Comprensión – Página 2

Alfabeto comenzando en un carácter

PorJosé A. Alonso 16-marzo-202223-marzo-2022

Definir la función

   alfabetoDesde :: Char -> String

1	alfabetoDesde :: Char -> String

tal que (alfabetoDesde c) es el alfabeto, en minúscula, comenzando en el carácter c, si c es una letra minúscula y comenzando en ‘a’, en caso contrario. Por ejemplo,

   alfabetoDesde 'e'  ==  "efghijklmnopqrstuvwxyzabcd"
   alfabetoDesde 'a'  ==  "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz"
   alfabetoDesde '7'  ==  "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz"
   alfabetoDesde '{'  ==  "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz"
   alfabetoDesde 'B'  ==  "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz"

alfabetoDesde 'e' == "efghijklmnopqrstuvwxyzabcd"

alfabetoDesde 'a' == "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz"

alfabetoDesde '7' == "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz"

alfabetoDesde '{' == "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz"

alfabetoDesde 'B' == "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz"

Soluciones

import Data.Char (isLower, isAscii)
import Test.QuickCheck

-- 1ª solución
alfabetoDesde1 :: Char -> String
alfabetoDesde1 c =
  dropWhile (<c) ['a'..'z'] ++ takeWhile (<c) ['a'..'z']

-- 2ª solución
alfabetoDesde2 :: Char -> String
alfabetoDesde2 c = ys ++ xs
  where (xs,ys) = span (<c) ['a'..'z']

-- 3ª solución
alfabetoDesde3 :: Char -> String
alfabetoDesde3 c = ys ++ xs
  where (xs,ys) = break (==c) ['a'..'z']

-- 4ª solución
alfabetoDesde4 :: Char -> String
alfabetoDesde4 c
  | 'a' <= c && c <= 'z' = [c..'z'] ++ ['a'..pred c]
  | otherwise            = ['a'..'z']

-- 5ª solución
alfabetoDesde5 :: Char -> String
alfabetoDesde5 c
  | isLower c = [c..'z'] ++ ['a'..pred c]
  | otherwise = ['a'..'z']

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

-- La propiedad es
prop_alfabetoDesde :: Property
prop_alfabetoDesde =
  forAll (arbitrary `suchThat` isAscii) $ \c ->
  all (== alfabetoDesde1 c)
      [f c | f <- [alfabetoDesde2,
                   alfabetoDesde3,
                   alfabetoDesde4,
                   alfabetoDesde5]]


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

import Data.Char (isLower, isAscii)

import Test.QuickCheck

-- 1ª solución

alfabetoDesde1 :: Char -> String

alfabetoDesde1 c =

dropWhile (<c) ['a'..'z'] ++ takeWhile (<c) ['a'..'z']

-- 2ª solución

alfabetoDesde2 :: Char -> String

alfabetoDesde2 c = ys ++ xs

where (xs,ys) = span (<c) ['a'..'z']

-- 3ª solución

alfabetoDesde3 :: Char -> String

alfabetoDesde3 c = ys ++ xs

where (xs,ys) = break (==c) ['a'..'z']

-- 4ª solución

alfabetoDesde4 :: Char -> String

alfabetoDesde4 c

| 'a' <= c && c <= 'z' = [c..'z'] ++ ['a'..pred c]

| otherwise = ['a'..'z']

-- 5ª solución

alfabetoDesde5 :: Char -> String

alfabetoDesde5 c

| isLower c = [c..'z'] ++ ['a'..pred c]

| otherwise = ['a'..'z']

-- Comprobación de equivalencia

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

-- La propiedad es

prop_alfabetoDesde :: Property

prop_alfabetoDesde =

forAll (arbitrary `suchThat` isAscii) $ \c ->

all (== alfabetoDesde1 c)

[f c | f <- [alfabetoDesde2,

alfabetoDesde3,

alfabetoDesde4,

alfabetoDesde5]]

-- La comprobación es

-- λ> quickCheck prop_alfabetoDesde

-- +++ OK, passed 100 tests.

