-- La propiedad es

prop_polGC :: Int -> Property

prop_polGC n =

n > 0 ==> valor (polGC n) n == product [1..n]

-- La comprobación es

-- ghci> quickCheckWith (stdArgs {maxSize=7}) prop_polGC

-- +++ OK, passed 100 tests.

-- (0.04 secs, 7785800 bytes)

Suma de posteriores

PorJosé A. Alonso 16-junio-201528-octubre-2015

Definir la función

   sumaPosteriores :: [Int] -> [Int]

1	sumaPosteriores :: [Int] -> [Int]

tal que (sumaPosteriores xs) es la lista obtenida sustituyendo cada elemento de xs por la suma de los elementos posteriores. Por ejemplo,

   sumaPosteriores [1..8]        == [35,33,30,26,21,15,8,0]
   sumaPosteriores [1,-3,2,5,-8] == [-4,-1,-3,-8,0]

1 2	sumaPosteriores [1..8] == [35,33,30,26,21,15,8,0] sumaPosteriores [1,-3,2,5,-8] == [-4,-1,-3,-8,0]

Comprobar con QuickCheck que el último elemento de la lista (sumaPosteriores xs) siempre es 0.

Soluciones

import Data.List (tails)
import Test.QuickCheck

-- 1ª definición (por recursión):
sumaPosteriores1 :: [Int] -> [Int]
sumaPosteriores1 []     = []
sumaPosteriores1 (x:xs) = sum xs : sumaPosteriores1 xs

-- 2ª definición (sin argumentos)
sumaPosteriores2 :: [Int] -> [Int]
sumaPosteriores2 = map (sum . tail) . init . tails

-- La propiedad es
propSumaP:: [Int] -> Property
propSumaP xs = not (null xs) ==> last (sumaPosteriores1 xs) == 0

-- La comprobación es
--    ghci> quickCheck propSumaP
--    +++ OK, passed 100 tests.

import Data.List (tails)

import Test.QuickCheck

-- 1ª definición (por recursión):

sumaPosteriores1 :: [Int] -> [Int]

sumaPosteriores1 [] = []

sumaPosteriores1 (x:xs) = sum xs : sumaPosteriores1 xs

-- 2ª definición (sin argumentos)

sumaPosteriores2 :: [Int] -> [Int]

sumaPosteriores2 = map (sum . tail) . init . tails

-- La propiedad es

propSumaP:: [Int] -> Property

propSumaP xs = not (null xs) ==> last (sumaPosteriores1 xs) == 0

-- La comprobación es

-- ghci> quickCheck propSumaP

-- +++ OK, passed 100 tests.

Algoritmo de bajada para resolver un sistema triangular inferior

PorJosé A. Alonso 15-junio-201528-octubre-2015

Un sistema de ecuaciones lineales Ax = b es triangular inferior si todos los elementos de la matriz A que están por encima de la diagonal principal son nulos; es decir, es de la forma

   a(1,1)*x(1)                                               = b(1)
   a(2,1)*x(1) + a(2,2)*x(2)                                 = b(2)
   a(3,1)*x(1) + a(3,2)*x(2) + a(3,3)*x(3)                   = b(3)
   ...
   a(n,1)*x(1) + a(n,2)*x(2) + a(n,3)*x(3) +...+ a(x,x)*x(n) = b(n)

a(1,1)*x(1) = b(1)

a(2,1)*x(1) + a(2,2)*x(2) = b(2)

a(3,1)*x(1) + a(3,2)*x(2) + a(3,3)*x(3) = b(3)

...

a(n,1)*x(1) + a(n,2)*x(2) + a(n,3)*x(3) +...+ a(x,x)*x(n) = b(n)

El sistema es compatible si, y sólo si, el producto de los elementos de la diagonal principal es distinto de cero. En este caso, la solución se puede calcular mediante el algoritmo de bajada:

   x(1) = b(1) / a(1,1)
   x(2) = (b(2) - a(2,1)*x(1)) / a(2,2)
   x(3) = (b(3) - a(3,1)*x(1) - a(3,2)*x(2)) / a(3,3)
   ...
   x(n) = (b(n) - a(n,1)*x(1) - a(n,2)*x(2) -...- a(n,n-1)*x(n-1)) / a(n,n)

x(1) = b(1) / a(1,1)

x(2) = (b(2) - a(2,1)*x(1)) / a(2,2)

x(3) = (b(3) - a(3,1)*x(1) - a(3,2)*x(2)) / a(3,3)

...

x(n) = (b(n) - a(n,1)*x(1) - a(n,2)*x(2) -...- a(n,n-1)*x(n-1)) / a(n,n)

Definir la función

   bajada :: Matrix Double -> Matrix Double -> Matrix Double

1	bajada :: Matrix Double -> Matrix Double -> Matrix Double

tal que (bajada a b) es la solución, mediante el algoritmo de bajada, del sistema compatible triangular superior ax = b. Por ejemplo,

   ghci> let a = fromLists [[2,0,0],[3,1,0],[4,2,5.0]]
   ghci> let b = fromLists [[3],[6.5],[10]]
   ghci> bajada a b
   ( 1.5 )
   ( 2.0 )
   ( 0.0 )

ghci> let a = fromLists [[2,0,0],[3,1,0],[4,2,5.0]]

ghci> let b = fromLists [[3],[6.5],[10]]

ghci> bajada a b

( 1.5 )

( 2.0 )

( 0.0 )

Es decir, la solución del sistema

   2x            = 3
   3x + y        = 6.5
   4x + 2y + 5 z = 10

2x = 3

3x + y = 6.5

4x + 2y + 5 z = 10

es x=1.5, y=2 y z=0.

Soluciones

import Data.Matrix

bajada :: Matrix Double -> Matrix Double -> Matrix Double
bajada a b = fromLists [[x i] | i <- [1..m]]
    where m = nrows a
          x k = (b!(k,1) - sum [a!(k,j) * x j | j <- [1..k-1]]) / a!(k,k)

import Data.Matrix

bajada :: Matrix Double -> Matrix Double -> Matrix Double

bajada a b = fromLists [[x i] | i <- [1..m]]

where m = nrows a

x k = (b!(k,1) - sum [a!(k,j) * x j | j <- [1..k-1]]) / a!(k,k)

Refinamiento de montículos

PorJosé A. Alonso 28-mayo-201513-junio-2015

Definir la función

   refina :: Ord a => Monticulo a -> [a -> Bool] -> Monticulo a

1	refina :: Ord a => Monticulo a -> [a -> Bool] -> Monticulo a

tal que (refina m ps) es el montículo formado por los elementos del montículo m que cumplen todos los predicados de la lista ps. Por ejemplo,

   ghci> refina (foldr inserta vacio [1..22]) [(<7), even]
   M 2 1 (M 4 1 (M 6 1 Vacio Vacio) Vacio) Vacio
   ghci> refina (foldr inserta vacio [1..22]) [(<1), even]
   Vacio

ghci> refina (foldr inserta vacio [1..22]) [(<7), even]

M 2 1 (M 4 1 (M 6 1 Vacio Vacio) Vacio) Vacio

ghci> refina (foldr inserta vacio [1..22]) [(<1), even]

Vacio

Soluciones

refina :: Ord a => Monticulo a -> [a-> Bool] -> Monticulo a 
refina m ps | esVacio m   = vacio
            | cumple x ps = inserta x (refina r ps)
            | otherwise   = refina r ps
            where x = menor m
                  r = resto m

-- (cumple x ps) se verifica si x cumple todos los predicados de ps. Por
-- ejemplo,  
--    cumple 2 [(<7), even]  ==  True
--    cumple 3 [(<7), even]  ==  False
--    cumple 8 [(<7), even]  ==  False
cumple :: a -> [a -> Bool] -> Bool
cumple x ps = and [p x | p <- ps]

-- La función cumple se puede definir por recursión:
cumple2 x []     = True
cumple2 x (p:ps) = p x && cumple x ps

refina :: Ord a => Monticulo a -> [a-> Bool] -> Monticulo a

refina m ps | esVacio m = vacio

| cumple x ps = inserta x (refina r ps)

| otherwise = refina r ps

where x = menor m

r = resto m

-- (cumple x ps) se verifica si x cumple todos los predicados de ps. Por

-- ejemplo,

-- cumple 2 [(<7), even] == True

-- cumple 3 [(<7), even] == False

-- cumple 8 [(<7), even] == False

cumple :: a -> [a -> Bool] -> Bool

cumple x ps = and [p x | p <- ps]

-- La función cumple se puede definir por recursión:

cumple2 x [] = True

cumple2 x (p:ps) = p x && cumple x ps

Cálculo de aprobados

PorJosé A. Alonso 27-mayo-201513-junio-2015

La notas de un examen se pueden representar mediante un vector en el que los valores son los pares formados por los nombres de los alumnos y sus notas.

Definir la función

   aprobados :: (Num a, Ord a) => Array Int (String,a) -> Maybe [String]

1	aprobados :: (Num a, Ord a) => Array Int (String,a) -> Maybe [String]

tal que (aprobados p) es la lista de los nombres de los alumnos que han aprobado y Nothing si todos están suspensos. Por ejemplo,

   ghci> aprobados (listArray (1,3) [("Ana",5),("Pedro",3),("Lucia",6)])
   Just ["Ana","Lucia"]
   ghci> aprobados (listArray (1,3) [("Ana",4),("Pedro",3),("Lucia",4.9)])
   Nothing

ghci> aprobados (listArray (1,3) [("Ana",5),("Pedro",3),("Lucia",6)])

Just ["Ana","Lucia"]

ghci> aprobados (listArray (1,3) [("Ana",4),("Pedro",3),("Lucia",4.9)])

Nothing

Soluciones

import Data.Array

aprobados :: (Num a, Ord a) => Array Int (String,a) -> Maybe [String]
aprobados p | null xs   = Nothing
            | otherwise = Just xs
    where xs = [x | (x,n) <- elems p, n >= 5]

import Data.Array

aprobados :: (Num a, Ord a) => Array Int (String,a) -> Maybe [String]

aprobados p | null xs = Nothing

| otherwise = Just xs

where xs = [x | (x,n) <- elems p, n >= 5]

Inversiones de un número

PorJosé A. Alonso 25-mayo-201530-noviembre-2015

Un número tiene una inversión cuando existe un dígito x a la derecha de otro dígito de forma que x es menor que y. Por ejemplo, en el número 1745 hay dos inversiones ya que 4 es menor que 7 y 5 es menor que 7 y están a la derecha de 7.

Definir la función

   nInversiones :: Integer -> Int

1	nInversiones :: Integer -> Int

tal que (nInversiones n) es el número de inversiones de n. Por ejemplo,

   nInversiones 1745  ==  2

1	nInversiones 1745 == 2

Soluciones

import Data.List (tails)

-- 1ª definición
-- =============

nInversiones1 :: Integer -> Int
nInversiones1 = length . inversiones . show

-- (inversiones xs) es la lista de las inversiones de xs. Por ejemplo, 
--    inversiones "1745"   ==  [('7','4'),('7','5')]
--    inversiones "cbafd"  ==  [('c','b'),('c','a'),('b','a'),('f','d')]
inversiones :: Ord a => [a] -> [(a,a)]
inversiones []     = []
inversiones (x:xs) = [(x,y) | y <- xs, y < x] ++ inversiones xs

-- 2ª definición
-- =============

nInversiones2 :: Integer -> Int
nInversiones2 = aux . show
    where aux [] = 0
          aux (y:ys) | null xs   = aux ys
                     | otherwise = length xs + aux ys
                     where xs = [x | x <- ys, x < y]  

-- 3ª solución
-- ===========

nInversiones3 :: Integer -> Int
nInversiones3 x = sum $ map f xss
    where xss = init $ tails (show x)
          f (x:xs) = length $ filter (<x) xs

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

-- La comparación es
--    ghci> let f1000 = product [1..1000] 
--    ghci> nInversiones1 f1000
--    1751225
--    (2.81 secs, 452526504 bytes)
--    ghci> nInversiones2 f1000
--    1751225
--    (2.45 secs, 312752672 bytes)
--    ghci> nInversiones3 f1000
--    1751225
--    (0.71 secs, 100315896 bytes)

import Data.List (tails)

-- 1ª definición

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

nInversiones1 :: Integer -> Int

nInversiones1 = length . inversiones . show

-- (inversiones xs) es la lista de las inversiones de xs. Por ejemplo,

-- inversiones "1745" == [('7','4'),('7','5')]

-- inversiones "cbafd" == [('c','b'),('c','a'),('b','a'),('f','d')]

inversiones :: Ord a => [a] -> [(a,a)]

inversiones [] = []

inversiones (x:xs) = [(x,y) | y <- xs, y < x] ++ inversiones xs

-- 2ª definición

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

nInversiones2 :: Integer -> Int

nInversiones2 = aux . show

where aux [] = 0

aux (y:ys) | null xs = aux ys

| otherwise = length xs + aux ys

where xs = [x | x <- ys, x < y]

-- 3ª solución

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

nInversiones3 :: Integer -> Int

nInversiones3 x = sum $ map f xss

where xss = init $ tails (show x)

f (x:xs) = length $ filter (<x) xs

-- Comparación de eficiencia

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

-- La comparación es

-- ghci> let f1000 = product [1..1000]

-- ghci> nInversiones1 f1000

-- 1751225

-- (2.81 secs, 452526504 bytes)

-- ghci> nInversiones2 f1000

-- 1751225

-- (2.45 secs, 312752672 bytes)

-- ghci> nInversiones3 f1000

-- 1751225

-- (0.71 secs, 100315896 bytes)

Números comenzando con un dígito dado

PorJosé A. Alonso 22-mayo-201513-junio-2015

Definir la función

   comienzanCon :: [Int] -> Int -> [Int]

1	comienzanCon :: [Int] -> Int -> [Int]

tal que (comienzanCon xs d) es la lista de los elementos de xs que empiezan por el dígito d. Por ejemplo,

   comienzanCon [123,51,11,711,52] 1 == [123,11]
   comienzanCon [123,51,11,711,52] 5 == [51,52]
   comienzanCon [123,51,11,711,52] 6 == []

comienzanCon [123,51,11,711,52] 1 == [123,11]

comienzanCon [123,51,11,711,52] 5 == [51,52]

comienzanCon [123,51,11,711,52] 6 == []

Soluciones

import Data.Char (intToDigit)

-- 1ª definición (por comprensión)
comienzanCon :: [Int]-> Int -> [Int]
comienzanCon xs d = [x | x <- xs, head (show x) == d']
    where d' = head (show d)

-- 2ª definición (por recursión)
comienzanCon2 :: [Int]-> Int -> [Int]
comienzanCon2 xs d = aux xs
    where aux [] = []
          aux (x:xs) | head (show x) == d' = x : aux xs
                     | otherwise           = aux xs
          d' = head (show d)

-- 3ª definición (por filtrado)
comienzanCon3 :: [Int]-> Int -> [Int]
comienzanCon3 xs d = filter (\x -> head (show x) == d') xs
    where d' = head (show d)

-- 4ª definición (por plegado)
comienzanCon4 :: [Int]-> Int -> [Int]
comienzanCon4 xs d = foldr f [] xs
    where f x ys | head (show x) == d' = x : ys
                 | otherwise           = ys
          d' = head (show d)

-- En las definiciones anteriores se puede usa intToDigit en lugar de
-- read. 

comienzanCon' :: [Int]-> Int -> [Int]
comienzanCon' xs d = [x | x <- xs, head (show x) == intToDigit d]

comienzanCon2' :: [Int]-> Int -> [Int]
comienzanCon2' xs d = aux xs
    where aux [] = []
          aux (x:xs) | head (show x) == intToDigit d = x : aux xs
                     | otherwise                     = aux xs

comienzanCon3' :: [Int]-> Int -> [Int]
comienzanCon3' xs d = filter ((==intToDigit d) . head . show) xs

comienzanCon4' :: [Int]-> Int -> [Int]
comienzanCon4' xs d = foldr f [] xs
    where f x ys | head (show x) == intToDigit d = x : ys
                 | otherwise                     = ys

import Data.Char (intToDigit)

-- 1ª definición (por comprensión)

comienzanCon :: [Int]-> Int -> [Int]

comienzanCon xs d = [x | x <- xs, head (show x) == d']

where d' = head (show d)

-- 2ª definición (por recursión)

comienzanCon2 :: [Int]-> Int -> [Int]

comienzanCon2 xs d = aux xs

where aux [] = []

aux (x:xs) | head (show x) == d' = x : aux xs

| otherwise = aux xs

d' = head (show d)

-- 3ª definición (por filtrado)

comienzanCon3 :: [Int]-> Int -> [Int]

comienzanCon3 xs d = filter (\x -> head (show x) == d') xs

where d' = head (show d)

-- 4ª definición (por plegado)

comienzanCon4 :: [Int]-> Int -> [Int]

comienzanCon4 xs d = foldr f [] xs

where f x ys | head (show x) == d' = x : ys

| otherwise = ys

d' = head (show d)

-- En las definiciones anteriores se puede usa intToDigit en lugar de

-- read.

comienzanCon' :: [Int]-> Int -> [Int]

comienzanCon' xs d = [x | x <- xs, head (show x) == intToDigit d]

comienzanCon2' :: [Int]-> Int -> [Int]

comienzanCon2' xs d = aux xs

where aux [] = []

aux (x:xs) | head (show x) == intToDigit d = x : aux xs

| otherwise = aux xs

comienzanCon3' :: [Int]-> Int -> [Int]

comienzanCon3' xs d = filter ((==intToDigit d) . head . show) xs

comienzanCon4' :: [Int]-> Int -> [Int]

comienzanCon4' xs d = foldr f [] xs

where f x ys | head (show x) == intToDigit d = x : ys

| otherwise = ys

Parte par de un polinomio

PorJosé A. Alonso 20-mayo-201513-junio-2015

La parte par de un polinomio de coeficientes enteros es el polinomio formado por sus monomios cuyos coeficientes son números pares. Por ejemplo, la parte par de 4x^3+x^2-7x+6 es 4x^3+6.

Definir la función

   partePar :: Integral a => Polinomio a -> Polinomio a

1	partePar :: Integral a => Polinomio a -> Polinomio a

tal que (partePar p) es la parte par de p. Por ejemplo,

   ghci> partePar (consPol 3 4 (consPol 2 1 (consPol 0 6 polCero)))
   4*x^3 + 6

1 2	ghci> partePar (consPol 3 4 (consPol 2 1 (consPol 0 6 polCero))) 4*x^3 + 6

Nota: Este ejercicio debe realizarse usando únicamente las funciones de la librería I1M.Pol que se encuentra aquí y se describe aquí.

Soluciones

partePar :: Integral a => Polinomio a -> Polinomio a
partePar p
    | esPolCero p = polCero
    | even b      = consPol n b (partePar r)
    | otherwise   = partePar r
    where n = grado p
          b = coefLider p
          r = restoPol p

partePar :: Integral a => Polinomio a -> Polinomio a

partePar p

| esPolCero p = polCero

| even b = consPol n b (partePar r)

| otherwise = partePar r

where n = grado p

b = coefLider p

r = restoPol p

Aplicación de funciones a nodos y hojas

PorJosé A. Alonso 19-mayo-201513-junio-2015

Representamos los árboles binarios con elementos en las hojas y en los nodos mediante el tipo de dato

   data Arbol a = H a | N a (Arbol a) (Arbol a) deriving Show

1	data Arbol a = H a \| N a (Arbol a) (Arbol a) deriving Show

Definir la función

   aplica :: (a -> a) -> (a -> a) -> Arbol a -> Arbol a

1	aplica :: (a -> a) -> (a -> a) -> Arbol a -> Arbol a

tal que (aplica f g a) devuelve el árbol obtenido al aplicar la función f a las hojas del árbol a y la función g a los nodos interiores. Por ejemplo,

   ghci> aplica (+1)(*2) (N 5 (N 2 (H 1) (H 2)) (N 3 (H 4) (H 2)))
   N 10 (N 4 (H 2) (H 3)) (N 6 (H 5) (H 3))

1 2	ghci> aplica (+1)(*2) (N 5 (N 2 (H 1) (H 2)) (N 3 (H 4) (H 2))) N 10 (N 4 (H 2) (H 3)) (N 6 (H 5) (H 3))

Soluciones

data Arbol a = H a | N a (Arbol a) (Arbol a) deriving Show

aplica :: (a -> a) -> (a -> a) -> Arbol a -> Arbol a
aplica f g (H x)     = H (f x)
aplica f g (N x i d) = N (g x) (aplica f g i) (aplica f g d)

data Arbol a = H a | N a (Arbol a) (Arbol a) deriving Show

aplica :: (a -> a) -> (a -> a) -> Arbol a -> Arbol a

aplica f g (H x) = H (f x)

aplica f g (N x i d) = N (g x) (aplica f g i) (aplica f g d)

Múltiplos especiales

PorJosé A. Alonso 7-mayo-201515-mayo-2015

Dado dos números n y m, decimos que m es un múltiplo especial de n si m es un múltiplo de n y m no tiene ningún factor primo que sea congruente con 1 módulo 3.