El código se encuentra en GitHub.

La elaboración de las soluciones se muestra en el siguiente vídeo

Ramas de un árbol

PorJosé A. Alonso 15-marzo-202226-marzo-2022

Los árboles se pueden representar mediante el siguiente tipo de datos

   data Arbol a = N a [Arbol a]
     deriving Show

1 2	data Arbol a = N a [Arbol a] deriving Show

Por ejemplo, los árboles

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

1 3

/ \ /|\

2 3 / | \

| 5 4 7

4 | /\

6 2 1

se representan por

   ej1, ej2 :: Arbol Int
   ej1 = N 1 [N 2 [],N 3 [N 4 []]]
   ej2 = N 3 [N 5 [N 6 []], N 4 [], N 7 [N 2 [], N 1 []]

ej1, ej2 :: Arbol Int

ej1 = N 1 [N 2 [],N 3 [N 4 []]]

ej2 = N 3 [N 5 [N 6 []], N 4 [], N 7 [N 2 [], N 1 []]

Definir la función

   ramas :: Arbol b -> [[b]]

1	ramas :: Arbol b -> [[b]]

tal que (ramas a) es la lista de las ramas del árbol a. Por ejemplo,

   ramas ej1  ==  [[1,2],[1,3,4]]
   ramas ej2  ==  [[3,5,6],[3,4],[3,7,2],[3,7,1]]

1 2	ramas ej1 == [[1,2],[1,3,4]] ramas ej2 == [[3,5,6],[3,4],[3,7,2],[3,7,1]]

Soluciones

import Test.QuickCheck

data Arbol a = N a [Arbol a]
  deriving Show

ej1, ej2 :: Arbol Int
ej1 = N 1 [N 2 [],N 3 [N 4 []]]
ej2 = N 3 [N 5 [N 6 []], N 4 [], N 7 [N 2 [], N 1 []]]

-- 1ª solución
ramas1 :: Arbol b -> [[b]]
ramas1 (N x []) = [[x]]
ramas1 (N x as) = [x : xs | a <- as, xs <- ramas1 a]

-- 2ª solución
ramas2 :: Arbol b -> [[b]]
ramas2 (N x []) = [[x]]
ramas2 (N x as) = concat (map (map (x:)) (map ramas2 as))

-- 3ª solución
ramas3 :: Arbol b -> [[b]]
ramas3 (N x []) = [[x]]
ramas3 (N x as) = concat (map (map (x:) . ramas3) as)

-- 4ª solución
ramas4 :: Arbol b -> [[b]]
ramas4 (N x []) = [[x]]
ramas4 (N x as) = concatMap (map (x:) . ramas4) as

-- 5ª solución
ramas5 :: Arbol a -> [[a]]
ramas5 (N x []) = [[x]]
ramas5 (N x xs) = map ramas5 xs >>= map (x:)

-- Comprobación de la equivalencia de las definiciones
-- ===================================================

-- (arbolArbitrario n) es un árbol aleatorio de orden n. Por ejemplo,
--    λ> sample (arbolArbitrario 4 :: Gen (Arbol Int))
--    N 0 [N 0 []]
--    N 1 [N 1 [N (-2) [N (-1) [N (-1) [N (-1) [N 1 []]]]]],N (-1) [N 2 []]]
--    N 1 [N (-2) [],N 0 [N (-4) [N (-2) []]]]
--    N (-4) [N 1 [],N 0 [N 6 [N (-4) []],N 2 [N 3 []]]]
--    N (-7) [N (-7) [N (-3) []]]
--    N (-2) [N (-8) []]
--    N (-3) [N 3 [N 2 []]]
--    N (-12) [N 5 [],N 0 []]
--    N 14 [N 13 [N (-12) []],N 11 [],N 8 [N (-13) []]]
--    N (-12) [N (-6) [N 16 [N (-14) [N (-1) []]]]]
--    N (-5) []
arbolArbitrario :: Arbitrary a => Int -> Gen (Arbol a)
arbolArbitrario n = do
  x  <- arbitrary
  ms <- sublistOf [0 .. n `div` 2]
  as <- mapM arbolArbitrario ms
  return (N x as)