Definir la función

   multiplosEspecialesCota :: Int -> Int -> [Int]

1	multiplosEspecialesCota :: Int -> Int -> [Int]

tal que (multiplosEspecialesCota n k) es la lista ordenada de todos los múltiplos especiales de n que son menores o iguales que k. Por ejemplo,

   multiplosEspecialesCota 5 50  ==  [5,10,15,20,25,30,40,45,50]
   multiplosEspecialesCota 7 50  ==  []

1 2	multiplosEspecialesCota 5 50 == [5,10,15,20,25,30,40,45,50] multiplosEspecialesCota 7 50 == []

Soluciones

import Data.Numbers.Primes (primeFactors)

multiplosEspecialesCota :: Int -> Int -> [Int]
multiplosEspecialesCota n k =
    [m | m <- [n,2*n..k], 
         all (\p -> p `mod` 3 /= 1) (primeFactors m)]

import Data.Numbers.Primes (primeFactors)

multiplosEspecialesCota :: Int -> Int -> [Int]

multiplosEspecialesCota n k =

[m | m <- [n,2*n..k],

all (\p -> p `mod` 3 /= 1) (primeFactors m)]

Mínimo y máximo de un montículo

PorJosé A. Alonso 6-mayo-201515-mayo-2015

Definir la función

   minMax :: Ord a => Monticulo a -> Maybe (a,a)

1	minMax :: Ord a => Monticulo a -> Maybe (a,a)

tal que (minMax m) es justamente el par formado por el menor y el mayor elemento de m, si el montículo m es no vacío. Por ejemplo,

   minMax (foldr inserta vacio [4,8,2,1,5])  ==  Just (1,8)
   minMax (foldr inserta vacio [4])          ==  Just (4,4)
   minMax vacio                              ==  Nothing

minMax (foldr inserta vacio [4,8,2,1,5]) == Just (1,8)

minMax (foldr inserta vacio [4]) == Just (4,4)

minMax vacio == Nothing

Nota: Este ejercicio debe realizarse usando únicamente las funciones de la librería de montículo (I1M.Monticulo) que se describe aquí y se encuentra aquí.

Soluciones

import I1M.Monticulo   -- http://bit.ly/1AKmUQB

minMax :: Ord a => Monticulo a -> Maybe (a, a)
minMax m | esVacio m = Nothing
         | otherwise = Just (menor m,mayor m)

-- (mayor m) es el mayor elemento del montículo m. Por ejemplo,
--     mayor (foldr inserta vacio [1,8,2,4,5])  ==  8
mayor :: Ord a => Monticulo a -> a
mayor m | esVacio r = menor m
        | otherwise = mayor r
        where r = resto m

-- 2ª definición de mayor 
mayor2 :: Ord a => Monticulo a -> a
mayor2 m = last (monticulo2Lista m)

monticulo2Lista :: Ord a => Monticulo a -> [a]
monticulo2Lista m | esVacio m = []
                  | otherwise = menor m : monticulo2Lista (resto m)

import I1M.Monticulo -- http://bit.ly/1AKmUQB

minMax :: Ord a => Monticulo a -> Maybe (a, a)

minMax m | esVacio m = Nothing

| otherwise = Just (menor m,mayor m)

-- (mayor m) es el mayor elemento del montículo m. Por ejemplo,

-- mayor (foldr inserta vacio [1,8,2,4,5]) == 8

mayor :: Ord a => Monticulo a -> a

mayor m | esVacio r = menor m

| otherwise = mayor r

where r = resto m

-- 2ª definición de mayor

mayor2 :: Ord a => Monticulo a -> a

mayor2 m = last (monticulo2Lista m)

monticulo2Lista :: Ord a => Monticulo a -> [a]

monticulo2Lista m | esVacio m = []

| otherwise = menor m : monticulo2Lista (resto m)

Números cuyas cifras coinciden con las de sus factores primos

PorJosé A. Alonso 4-mayo-201525-marzo-2022

Un número n es especial si al unir las cifras de sus factores primos, se obtienen exactamente las cifras de n, aunque puede ser en otro orden. Por ejemplo, 1255 es especial, pues los factores primos de 1255 son 5 y 251.

Definir la función

   esEspecial :: Integer -> Bool

1	esEspecial :: Integer -> Bool

tal que (esEspecial n) se verifica si un número n es especial. Por ejemplo,

   esEspecial 1255 == True
   esEspecial 125  == False

1 2	esEspecial 1255 == True esEspecial 125 == False

Comprobar con QuickCheck que todo número primo es especial.

Calcular los 5 primeros números especiales que no son primos.

Soluciones

import Data.List (nub, sort)
import Data.Numbers.Primes (isPrime, primeFactors)
import Test.QuickCheck

esEspecial :: Integer -> Bool
esEspecial n = 
    sort (show n) == sort (concatMap show (nub (primeFactors n)))

-- La propiedad es
prop_primos:: Integer -> Property
prop_primos n = 
    isPrime (abs n) ==> esEspecial (abs n)

-- La comprobación es
--    ghci> quickCheck prop_primos
--    +++ OK, passed 100 tests.

-- El cálculo es
--    ghci> take 5 [n | n <- [2..], esEspecial n, not (isPrime n)]
--    [735,1255,3792,7236,11913]

import Data.List (nub, sort)

import Data.Numbers.Primes (isPrime, primeFactors)

import Test.QuickCheck

esEspecial :: Integer -> Bool

esEspecial n =

sort (show n) == sort (concatMap show (nub (primeFactors n)))

-- La propiedad es

prop_primos:: Integer -> Property

prop_primos n =

isPrime (abs n) ==> esEspecial (abs n)

-- La comprobación es

-- ghci> quickCheck prop_primos

-- +++ OK, passed 100 tests.

-- El cálculo es

-- ghci> take 5 [n | n <- [2..], esEspecial n, not (isPrime n)]

-- [735,1255,3792,7236,11913]

Rotaciones de un número

PorJosé A. Alonso 30-abril-20157-mayo-2015

Definir la función

   rotacionesNumero :: Integer -> [Integer]

1	rotacionesNumero :: Integer -> [Integer]

(rotacionesNumero n) es la lista de las rotaciones obtenidas desplazando el primer dígito de n al final. Por ejemplo,

   rotacionesNumero 325  ==  [325,253,532]

1	rotacionesNumero 325 == [325,253,532]

Soluciones

-- 1ª definición (por comprensión)
-- ===============================

rotacionesNumero1 :: Integer -> [Integer]
rotacionesNumero1 n = [read xs | xs <- rotaciones (show n)]

-- (rotaciones xs) es la lista de las rotaciones obtenidas desplazando
-- el primer elemento xs al final. Por ejemplo,
--    rotaciones [2,3,5]  ==  [[2,3,5],[3,5,2],[5,2,3]]
rotaciones :: [a] -> [[a]]
rotaciones xs = take (length xs) (iterate rota xs)

-- (rota xs) es la lista añadiendo el primer elemento de xs al
-- final. Por ejemplo, 
--    rota [3,2,5,7]  ==  [2,5,7,3]
rota :: [a] -> [a]
rota (x:xs) = xs ++ [x]

-- 2ª definición (con map)
-- =======================

rotacionesNumero2 :: Integer -> [Integer]
rotacionesNumero2 n = map read (rotaciones (show n))

-- 3ª definición (sin argumentos)
-- ==============================

rotacionesNumero3 :: Integer -> [Integer]
rotacionesNumero3 = map read . rotaciones . show

-- 1ª definición (por comprensión)

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

rotacionesNumero1 :: Integer -> [Integer]

rotacionesNumero1 n = [read xs | xs <- rotaciones (show n)]

-- (rotaciones xs) es la lista de las rotaciones obtenidas desplazando

-- el primer elemento xs al final. Por ejemplo,

-- rotaciones [2,3,5] == [[2,3,5],[3,5,2],[5,2,3]]

rotaciones :: [a] -> [[a]]

rotaciones xs = take (length xs) (iterate rota xs)

-- (rota xs) es la lista añadiendo el primer elemento de xs al

-- final. Por ejemplo,

-- rota [3,2,5,7] == [2,5,7,3]

rota :: [a] -> [a]

rota (x:xs) = xs ++ [x]

-- 2ª definición (con map)

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

rotacionesNumero2 :: Integer -> [Integer]

rotacionesNumero2 n = map read (rotaciones (show n))

-- 3ª definición (sin argumentos)

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

rotacionesNumero3 :: Integer -> [Integer]

rotacionesNumero3 = map read . rotaciones . show

Agrupamiento según valores

PorJosé A. Alonso 29-abril-201525-abril-2021

Definir la función

   agrupa :: Ord c => (a -> c) -> [a] -> Map c [a]

1	agrupa :: Ord c => (a -> c) -> [a] -> Map c [a]

tal que (agrupa f xs) es el diccionario obtenido agrupando los elementos de xs según sus valores mediante la función f. Por ejemplo,

   ghci> agrupa length ["hoy", "ayer", "ana", "cosa"]
   fromList [(3,["hoy","ana"]),(4,["ayer","cosa"])]
   ghci> agrupa head ["claro", "ayer", "ana", "cosa"]
   fromList [('a',["ayer","ana"]),('c',["claro","cosa"])]
   ghci> agrupa length (words "suerte en el examen")
   fromList [(2,["en","el"]),(6,["suerte","examen"])]

ghci> agrupa length ["hoy", "ayer", "ana", "cosa"]

fromList [(3,["hoy","ana"]),(4,["ayer","cosa"])]

ghci> agrupa head ["claro", "ayer", "ana", "cosa"]

fromList [('a',["ayer","ana"]),('c',["claro","cosa"])]

ghci> agrupa length (words "suerte en el examen")

fromList [(2,["en","el"]),(6,["suerte","examen"])]

Soluciones

import qualified Data.List as L
import Data.Map

-- 1ª definición (por recursión)
agrupa1 :: Ord c => (a -> c) -> [a] -> Map c [a]
agrupa1 _ []     = empty
agrupa1 f (x:xs) = insertWith (++) (f x) [x] (agrupa1 f xs)

-- 2ª definición (por plegado)
agrupa2 :: Ord c => (a -> c) -> [a] -> Map c [a]
agrupa2 f = L.foldr (\x -> insertWith (++) (f x) [x]) empty

import qualified Data.List as L

import Data.Map

-- 1ª definición (por recursión)

agrupa1 :: Ord c => (a -> c) -> [a] -> Map c [a]

agrupa1 _ [] = empty

agrupa1 f (x:xs) = insertWith (++) (f x) [x] (agrupa1 f xs)

-- 2ª definición (por plegado)

agrupa2 :: Ord c => (a -> c) -> [a] -> Map c [a]

agrupa2 f = L.foldr (\x -> insertWith (++) (f x) [x]) empty

Producto de un número por una lista de números

PorJosé A. Alonso 8-abril-20151-mayo-2015

El producto de un número natural x por una lista de números naturales ys es el número obtenido concatenando los productos de x por cada uno de los elementos de ys. Por ejemplo, el producto de 2 por [3,2,5] es 26410.

Definir la función

   producto :: Integer -> [Integer] -> Integer

1	producto :: Integer -> [Integer] -> Integer

tal que (producto x ys) es el producto de x por ys. Por ejemplo,

   producto  2 [3,2,5]  ==  6410
   producto 10 [3,2,5]  ==  302050

1 2	producto 2 [3,2,5] == 6410 producto 10 [3,2,5] == 302050

Soluciones

-- 1ª definición (por recursión):
producto1 :: Integer -> [Integer] -> Integer
producto1 x ys = read (aux x ys)
    where aux x []     = ""
          aux x (y:ys) = show (x*y) ++ aux x ys

-- 2ª definición (por plegado):
producto2 :: Integer -> [Integer] -> Integer
producto2 x ys = read (aux x ys)
    where aux x = foldr (\y -> (++) (show (x * y))) "" 

-- 3ª definición (por comprensión)
producto3 :: Integer -> [Integer] -> Integer
producto3 x ys = read (concat [show (x*y) | y <- ys])

-- 4ª definición (con map)
producto4 :: Integer -> [Integer] -> Integer
producto4 x ys = read (concat (map (show . (x*)) ys))

-- 5ª definición (con concatMap)
producto5 :: Integer -> [Integer] -> Integer
producto5 x = read . concatMap (show . (x*))

-- 1ª definición (por recursión):

producto1 :: Integer -> [Integer] -> Integer

producto1 x ys = read (aux x ys)

where aux x [] = ""

aux x (y:ys) = show (x*y) ++ aux x ys

-- 2ª definición (por plegado):

producto2 :: Integer -> [Integer] -> Integer

producto2 x ys = read (aux x ys)

where aux x = foldr (\y -> (++) (show (x * y))) ""

-- 3ª definición (por comprensión)

producto3 :: Integer -> [Integer] -> Integer

producto3 x ys = read (concat [show (x*y) | y <- ys])

-- 4ª definición (con map)

producto4 :: Integer -> [Integer] -> Integer

producto4 x ys = read (concat (map (show . (x*)) ys))

-- 5ª definición (con concatMap)

producto5 :: Integer -> [Integer] -> Integer

producto5 x = read . concatMap (show . (x*))

Polinomios pares

PorJosé A. Alonso 3-abril-20151-mayo-2016

Un polinomio de coeficientes enteros se dirá par si todos sus coeficientes son números pares. Por ejemplo, el polinomio 2x³ – 4x² + 8 es par y el x² + 2x + 10 no lo es.

Definir el predicado

   parPol :: Integral a => Polinomio a -> Bool

1	parPol :: Integral a => Polinomio a -> Bool

tal que (parPol p) se verifica si p es un polinomio par. Por ejemplo,

   ghci> parPol (consPol 3 2 (consPol 2 (-4) (consPol 0 8 polCero)))
   True
   ghci> parPol (consPol 2 1 (consPol 1 2 (consPol 0 10 polCero)))
   False

ghci> parPol (consPol 3 2 (consPol 2 (-4) (consPol 0 8 polCero)))

True

ghci> parPol (consPol 2 1 (consPol 1 2 (consPol 0 10 polCero)))

False

Comprobar con QuickCheck que la suma de un polinomio con él mismo es un polinomio par.

Nota: Este ejercicio debe realizarse usando la librería I1M.Pol que se encuentra aquí y se describe aquí.

Soluciones

import I1M.PolOperaciones
import Test.QuickCheck

parPol :: Integral a => Polinomio a -> Bool
parPol p = esPolCero p || (even (coefLider p) && parPol (restoPol p))

-- La propiedad es
prop_parPol :: Integral a => Polinomio a -> Bool
prop_parPol p =
    parPol (sumaPol p p)

-- La comprobación es 
--    ghci> quickCheck prop_parPol
--    +++ OK, passed 100 tests.

import I1M.PolOperaciones

import Test.QuickCheck

parPol :: Integral a => Polinomio a -> Bool

parPol p = esPolCero p || (even (coefLider p) && parPol (restoPol p))

-- La propiedad es

prop_parPol :: Integral a => Polinomio a -> Bool

prop_parPol p =

parPol (sumaPol p p)

-- La comprobación es

-- ghci> quickCheck prop_parPol

-- +++ OK, passed 100 tests.

Ampliación de una matriz sumando sus filas

PorJosé A. Alonso 2-abril-20151-mayo-2015

Representamos las matrices mediante el tipo de dato

   type Matriz a = Array (Int,Int) a

1	type Matriz a = Array (Int,Int) a

Por ejemplo,

   ejM :: Matriz Int
   ejM = listArray ((1,1),(2,4)) [1,2,3,0,4,5,6,7]

1 2	ejM :: Matriz Int ejM = listArray ((1,1),(2,4)) [1,2,3,0,4,5,6,7]

representa la matriz

   |1 2 3 0|
   |4 5 6 7|

1 2	\|1 2 3 0\| \|4 5 6 7\|

Definir la función

   ampliada :: Num a => Matriz a -> Matriz a

1	ampliada :: Num a => Matriz a -> Matriz a

tal que (ampliada p) es la matriz obtenida al añadir una nueva fila a p cuyo elemento i-ésimo es la suma de la columna i-ésima de p. Por ejemplo,

   |1 2 3 0|        |1 2 3 0|
   |4 5 6 7| ==>    |4 5 6 7| 
                    |5 7 9 7|

|1 2 3 0| |1 2 3 0|

|4 5 6 7| ==> |4 5 6 7|

|5 7 9 7|

En Haskell,

   ghci> ampliada ejM
   array ((1,1),(3,4)) [((1,1),1),((1,2),2),((1,3),3),((1,4),0),
                        ((2,1),4),((2,2),5),((2,3),6),((2,4),7),
                        ((3,1),5),((3,2),7),((3,3),9),((3,4),7)]

ghci> ampliada ejM

array ((1,1),(3,4)) [((1,1),1),((1,2),2),((1,3),3),((1,4),0),

((2,1),4),((2,2),5),((2,3),6),((2,4),7),

((3,1),5),((3,2),7),((3,3),9),((3,4),7)]

Soluciones

import Data.Array

type Matriz a = Array (Int,Int) a

ejM :: Matriz Int
ejM = listArray ((1,1),(2,4)) [1,2,3,0,4,5,6,7]

ampliada :: Num a => Matriz a -> Matriz a
ampliada p = 
    array ((1,1),(m+1,n)) [((i,j),f i j) | i <- [1..m+1], j <- [1..n]]
    where (_,(m,n)) = bounds p
          f i j | i <= m    = p!(i,j)
                | otherwise = sum [p!(i,j) | i <- [1..m]]

import Data.Array

type Matriz a = Array (Int,Int) a

ejM :: Matriz Int

ejM = listArray ((1,1),(2,4)) [1,2,3,0,4,5,6,7]

ampliada :: Num a => Matriz a -> Matriz a

ampliada p =

array ((1,1),(m+1,n)) [((i,j),f i j) | i <- [1..m+1], j <- [1..n]]

where (_,(m,n)) = bounds p

f i j | i <= m = p!(i,j)

| otherwise = sum [p!(i,j) | i <- [1..m]]

Ramas a las que pertenece un elemento

PorJosé A. Alonso 1-abril-20151-mayo-2015

Representamos los árboles binarios con elementos en las hojas y en los nodos mediante el tipo de dato

   data Arbol a = H a | N a (Arbol a) (Arbol a) deriving Show

1	data Arbol a = H a \| N a (Arbol a) (Arbol a) deriving Show

Por ejemplo,

   ej1 :: Arbol Int
   ej1 = N 5 (N 2 (H 1) (H 2)) (N 3 (H 4) (H 2))

1 2	ej1 :: Arbol Int ej1 = N 5 (N 2 (H 1) (H 2)) (N 3 (H 4) (H 2))

Definir la función

   ramasCon :: Eq a => Arbol a -> a -> [[a]]

1	ramasCon :: Eq a => Arbol a -> a -> [[a]]

tal que (ramasCon a x) es la lista de las ramas del árbol a en las que aparece el elemento x. Por ejemplo,

  ramasCon ej1 2 ==  [[5,2,1],[5,2,2],[5,3,2]]

1	ramasCon ej1 2 == [[5,2,1],[5,2,2],[5,3,2]]

Soluciones

data Arbol a = H a | N a (Arbol a) (Arbol a) deriving Show

ej1 :: Arbol Int
ej1 = N 5 (N 2 (H 1) (H 2)) (N 3 (H 4) (H 2))

-- 1ª definición
-- =============

ramasCon :: Eq a => Arbol a -> a -> [[a]]
ramasCon a x = [ys | ys <- ramas a, x `elem` ys]

ramas :: Arbol a -> [[a]]
ramas (H x)     = [[x]]
ramas (N x i d) = [x:ys | ys <- ramas i ++ ramas d]

-- 2ª definición
-- =============

ramasCon2 :: Eq a => Arbol a -> a -> [[a]]
ramasCon2 a x = filter (x `elem`) (ramas2 a)

ramas2 :: Arbol a -> [[a]]
ramas2 (H x)     = [[x]]
ramas2 (N x i d) = map (x:) (ramas2 i ++ ramas2 d)

data Arbol a = H a | N a (Arbol a) (Arbol a) deriving Show

ej1 :: Arbol Int

ej1 = N 5 (N 2 (H 1) (H 2)) (N 3 (H 4) (H 2))

-- 1ª definición

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

ramasCon :: Eq a => Arbol a -> a -> [[a]]

ramasCon a x = [ys | ys <- ramas a, x `elem` ys]

ramas :: Arbol a -> [[a]]

ramas (H x) = [[x]]

ramas (N x i d) = [x:ys | ys <- ramas i ++ ramas d]

-- 2ª definición

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

ramasCon2 :: Eq a => Arbol a -> a -> [[a]]

ramasCon2 a x = filter (x `elem`) (ramas2 a)

ramas2 :: Arbol a -> [[a]]

ramas2 (H x) = [[x]]

ramas2 (N x i d) = map (x:) (ramas2 i ++ ramas2 d)

Pares de enteros con sólo un factor primo común

PorJosé A. Alonso 31-marzo-201525-marzo-2022

Dos enteros positivos a y b se dirán relacionados si poseen, exactamente, un factor primo en común. Por ejemplo, 12 y 20 están relacionados, pero 6 y 30 no lo están.

Definir la lista infinita

   paresRel :: [(Int,Int)]

1	paresRel :: [(Int,Int)]

tal que paresRel enumera todos los pares (a,b), con 1 ≤ a < b, tal que a y b están relacionados. Por ejemplo,

   ghci> take 10 paresRel
   [(2,4),(2,6),(3,6),(4,6),(2,8),(4,8),(6,8),(3,9),(6,9),(2,10)]

1 2	ghci> take 10 paresRel [(2,4),(2,6),(3,6),(4,6),(2,8),(4,8),(6,8),(3,9),(6,9),(2,10)]

¿Qué lugar ocupa el par (51,111) en la lista infinita paresRel?