-- Arbol es una subclase de Arbitraria
instance Arbitrary a => Arbitrary (Arbol a) where
  arbitrary = sized arbolArbitrario

-- La propiedad es
prop_arbol :: Arbol Int -> Bool
prop_arbol a =
  all (== ramas1 a)
      [ramas2 a,
       ramas3 a,
       ramas4 a,
       ramas5 a]

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

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

-- La comparación es
--    λ> ej600 <- generate (arbolArbitrario 600 :: Gen (Arbol Int))
--    λ> length (ramas1 ej600)
--    1262732
--    (1.92 secs, 1,700,238,488 bytes)
--    λ> length (ramas2 ej600)
--    1262732
--    (1.94 secs, 2,549,877,280 bytes)
--    λ> length (ramas3 ej600)
--    1262732
--    (1.99 secs, 2,446,508,472 bytes)
--    λ> length (ramas4 ej600)
--    1262732
--    (1.67 secs, 2,090,469,104 bytes)
--    λ> length (ramas5 ej600)
--    1262732
--    (1.66 secs, 2,112,198,232 bytes)

import Test.QuickCheck

data Arbol a = N a [Arbol a]

deriving Show

ej1, ej2 :: Arbol Int

ej1 = N 1 [N 2 [],N 3 [N 4 []]]

ej2 = N 3 [N 5 [N 6 []], N 4 [], N 7 [N 2 [], N 1 []]]

-- 1ª solución

ramas1 :: Arbol b -> [[b]]

ramas1 (N x []) = [[x]]

ramas1 (N x as) = [x : xs | a <- as, xs <- ramas1 a]

-- 2ª solución

ramas2 :: Arbol b -> [[b]]

ramas2 (N x []) = [[x]]

ramas2 (N x as) = concat (map (map (x:)) (map ramas2 as))

-- 3ª solución

ramas3 :: Arbol b -> [[b]]

ramas3 (N x []) = [[x]]

ramas3 (N x as) = concat (map (map (x:) . ramas3) as)

-- 4ª solución

ramas4 :: Arbol b -> [[b]]

ramas4 (N x []) = [[x]]

ramas4 (N x as) = concatMap (map (x:) . ramas4) as

-- 5ª solución

ramas5 :: Arbol a -> [[a]]

ramas5 (N x []) = [[x]]

ramas5 (N x xs) = map ramas5 xs >>= map (x:)

-- Comprobación de la equivalencia de las definiciones

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

-- (arbolArbitrario n) es un árbol aleatorio de orden n. Por ejemplo,

-- λ> sample (arbolArbitrario 4 :: Gen (Arbol Int))

-- N 0 [N 0 []]

-- N 1 [N 1 [N (-2) [N (-1) [N (-1) [N (-1) [N 1 []]]]]],N (-1) [N 2 []]]

-- N 1 [N (-2) [],N 0 [N (-4) [N (-2) []]]]

-- N (-4) [N 1 [],N 0 [N 6 [N (-4) []],N 2 [N 3 []]]]

-- N (-7) [N (-7) [N (-3) []]]

-- N (-2) [N (-8) []]

-- N (-3) [N 3 [N 2 []]]

-- N (-12) [N 5 [],N 0 []]

-- N 14 [N 13 [N (-12) []],N 11 [],N 8 [N (-13) []]]

-- N (-12) [N (-6) [N 16 [N (-14) [N (-1) []]]]]

-- N (-5) []

arbolArbitrario :: Arbitrary a => Int -> Gen (Arbol a)

arbolArbitrario n = do

x <- arbitrary

ms <- sublistOf [0 .. n `div` 2]

as <- mapM arbolArbitrario ms

return (N x as)

-- Arbol es una subclase de Arbitraria

instance Arbitrary a => Arbitrary (Arbol a) where

arbitrary = sized arbolArbitrario

-- La propiedad es

prop_arbol :: Arbol Int -> Bool

prop_arbol a =

all (== ramas1 a)

[ramas2 a,

ramas3 a,

ramas4 a,

ramas5 a]

-- La comprobación es

-- λ> quickCheck prop_arbol

-- +++ OK, passed 100 tests.