Soluciones

import Data.List (group, intersect, nub)
import Data.Numbers.Primes (primeFactors)

-- 1ª solución
-- ===========

paresRel1 :: [(Int,Int)]
paresRel1 = [(a,b) | b <- [1..], a <- [1..b-1], relacionados a b]

relacionados :: Int -> Int -> Bool
relacionados a b = 
    length (nub (primeFactors a `intersect` primeFactors b)) == 1

-- 2ª solución
-- ===========

paresRel2 :: [(Int,Int)]
paresRel2 = [(x,y) | y <- [4..], x <- [2..y-2], rel x y]
    where rel x y = m /= 1 && all (== head ps) ps
              where m  = gcd x y
                    ps = primeFactors m

-- 3ª solución
-- ===========

paresRel3 :: [(Int,Int)]
paresRel3 =
    [(x,y) | y <- [2..], x <- [2..y-1], relacionados3 x y]

relacionados3 :: Int -> Int -> Bool
relacionados3 x y =
    length (group (primeFactors (gcd x y))) == 1

-- Comparación de eficiencia
--    λ> paresRel1 !! 40000
--    (216,489)
--    (3.19 secs, 1,825,423,056 bytes)
--    λ> paresRel2 !! 40000
--    (216,489)
--    (0.96 secs, 287,174,864 bytes)
--    λ> paresRel3 !! 40000
--    (216,489)
--    (0.70 secs, 264,137,928 bytes)

-- Cálculo
-- =======

-- El cálculo es
--    ghci> 1 + length (takeWhile (/=(51,111)) paresRel1)
--    2016

import Data.List (group, intersect, nub)

import Data.Numbers.Primes (primeFactors)

-- 1ª solución

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

paresRel1 :: [(Int,Int)]

paresRel1 = [(a,b) | b <- [1..], a <- [1..b-1], relacionados a b]

relacionados :: Int -> Int -> Bool

relacionados a b =

length (nub (primeFactors a `intersect` primeFactors b)) == 1

-- 2ª solución

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

paresRel2 :: [(Int,Int)]

paresRel2 = [(x,y) | y <- [4..], x <- [2..y-2], rel x y]

where rel x y = m /= 1 && all (== head ps) ps

where m = gcd x y

ps = primeFactors m

-- 3ª solución

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

paresRel3 :: [(Int,Int)]

paresRel3 =

[(x,y) | y <- [2..], x <- [2..y-1], relacionados3 x y]

relacionados3 :: Int -> Int -> Bool

relacionados3 x y =

length (group (primeFactors (gcd x y))) == 1

-- Comparación de eficiencia

-- λ> paresRel1 !! 40000

-- (216,489)

-- (3.19 secs, 1,825,423,056 bytes)

-- λ> paresRel2 !! 40000

-- (216,489)

-- (0.96 secs, 287,174,864 bytes)

-- λ> paresRel3 !! 40000

-- (216,489)

-- (0.70 secs, 264,137,928 bytes)

-- Cálculo

-- =======

-- El cálculo es

-- ghci> 1 + length (takeWhile (/=(51,111)) paresRel1)

-- 2016

Cociente entero de polinomios

PorJosé A. Alonso 18-marzo-20151-mayo-2015

El cociente entero de un polinomio P(x) por un monomio axⁿ es el polinomio que se obtiene a partir de los términos de P(x) con un grado mayor o igual que n, realizando la división entera entre sus coeficientes y el coeficiente del monomio divisor y restando el valor de n al de sus grados. Por ejemplo,

El cociente entero de 4x⁴ + 6x³ + 7x² + 5x + 2 por el monomio 3x² se obtiene a partir de los términos 4x⁴ + 6x³ + 7x² realizando la división entera entre sus coeficientes y el número 3 y restando 2 a sus grados. De esta forma se obtiene x² + 2x + 2
El cociente entero de 6x⁵ + 2x⁴ + 8x³ + 5x² + 8x + 4 por el monomio 4x³ se obtiene a partir de los términos 6x⁵ + 2x⁴ + 8x³ realizando la división entera entre sus coeficientes y el número 4 y restando 3 a sus grados. De esta forma se obtiene x² + 2

Definir la función

   cocienteEntero :: Polinomio Int -> Int -> Int -> Polinomio Int

1	cocienteEntero :: Polinomio Int -> Int -> Int -> Polinomio Int

tal que (cocienteEntero p a n) es el cociente entero del polinomio p por el monomio de grado n y coeficiente a. Por ejemplo,

   ghci> let listaApol xs = foldr (\(n,b) -> consPol n b) polCero xs
   ghci> cocienteEntero (listaApol [(4,4),(3,6),(2,7),(1,5),(0,2)]) 3 2
   x^2 + 2*x + 2
   ghci> cocienteEntero (listaApol [(5,6),(4,2),(3,8),(2,5),(1,8),(0,4)]) 4 3
   x^2 + 2

ghci> let listaApol xs = foldr (\(n,b) -> consPol n b) polCero xs

ghci> cocienteEntero (listaApol [(4,4),(3,6),(2,7),(1,5),(0,2)]) 3 2

x^2 + 2*x + 2

ghci> cocienteEntero (listaApol [(5,6),(4,2),(3,8),(2,5),(1,8),(0,4)]) 4 3

x^2 + 2

Nota: Este ejercicio debe realizarse usando únicamente las funciones de la librería I1M.Pol que se encuentra aquí y se describe aquí.

Soluciones

import I1M.Pol

cocienteEntero :: Polinomio Int -> Int -> Int -> Polinomio Int
cocienteEntero p a n
    | grado p < n = polCero
    | otherwise   = consPol (grado p - n) (coefLider p `div` a)
                            (cocienteEntero (restoPol p) a n)

import I1M.Pol

cocienteEntero :: Polinomio Int -> Int -> Int -> Polinomio Int

cocienteEntero p a n

| grado p < n = polCero

| otherwise = consPol (grado p - n) (coefLider p `div` a)

(cocienteEntero (restoPol p) a n)

Sucesión de números parientes

PorJosé A. Alonso 17-marzo-20151-mayo-2016

Se dice que dos números naturales son parientes sitienen exactamente un factor primo en común, independientemente de su multiplicidad. Por ejemplo,

Los números 12 (2²·3) y 40 (2³·5) son parientes, pues tienen al 2 como único factor primo en común.
Los números 49 (7²) y 63 (3²·7) son parientes, pues tienen al 7 como único factor primo en común.
Los números 12 (2²·3) y 30 (2·3·5) no son parientes, pues tienen dos factores primos en común.
Los números 49 (7²) y 25 (5²) no son parientes, pues no tienen factores primos en común.

Se dice que una lista de números naturales es una secuencia de parientes si cada par de números consecutivos son parientes. Por ejemplo,

La lista [12,40,35,28] es una secuencia de parientes.
La lista [12,30,21,49] no es una secuencia de parientes.

Definir la función

   secuenciaParientes :: [Integer] -> Bool

1	secuenciaParientes :: [Integer] -> Bool

tal que (secuenciaParientes xs) se verifica si xs es una secuencia de parientes. Por ejemplo,

   secuenciaParientes [12,40,35,28]           ==  True
   secuenciaParientes [12,30,21,49]           ==  False
   secuenciaParientes [2^n | n <- [1..2000]]  ==  True

secuenciaParientes [12,40,35,28] == True

secuenciaParientes [12,30,21,49] == False

secuenciaParientes [2^n | n <- [1..2000]] == True

Soluciones

import Data.List (intersect, nub)
import Data.Numbers.Primes (primes, primeFactors)

-- (parientes x y) se verifica si x e y son parientes. Por ejemplo,
--    parientes 12 40  ==  True
--    parientes 49 63  ==  True
--    parientes 12 30  ==  False
--    parientes 49 25  ==  False

-- 1ª definición (con gcd)
parientes1 :: Integer -> Integer -> Bool
parientes1 x y =
    length [p | p <- takeWhile (<= d) primes, d `mod` p == 0] == 1 
    where d = gcd x y

-- 2ª definición (con primeFactors)
parientes2 :: Integer -> Integer -> Bool
parientes2 0 0 = False
parientes2 x y = 
    length (nub (primeFactors x `intersect` primeFactors y)) == 1

-- Comparación de eficiencia
--    ghci> parientes1 (2^25) (2^25)
--    True
--    (34.34 secs, 15974866184 bytes)
--    ghci> parientes2 (2^25) (2^25)
--    True
--    (0.01 secs, 3093024 bytes)

-- Usaremos la 2ª definición
parientes :: Integer -> Integer -> Bool
parientes = parientes2

-- Definiciones de secuenciaParientes 
-- ==================================

-- 1ª definición (por recursión)
secuenciaParientes :: [Integer] -> Bool
secuenciaParientes []         = True
secuenciaParientes [x]        = True
secuenciaParientes (x1:x2:xs) =
    parientes x1 x2 && secuenciaParientes (x2:xs)

-- 2ª definición (por recursión con 2 ecuaciones)
secuenciaParientes2 :: [Integer] -> Bool
secuenciaParientes2 (x1:x2:xs) =
    parientes x1 x2 && secuenciaParientes2 (x2:xs)
secuenciaParientes2 _         = True

-- 3ª definición (sin recursión):
secuenciaParientes3 :: [Integer] -> Bool
secuenciaParientes3 xs = all (\(x,y) -> parientes x y) (zip xs (tail xs)) 

-- 4ª definición
secuenciaParientes4 :: [Integer] -> Bool
secuenciaParientes4 xs = all (uncurry parientes) (zip xs (tail xs))

import Data.List (intersect, nub)

import Data.Numbers.Primes (primes, primeFactors)

-- (parientes x y) se verifica si x e y son parientes. Por ejemplo,

-- parientes 12 40 == True

-- parientes 49 63 == True

-- parientes 12 30 == False

-- parientes 49 25 == False

-- 1ª definición (con gcd)

parientes1 :: Integer -> Integer -> Bool

parientes1 x y =

length [p | p <- takeWhile (<= d) primes, d `mod` p == 0] == 1

where d = gcd x y

-- 2ª definición (con primeFactors)

parientes2 :: Integer -> Integer -> Bool

parientes2 0 0 = False

parientes2 x y =

length (nub (primeFactors x `intersect` primeFactors y)) == 1

-- Comparación de eficiencia

-- ghci> parientes1 (2^25) (2^25)

-- True

-- (34.34 secs, 15974866184 bytes)

-- ghci> parientes2 (2^25) (2^25)

-- True

-- (0.01 secs, 3093024 bytes)

-- Usaremos la 2ª definición

parientes :: Integer -> Integer -> Bool

parientes = parientes2

-- Definiciones de secuenciaParientes

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

-- 1ª definición (por recursión)

secuenciaParientes :: [Integer] -> Bool

secuenciaParientes [] = True

secuenciaParientes [x] = True

secuenciaParientes (x1:x2:xs) =

parientes x1 x2 && secuenciaParientes (x2:xs)

-- 2ª definición (por recursión con 2 ecuaciones)

secuenciaParientes2 :: [Integer] -> Bool

secuenciaParientes2 (x1:x2:xs) =

parientes x1 x2 && secuenciaParientes2 (x2:xs)

secuenciaParientes2 _ = True

-- 3ª definición (sin recursión):

secuenciaParientes3 :: [Integer] -> Bool

secuenciaParientes3 xs = all (\(x,y) -> parientes x y) (zip xs (tail xs))

-- 4ª definición

secuenciaParientes4 :: [Integer] -> Bool

secuenciaParientes4 xs = all (uncurry parientes) (zip xs (tail xs))

Actualización de una lista

PorJosé A. Alonso 10-marzo-20152-mayo-2016

Definir la función

   actualiza :: [a] -> [(Int,a)] -> [a]

1	actualiza :: [a] -> [(Int,a)] -> [a]

tal que (actualiza xs ps) es la lista obtenida sustituyendo en xs los elementos cuyos índices son las primeras componentes de ps por las segundas. Por ejemplo,

   actualiza [3,5,2,4] [(2,1),(0,7)]  ==  [7,5,1,4]
   sum (actualiza [1..10^4] [(i,2*i) | i <- [0..10^4-1]]) == 99990000

1 2	actualiza [3,5,2,4] [(2,1),(0,7)] == [7,5,1,4] sum (actualiza [1..10^4] [(i,2*i) \| i <- [0..10^4-1]]) == 99990000

Soluciones

import qualified Data.Vector as V
import Data.Array 

-- 1ª solución (por recursión)
-- ===========================

actualiza :: [a] -> [(Int,a)] -> [a]
actualiza xs []         = xs
actualiza xs ((n,y):ps) = actualiza (actualizaE xs (n,y)) ps

-- (actualizaE xs (n,y)) es la lista obtenida sustituyendo el  elemento
-- n-ésimo de xs por y. Por ejemplo, 
--    actualiza [3,5,2,4] (2,1) ==  [3,5,1,4]
actualizaE :: [a] -> (Int,a) -> [a]
actualizaE xs (n,y) =
    take n xs ++ y : drop (n+1) xs

-- 2ª solución (por tablas)
-- ========================

actualiza2 :: [a] -> [(Int,a)] -> [a]
actualiza2 xs ps = 
    elems (listArray (0,length xs - 1) xs // ps)

-- 3ª solución (por vectores)
-- ==========================

actualiza3 :: [a] -> [(Int,a)] -> [a]
actualiza3 xs ps = 
    V.toList (V.fromList xs V.// ps)

-- Comparación de eficiencia
--    ghci> let n = 10^2 in sum $ actualiza [1..n] [(i,2*i) | i <- [0..n-1]]
--    9900
--    (0.02 secs, 4668984 bytes)
--    ghci> let n = 10^3 in sum $ actualiza [1..n] [(i,2*i) | i <- [0..n-1]]
--    999000
--    (0.28 secs, 77454496 bytes)
--    ghci> let n = 10^4 in sum $ actualiza [1..n] [(i,2*i) | i <- [0..n-1]]
--    99990000
--    (63.46 secs, 8769501704 bytes)
--    
--    ghci> let n = 10^2 in sum $ actualiza2 [1..n] [(i,2*i) | i <- [0..n-1]]
--    9900
--    (0.02 secs, 4147304 bytes)
--    ghci> let n = 10^3 in sum $ actualiza2 [1..n] [(i,2*i) | i <- [0..n-1]]
--    999000
--    (0.02 secs, 4694784 bytes)
--    ghci> let n = 10^4 in sum $ actualiza2 [1..n] [(i,2*i) | i <- [0..n-1]]
--    99990000
--    (0.05 secs, 12276800 bytes)
--    
--    ghci> let n = 10^2 in sum $ actualiza3 [1..n] [(i,2*i) | i <- [0..n-1]]
--    9900
--    (0.01 secs, 4147304 bytes)
--    ghci> let n = 10^3 in sum $ actualiza3 [1..n] [(i,2*i) | i <- [0..n-1]]
--    999000
--    (0.02 secs, 4682680 bytes)
--    ghci> let n = 10^4 in sum $ actualiza3 [1..n] [(i,2*i) | i <- [0..n-1]]
--    99990000
--    (0.04 secs, 12595224 bytes)

import qualified Data.Vector as V

import Data.Array

-- 1ª solución (por recursión)

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

actualiza :: [a] -> [(Int,a)] -> [a]

actualiza xs [] = xs

actualiza xs ((n,y):ps) = actualiza (actualizaE xs (n,y)) ps

-- (actualizaE xs (n,y)) es la lista obtenida sustituyendo el elemento

-- n-ésimo de xs por y. Por ejemplo,

-- actualiza [3,5,2,4] (2,1) == [3,5,1,4]

actualizaE :: [a] -> (Int,a) -> [a]

actualizaE xs (n,y) =

take n xs ++ y : drop (n+1) xs

-- 2ª solución (por tablas)

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

actualiza2 :: [a] -> [(Int,a)] -> [a]

actualiza2 xs ps =

elems (listArray (0,length xs - 1) xs // ps)

-- 3ª solución (por vectores)

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

actualiza3 :: [a] -> [(Int,a)] -> [a]

actualiza3 xs ps =

V.toList (V.fromList xs V.// ps)

-- Comparación de eficiencia

-- ghci> let n = 10^2 in sum $ actualiza [1..n] [(i,2*i) | i <- [0..n-1]]

-- 9900

-- (0.02 secs, 4668984 bytes)

-- ghci> let n = 10^3 in sum $ actualiza [1..n] [(i,2*i) | i <- [0..n-1]]

-- 999000

-- (0.28 secs, 77454496 bytes)

-- ghci> let n = 10^4 in sum $ actualiza [1..n] [(i,2*i) | i <- [0..n-1]]

-- 99990000

-- (63.46 secs, 8769501704 bytes)

-- ghci> let n = 10^2 in sum $ actualiza2 [1..n] [(i,2*i) | i <- [0..n-1]]

-- 9900

-- (0.02 secs, 4147304 bytes)

-- ghci> let n = 10^3 in sum $ actualiza2 [1..n] [(i,2*i) | i <- [0..n-1]]

-- 999000

-- (0.02 secs, 4694784 bytes)

-- ghci> let n = 10^4 in sum $ actualiza2 [1..n] [(i,2*i) | i <- [0..n-1]]

-- 99990000

-- (0.05 secs, 12276800 bytes)

-- ghci> let n = 10^2 in sum $ actualiza3 [1..n] [(i,2*i) | i <- [0..n-1]]

-- 9900

-- (0.01 secs, 4147304 bytes)

-- ghci> let n = 10^3 in sum $ actualiza3 [1..n] [(i,2*i) | i <- [0..n-1]]

-- 999000

-- (0.02 secs, 4682680 bytes)

-- ghci> let n = 10^4 in sum $ actualiza3 [1..n] [(i,2*i) | i <- [0..n-1]]

-- 99990000

-- (0.04 secs, 12595224 bytes)

Orden de divisibilidad

PorJosé A. Alonso 9-marzo-201525-abril-2021

El orden de divisibilidad de un número x es el mayor n tal que para todo i menor o igual que n, los i primeros dígitos de n es divisible por i. Por ejemplo, el orden de divisibilidad de 74156 es 3 porque

   7       es divisible por 1
   74      es divisible por 2
   741     es divisible por 3
   7415 no es divisible por 4

7 es divisible por 1

74 es divisible por 2

741 es divisible por 3

7415 no es divisible por 4

Definir la función

   ordenDeDivisibilidad :: Integer -> Int

1	ordenDeDivisibilidad :: Integer -> Int

tal que (ordenDeDivisibilidad x) es el orden de divisibilidad de x. Por ejemplo,

   ordenDeDivisibilidad 74156                      ==  3
   ordenDeDivisibilidad 3608528850368400786036725  ==  25

1 2	ordenDeDivisibilidad 74156 == 3 ordenDeDivisibilidad 3608528850368400786036725 == 25

Soluciones

import Data.List (inits)

-- 1ª definición de ordenDeDivisibilidad
-- =====================================

ordenDeDivisibilidad :: Integer -> Int
ordenDeDivisibilidad n = 
    length (takeWhile (\(x,k) -> x `mod` k == 0) (zip (sucDigitos n) [1..]))

-- (sucDigitos x) es la sucesión de los dígitos de x. Por ejemplo,
--    sucDigitos 325    ==  [3,32,325]
--    sucDigitos 32050  ==  [3,32,320,3205,32050]
sucDigitos :: Integer -> [Integer]
sucDigitos n = 
    [n `div` (10^i) | i <- [k-1,k-2..0]]
    where k = length (show n)

-- 2ª definición de sucDigitos
sucDigitos2 :: Integer -> [Integer]
sucDigitos2 n = [read xs | xs <- aux (show n)]
    where aux []     = []
          aux (d:ds) = [d] : map (d:) (aux ds)

-- 3ª definición de sucDigitos
sucDigitos3 :: Integer -> [Integer]
sucDigitos3 n = 
    [read (take k ds) | k <- [1..length ds]]
    where ds = show n

-- 4ª definición de sucDigitos
sucDigitos4 :: Integer -> [Integer]
sucDigitos4 n = [read xs | xs <- tail (inits (show n))]

-- 5ª definición de sucDigitos
sucDigitos5 :: Integer -> [Integer]
sucDigitos5 n = map read (tail (inits (show n)))

-- 6ª definición de sucDigitos
sucDigitos6 :: Integer -> [Integer]
sucDigitos6 = map read . (tail . inits . show)

-- Eficiencia de las definiciones de sucDigitos
--    ghci> length (sucDigitos (10^5000))
--    5001
--    (0.01 secs, 1550688 bytes)
--    ghci> length (sucDigitos2 (10^5000))
--    5001
--    (1.25 secs, 729411872 bytes)
--    ghci> length (sucDigitos3 (10^5000))
--    5001
--    (0.02 secs, 2265120 bytes)
--    ghci> length (sucDigitos4 (10^5000))
--    5001
--    (1.10 secs, 728366872 bytes)
--    ghci> length (sucDigitos5 (10^5000))
--    5001
--    (1.12 secs, 728393864 bytes)
--    ghci> length (sucDigitos6 (10^5000))
--    5001
--    (1.20 secs, 728403052 bytes)
-- 
--    ghci> length (sucDigitos (10^3000000))
--    3000001
--    (2.73 secs, 820042696 bytes)
--    ghci> length (sucDigitos3 (10^3000000))
--    3000001
--    (3.69 secs, 820043688 bytes)

-- 2ª definición de ordenDeDivisibilidad
-- =====================================

ordenDeDivisibilidad :: Integer -> Int
ordenDeDivisibilidad x =
    length $ takeWhile (==0) $ zipWith (mod . read) (tail $ inits $ show x) [1..]

import Data.List (inits)

-- 1ª definición de ordenDeDivisibilidad

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

ordenDeDivisibilidad :: Integer -> Int

ordenDeDivisibilidad n =

length (takeWhile (\(x,k) -> x `mod` k == 0) (zip (sucDigitos n) [1..]))