-- Comparación de eficiencia

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

-- La comparación es

-- λ> ej600 <- generate (arbolArbitrario 600 :: Gen (Arbol Int))

-- λ> length (ramas1 ej600)

-- 1262732

-- (1.92 secs, 1,700,238,488 bytes)

-- λ> length (ramas2 ej600)

-- 1262732

-- (1.94 secs, 2,549,877,280 bytes)

-- λ> length (ramas3 ej600)

-- 1262732

-- (1.99 secs, 2,446,508,472 bytes)

-- λ> length (ramas4 ej600)

-- 1262732

-- (1.67 secs, 2,090,469,104 bytes)

-- λ> length (ramas5 ej600)

-- 1262732

-- (1.66 secs, 2,112,198,232 bytes)

El código se encuentra en GitHub.

La elaboración de las soluciones se describe en el siguiente vídeo

Valores de polinomios representados con vectores

PorJosé A. Alonso 14-marzo-202215-abril-2022

Los polinomios se pueden representar mediante vectores usando la librería Data.Array. En primer lugar, se define el tipo de los polinomios (con coeficientes de tipo a) mediante

   type Polinomio a = Array Int a

1	type Polinomio a = Array Int a

Como ejemplos, definimos el polinomio

   ej_pol1 :: Array Int Int
   ej_pol1 = array (0,4) [(0,6),(1,2),(2,-5),(3,0),(4,7)]

1 2	ej_pol1 :: Array Int Int ej_pol1 = array (0,4) [(0,6),(1,2),(2,-5),(3,0),(4,7)]

que representa a 6 + 2x – 5x^2 + 7x^4 y el polinomio

   ej_pol2 :: Array Int Double
   ej_pol2 = array (0,4) [(0,6.5),(1,2),(2,-5.2),(3,0),(4,7)]

1 2	ej_pol2 :: Array Int Double ej_pol2 = array (0,4) [(0,6.5),(1,2),(2,-5.2),(3,0),(4,7)]

que representa a 6.5 + 2x – 5.2x^2 + 7x^4

Definir la función

   valor :: Num a => Polinomio a -> a -> a

1	valor :: Num a => Polinomio a -> a -> a

tal que (valor p b) es el valor del polinomio p en el punto b. Por ejemplo,

   valor ej_pol1 0  ==  6
   valor ej_pol1 1  ==  10
   valor ej_pol1 2  ==  102
   valor ej_pol2 0  ==  6.5
   valor ej_pol2 1  ==  10.3
   valor ej_pol2 3  ==  532.7
   length (show (valor (listArray (0,5*10^5) (repeat 1)) 2)) == 150516

valor ej_pol1 0 == 6

valor ej_pol1 1 == 10

valor ej_pol1 2 == 102

valor ej_pol2 0 == 6.5

valor ej_pol2 1 == 10.3

valor ej_pol2 3 == 532.7

length (show (valor (listArray (0,5*10^5) (repeat 1)) 2)) == 150516

Soluciones

import Data.List (foldl')
import Data.Array (Array, (!), array, assocs, bounds, elems, listArray)
import Test.QuickCheck

type Polinomio a = Array Int a

ej_pol1 :: Array Int Int
ej_pol1 = array (0,4) [(1,2),(2,-5),(4,7),(0,6),(3,0)]

ej_pol2 :: Array Int Double
ej_pol2 = array (0,4) [(1,2),(2,-5.2),(4,7),(0,6.5),(3,0)]