-- (sucDigitos x) es la sucesión de los dígitos de x. Por ejemplo,

-- sucDigitos 325 == [3,32,325]

-- sucDigitos 32050 == [3,32,320,3205,32050]

sucDigitos :: Integer -> [Integer]

sucDigitos n =

[n `div` (10^i) | i <- [k-1,k-2..0]]

where k = length (show n)

-- 2ª definición de sucDigitos

sucDigitos2 :: Integer -> [Integer]

sucDigitos2 n = [read xs | xs <- aux (show n)]

where aux [] = []

aux (d:ds) = [d] : map (d:) (aux ds)

-- 3ª definición de sucDigitos

sucDigitos3 :: Integer -> [Integer]

sucDigitos3 n =

[read (take k ds) | k <- [1..length ds]]

where ds = show n

-- 4ª definición de sucDigitos

sucDigitos4 :: Integer -> [Integer]

sucDigitos4 n = [read xs | xs <- tail (inits (show n))]

-- 5ª definición de sucDigitos

sucDigitos5 :: Integer -> [Integer]

sucDigitos5 n = map read (tail (inits (show n)))

-- 6ª definición de sucDigitos

sucDigitos6 :: Integer -> [Integer]

sucDigitos6 = map read . (tail . inits . show)

-- Eficiencia de las definiciones de sucDigitos

-- ghci> length (sucDigitos (10^5000))

-- 5001

-- (0.01 secs, 1550688 bytes)

-- ghci> length (sucDigitos2 (10^5000))

-- 5001

-- (1.25 secs, 729411872 bytes)

-- ghci> length (sucDigitos3 (10^5000))

-- 5001

-- (0.02 secs, 2265120 bytes)

-- ghci> length (sucDigitos4 (10^5000))

-- 5001

-- (1.10 secs, 728366872 bytes)

-- ghci> length (sucDigitos5 (10^5000))

-- 5001

-- (1.12 secs, 728393864 bytes)

-- ghci> length (sucDigitos6 (10^5000))

-- 5001

-- (1.20 secs, 728403052 bytes)

-- ghci> length (sucDigitos (10^3000000))

-- 3000001

-- (2.73 secs, 820042696 bytes)

-- ghci> length (sucDigitos3 (10^3000000))

-- 3000001

-- (3.69 secs, 820043688 bytes)

-- 2ª definición de ordenDeDivisibilidad

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

ordenDeDivisibilidad :: Integer -> Int

ordenDeDivisibilidad x =

length $ takeWhile (==0) $ zipWith (mod . read) (tail $ inits $ show x) [1..]

Números con la misma cantidad de anteriores con 1 que sin 1

PorJosé A. Alonso 6-marzo-201513-marzo-2015

Una propiedad del número 24 es que entre los números menores o iguales que 24 hay la misma cantidad de números con el dígito 1 que sin el 1; en efecto, los que tienen 1 son

   [1, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 21]

1	[1, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 21]

y los que no lo tienen son

   [2,  3,  4,  5,  6,  7,  8,  9, 20, 22, 23, 24]

1	[2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 20, 22, 23, 24]

Diremos que un número es especial si cumple dicha propiedad.

Definir la sucesión

   especiales :: [Integer]

1	especiales :: [Integer]

cuyos elementos son los números especiales. Por ejemplo,

   take 10 especiales  ==  [2,16,24,160,270,272,1456,3398,3418,3420]

1	take 10 especiales == [2,16,24,160,270,272,1456,3398,3418,3420]

Soluciones

import Data.List (genericLength)

especiales :: [Integer]
especiales = [n | n <- [2,4..], especial n]

especial :: Integer -> Bool
especial n = genericLength [x | x <- [1..n], '1' `elem` show x] == n `div` 2

import Data.List (genericLength)

especiales :: [Integer]

especiales = [n | n <- [2,4..], especial n]

especial :: Integer -> Bool

especial n = genericLength [x | x <- [1..n], '1' `elem` show x] == n `div` 2

Productos simultáneos de dos y tres números consecutivos

PorJosé A. Alonso 3-marzo-201525-abril-2021

Definir la función

   productos :: Integer -> Integer -> [[Integer]]

1	productos :: Integer -> Integer -> [[Integer]]

tal que (productos n x) es las listas de n elementos consecutivos cuyo producto es x. Por ejemplo,

   productos 2 6     ==  [[2,3]]
   productos 3 6     ==  [[1,2,3]]
   productos 4 1680  ==  [[5,6,7,8]]
   productos 2 5     ==  []

productos 2 6 == [[2,3]]

productos 3 6 == [[1,2,3]]

productos 4 1680 == [[5,6,7,8]]

productos 2 5 == []

Comprobar con QuickCheck que si n > 0 y x > 0, entonces

   productos n (product [x..x+n-1]) == [[x..x+n-1]]

1	productos n (product [x..x+n-1]) == [[x..x+n-1]]

Usando productos, definir la función

   productosDe2y3consecutivos :: [Integer]

1	productosDe2y3consecutivos :: [Integer]

cuyos elementos son los números naturales (no nulos) que pueden expresarse simultáneamente como producto de dos y tres números consecutivos. Por ejemplo,

   head productosDe2y3consecutivos  ==  6

1	head productosDe2y3consecutivos == 6

Nota. Según demostró Mordell en 1962, productosDe2y3consecutivos sólo tiene dos elementos.

Soluciones

import Test.QuickCheck

-- 1ª definición
productos1 :: Integer -> Integer -> [[Integer]]
productos1 n x = [[y..y+n-1] | y <- [1..x],
                               product [y..y+n-1] == x]

-- 2ª definición
-- =============

-- Se puede reducir el intervalo de búsqueda teniendo en cuenta las
-- siguientes desigualdades
--    y*(y+1)* ... (y+n-1) = x
--    y^n <= x <= (y+n-1)^n
--    y <= x^(1/n), x^(1/n)-n+1 <= y
--    x^(1/n)-n+1 <= y <= x^(1/n)

productos2 :: Integer -> Integer -> [[Integer]]
productos2 n x = [[z..z+n-1] | z <- [y-n+1..y],
                               product [z..z+n-1] == x]
    where y = floor ((fromIntegral x)**(1/(fromIntegral n)))

productos :: Integer -> Integer -> [[Integer]]
productos = productos2

prop_productos n x =
    n > 0 && x > 0 ==> productos n (product [x..x+n-1]) == [[x..x+n-1]]

-- La comprobación es
--    ghci> quickCheck prop_productos
--    +++ OK, passed 100 tests.
--    (0.10 secs, 26409644 bytes)

productosDe2y3consecutivos :: [Integer]
productosDe2y3consecutivos = [x| x <- [1..], 
                                 let ys = productos 2 x,
                                 not (null ys), 
                                 let zs = productos 3 x,
                                 not (null zs)] 

-- El cálculo es
--    ghci> take 2 productosDe2y3consecutivos
--    [6,210]
--    ghci> productos 2 210
--    [[14,15]]
--    ghci> productos 3 210
--    [[5,6,7]]

import Test.QuickCheck

-- 1ª definición

productos1 :: Integer -> Integer -> [[Integer]]

productos1 n x = [[y..y+n-1] | y <- [1..x],

product [y..y+n-1] == x]

-- 2ª definición

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

-- Se puede reducir el intervalo de búsqueda teniendo en cuenta las

-- siguientes desigualdades

-- y*(y+1)* ... (y+n-1) = x

-- y^n <= x <= (y+n-1)^n

-- y <= x^(1/n), x^(1/n)-n+1 <= y

-- x^(1/n)-n+1 <= y <= x^(1/n)

productos2 :: Integer -> Integer -> [[Integer]]

productos2 n x = [[z..z+n-1] | z <- [y-n+1..y],

product [z..z+n-1] == x]

where y = floor ((fromIntegral x)**(1/(fromIntegral n)))

productos :: Integer -> Integer -> [[Integer]]

productos = productos2

prop_productos n x =

n > 0 && x > 0 ==> productos n (product [x..x+n-1]) == [[x..x+n-1]]

-- La comprobación es

-- ghci> quickCheck prop_productos

-- +++ OK, passed 100 tests.

-- (0.10 secs, 26409644 bytes)

productosDe2y3consecutivos :: [Integer]

productosDe2y3consecutivos = [x| x <- [1..],

let ys = productos 2 x,

not (null ys),

let zs = productos 3 x,

not (null zs)]

-- El cálculo es

-- ghci> take 2 productosDe2y3consecutivos

-- [6,210]

-- ghci> productos 2 210

-- [[14,15]]

-- ghci> productos 3 210

-- [[5,6,7]]

Cálculo del número de islas rectangulares en una matriz

PorJosé A. Alonso 2-marzo-201525-abril-2021

En este problema se consideran matrices cuyos elementos son 0 y 1. Los valores 1 aparecen en forma de islas rectangulares separadas por 0 de forma que como máximo las islas son diagonalmente adyacentes. Por ejemplo,

   ej1, ej2 :: Array (Int,Int) Int
   ej1 = listArray ((1,1),(6,3))
                   [0,0,0,
                    1,1,0, 
                    1,1,0,
                    0,0,1,
                    0,0,1,
                    1,1,0]
   ej2 = listArray ((1,1),(6,6))
                   [1,0,0,0,0,0,
                    1,0,1,1,1,1,
                    0,0,0,0,0,0,
                    1,1,1,0,1,1,
                    1,1,1,0,1,1,
                    0,0,0,0,1,1]

ej1, ej2 :: Array (Int,Int) Int

ej1 = listArray ((1,1),(6,3))

[0,0,0,

1,1,0,

0,0,1,

1,1,0]

ej2 = listArray ((1,1),(6,6))

[1,0,0,0,0,0,

1,0,1,1,1,1,

0,0,0,0,0,0,

1,1,1,0,1,1,

0,0,0,0,1,1]

Definir la función

   numeroDeIslas :: Array (Int,Int) Int -> Int

1	numeroDeIslas :: Array (Int,Int) Int -> Int

tal que (numeroDeIslas p) es el número de islas de la matriz p. Por ejemplo,

   numeroDeIslas ej1  ==  3
   numeroDeIslas ej2  ==  4

1 2	numeroDeIslas ej1 == 3 numeroDeIslas ej2 == 4

Soluciones

import Data.Array

type Matriz = Array (Int,Int) Int

ej1, ej2 :: Array (Int,Int) Int
ej1 = listArray ((1,1),(6,3))
                [0,0,0,
                 1,1,0,
                 1,1,0,
                 0,0,1,
                 0,0,1,
                 1,1,0]
ej2 = listArray ((1,1),(6,6))
                [1,0,0,0,0,0,
                 1,0,1,1,1,1,
                 0,0,0,0,0,0,
                 1,1,1,0,1,1,
                 1,1,1,0,1,1,
                 0,0,0,0,1,1]

numeroDeIslas :: Array (Int,Int) Int -> Int
numeroDeIslas p = 
    length [(i,j) | (i,j) <- indices p, 
                     verticeSuperiorIzquierdo p (i,j)]

-- (verticeSuperiorIzquierdo p (i,j)) se verifica si (i,j) es el
-- vértice superior izquierdo de algunas de las islas de la matriz p,
-- Por ejemplo, 
--    ghci> [(i,j) | (i,j) <- indices ej1, verticeSuperiorIzquierdo ej1 (i,j)]
--    [(2,1),(4,3),(6,1)]
--    ghci> [(i,j) | (i,j) <- indices ej2, verticeSuperiorIzquierdo ej2 (i,j)]
--    [(1,1),(2,3),(4,1),(4,5)]
verticeSuperiorIzquierdo :: Matriz -> (Int,Int) -> Bool
verticeSuperiorIzquierdo p (i,j) =
    enLadoSuperior p (i,j) && enLadoIzquierdo p (i,j) 

-- (enLadoSuperior p (i,j)) se verifica si (i,j) está en el lado
-- superior de algunas de las islas de la matriz p, Por ejemplo,
--    ghci> [(i,j) | (i,j) <- indices ej1, enLadoSuperior ej1 (i,j)]
--    [(2,1),(2,2),(4,3),(6,1),(6,2)]
--    ghci> [(i,j) | (i,j) <- indices ej2, enLadoSuperior ej2 (i,j)]
--    [(1,1),(2,3),(2,4),(2,5),(2,6),(4,1),(4,2),(4,3),(4,5),(4,6)]
enLadoSuperior :: Matriz -> (Int,Int) -> Bool
enLadoSuperior p (1,j) = p!(1,j) == 1
enLadoSuperior p (i,j) = p!(i,j) == 1 && p!(i-1,j) == 0

-- (enLadoIzquierdo p (i,j)) se verifica si (i,j) está en el lado
-- izquierdo de algunas de las islas de la matriz p, Por ejemplo,
--    ghci> [(i,j) | (i,j) <- indices ej1, enLadoIzquierdo ej1 (i,j)]
--    [(2,1),(3,1),(4,3),(5,3),(6,1)]
--    ghci> [(i,j) | (i,j) <- indices ej2, enLadoIzquierdo ej2 (i,j)]
--    [(1,1),(2,1),(2,3),(4,1),(4,5),(5,1),(5,5),(6,5)]
enLadoIzquierdo :: Matriz -> (Int,Int) -> Bool
enLadoIzquierdo p (i,1) = p!(i,1) == 1
enLadoIzquierdo p (i,j) = p!(i,j) == 1 && p!(i,j-1) == 0

-- 2ª solución
-- ===========

numeroDeIslas2 :: Array (Int,Int) Int -> Int
numeroDeIslas2 p = 
    length [(i,j) | (i,j) <- indices p, 
                    p!(i,j) == 1,
                    i == 1 || p!(i-1,j) == 0,
                    j == 1 || p!(i,j-1) == 0]

import Data.Array

type Matriz = Array (Int,Int) Int

ej1, ej2 :: Array (Int,Int) Int

ej1 = listArray ((1,1),(6,3))

[0,0,0,

1,1,0,

0,0,1,

1,1,0]

ej2 = listArray ((1,1),(6,6))

[1,0,0,0,0,0,

1,0,1,1,1,1,

0,0,0,0,0,0,

1,1,1,0,1,1,

0,0,0,0,1,1]

numeroDeIslas :: Array (Int,Int) Int -> Int

numeroDeIslas p =

length [(i,j) | (i,j) <- indices p,

verticeSuperiorIzquierdo p (i,j)]

-- (verticeSuperiorIzquierdo p (i,j)) se verifica si (i,j) es el

-- vértice superior izquierdo de algunas de las islas de la matriz p,

-- Por ejemplo,

-- ghci> [(i,j) | (i,j) <- indices ej1, verticeSuperiorIzquierdo ej1 (i,j)]

-- [(2,1),(4,3),(6,1)]

-- ghci> [(i,j) | (i,j) <- indices ej2, verticeSuperiorIzquierdo ej2 (i,j)]

-- [(1,1),(2,3),(4,1),(4,5)]

verticeSuperiorIzquierdo :: Matriz -> (Int,Int) -> Bool

verticeSuperiorIzquierdo p (i,j) =

enLadoSuperior p (i,j) && enLadoIzquierdo p (i,j)

-- (enLadoSuperior p (i,j)) se verifica si (i,j) está en el lado

-- superior de algunas de las islas de la matriz p, Por ejemplo,

-- ghci> [(i,j) | (i,j) <- indices ej1, enLadoSuperior ej1 (i,j)]

-- [(2,1),(2,2),(4,3),(6,1),(6,2)]

-- ghci> [(i,j) | (i,j) <- indices ej2, enLadoSuperior ej2 (i,j)]

-- [(1,1),(2,3),(2,4),(2,5),(2,6),(4,1),(4,2),(4,3),(4,5),(4,6)]

enLadoSuperior :: Matriz -> (Int,Int) -> Bool

enLadoSuperior p (1,j) = p!(1,j) == 1

enLadoSuperior p (i,j) = p!(i,j) == 1 && p!(i-1,j) == 0

-- (enLadoIzquierdo p (i,j)) se verifica si (i,j) está en el lado

-- izquierdo de algunas de las islas de la matriz p, Por ejemplo,

-- ghci> [(i,j) | (i,j) <- indices ej1, enLadoIzquierdo ej1 (i,j)]

-- [(2,1),(3,1),(4,3),(5,3),(6,1)]

-- ghci> [(i,j) | (i,j) <- indices ej2, enLadoIzquierdo ej2 (i,j)]

-- [(1,1),(2,1),(2,3),(4,1),(4,5),(5,1),(5,5),(6,5)]

enLadoIzquierdo :: Matriz -> (Int,Int) -> Bool

enLadoIzquierdo p (i,1) = p!(i,1) == 1

enLadoIzquierdo p (i,j) = p!(i,j) == 1 && p!(i,j-1) == 0

-- 2ª solución

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

numeroDeIslas2 :: Array (Int,Int) Int -> Int

numeroDeIslas2 p =

length [(i,j) | (i,j) <- indices p,

p!(i,j) == 1,

i == 1 || p!(i-1,j) == 0,

j == 1 || p!(i,j-1) == 0]

Mayor diferencia progresiva

PorJosé A. Alonso 26-febrero-20151-mayo-2016

La diferencia progresiva entre dos elementos de una lista es la resta entre el que ocupa la mayor posición y la menor. Por ejemplo, en la lista [1,5,8,2,9] la diferencia entre los elementos 5 y 8 es 3 y entre 5 y 2 es -3.

Definir la función

   mayorDiferencia :: [Int] -> Int

1	mayorDiferencia :: [Int] -> Int

tal que (mayorDiferencia xs) es la mayor diferencia progresiva entre los elementos de xs. Por ejemplo,

   mayorDiferencia [1,5,8,2,9]  ==  8
   mayorDiferencia [9,5,8,2,1]  ==  3
   mayorDiferencia [7,2,6]      ==  4
   mayorDiferencia [3,2,1]      ==  0
   mayorDiferencia [1..10^7]    ==  9999999

mayorDiferencia [1,5,8,2,9] == 8

mayorDiferencia [9,5,8,2,1] == 3

mayorDiferencia [7,2,6] == 4

mayorDiferencia [3,2,1] == 0

mayorDiferencia [1..10^7] == 9999999

Soluciones

import Data.List (inits)

-- 1ª definición (por recursión):
mayorDiferencia :: [Int] -> Int
mayorDiferencia ([_])  = 0
mayorDiferencia (x:xs) = 
    max (maximum [y-x | y <- xs]) (mayorDiferencia xs) 

-- 2ª definición (por comprensión)
mayorDiferencia2 :: [Int] -> Int
mayorDiferencia2 xs = 
    maximum [x-y | (x,y) <- zip xs (map minimum (tail (inits xs)))]

-- 3ª definición:
mayorDiferencia3 :: [Int] -> Int
mayorDiferencia3 xs = maximum (zipWith (-) xs (scanl1 min xs))

-- 4ª definición:
mayorDiferencia4 :: [Int] -> Int
mayorDiferencia4 xs = maximum . zipWith (-) xs $ scanl1 min xs

-- Comparación de eficiencia
--    ghci> mayorDiferencia [1..3000]
--    2999
--    (3.43 secs, 943439560 bytes)
--    
--    ghci> mayorDiferencia2 [1..3000]
--    2999
--    (3.38 secs, 978359192 bytes)
--    
--    ghci> mayorDiferencia3 [1..3000]
--    2999
--    (0.01 secs, 2877960 bytes)
--    
--    ghci> mayorDiferencia4 [1..3000]
--    2999
--    (0.01 secs, 2062616 bytes)

import Data.List (inits)

-- 1ª definición (por recursión):

mayorDiferencia :: [Int] -> Int

mayorDiferencia ([_]) = 0

mayorDiferencia (x:xs) =

max (maximum [y-x | y <- xs]) (mayorDiferencia xs)

-- 2ª definición (por comprensión)

mayorDiferencia2 :: [Int] -> Int

mayorDiferencia2 xs =

maximum [x-y | (x,y) <- zip xs (map minimum (tail (inits xs)))]

-- 3ª definición:

mayorDiferencia3 :: [Int] -> Int

mayorDiferencia3 xs = maximum (zipWith (-) xs (scanl1 min xs))

-- 4ª definición:

mayorDiferencia4 :: [Int] -> Int

mayorDiferencia4 xs = maximum . zipWith (-) xs $ scanl1 min xs

-- Comparación de eficiencia

-- ghci> mayorDiferencia [1..3000]

-- 2999

-- (3.43 secs, 943439560 bytes)

-- ghci> mayorDiferencia2 [1..3000]

-- 2999

-- (3.38 secs, 978359192 bytes)

-- ghci> mayorDiferencia3 [1..3000]

-- 2999

-- (0.01 secs, 2877960 bytes)

-- ghci> mayorDiferencia4 [1..3000]

-- 2999

-- (0.01 secs, 2062616 bytes)

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