-- 1ª solución
-- ===========

valor1 :: Num a => Polinomio a -> a -> a
valor1 p b = sum [(p!i)*b^i | i <- [0..n]]
  where (_,n) = bounds p

-- 2ª solución
-- ===========

valor2 :: Num a => Polinomio a -> a -> a
valor2 p b = sum [(p!i)*b^i | i <- [0..length p - 1]]

-- 3ª solución
-- ===========

valor3 :: Num a => Polinomio a -> a -> a
valor3 p b = sum [v*b^i | (i,v) <- assocs p]

-- 4ª solución
-- ===========

valor4 :: Num a => Polinomio a -> a -> a
valor4 = valorLista4 . elems

valorLista4 :: Num a => [a] -> a -> a
valorLista4 xs b =
  sum [(xs !! i) * b^i | i <- [0..length xs - 1]]

-- 5ª solución
-- ===========

valor5 :: Num a => Polinomio a -> a -> a
valor5 = valorLista5 . elems

valorLista5 :: Num a => [a] -> a -> a
valorLista5 []     _ = 0
valorLista5 (x:xs) b = x + b * valorLista5 xs b

-- 6ª solución
-- ===========

valor6 :: Num a => Polinomio a -> a -> a
valor6 = valorLista6 . elems

valorLista6 :: Num a => [a] -> a -> a
valorLista6 xs b = aux xs
  where aux []     = 0
        aux (y:ys) = y + b * aux ys

-- 7ª solución
-- ===========

valor7 :: Num a => Polinomio a -> a -> a
valor7 = valorLista7 . elems

valorLista7 :: Num a => [a] -> a -> a
valorLista7 xs b = foldr (\y r -> y + b * r) 0 xs

-- 8ª solución
-- ===========

valor8 :: Num a => Polinomio a -> a -> a
valor8 = valorLista8 . elems

valorLista8 :: Num a => [a] -> a -> a
valorLista8 xs b = aux 0 (reverse xs)
  where aux r []     = r
        aux r (y:ys) = aux (y + r * b) ys

-- 9ª solución
-- ===========

valor9 :: Num a => Polinomio a -> a -> a
valor9 = valorLista9 . elems

valorLista9 :: Num a => [a] -> a -> a
valorLista9 xs b = aux 0 (reverse xs)
  where aux = foldl (\ r y -> y + r * b)

-- 10ª solución
-- ============

valor10 :: Num a => Polinomio a -> a -> a
valor10 p b =
  foldl (\ r y -> y + r * b) 0 (reverse (elems p))

-- 11ª solución
-- ============

valor11 :: Num a => Polinomio a -> a -> a
valor11 p b =
  foldl' (\ r y -> y + r * b) 0 (reverse (elems p))

-- 12ª solución
-- ============

valor12 :: Num a => Polinomio a -> a -> a
valor12 p b =
  sum (zipWith (*) (elems p) (iterate (* b) 1))

-- 13ª solución
-- ============

valor13 :: Num a => Polinomio a -> a -> a
valor13 p b =
  foldl' (+) 0 (zipWith (*) (elems p) (iterate (* b) 1))

-- Equivalencia de las definiciones
-- ================================

-- La propiedad es
prop_valor :: [Integer] -> Integer -> Bool
prop_valor xs b =
  all (== valor1 p b)
      [f p b | f <- [valor2,
                     valor3,
                     valor4,
                     valor5,
                     valor6,
                     valor7,
                     valor8,
                     valor9,
                     valor10,
                     valor11,
                     valor12,
                     valor13]]
  where p = listArray (0, length xs - 1) xs

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

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

-- La comparación es
--    λ> length (show (valor1 (listArray (0,10^5) (repeat 1)) 2))
--    30104
--    (7.62 secs, 2,953,933,864 bytes)
--    λ> length (show (valor2 (listArray (0,10^5) (repeat 1)) 2))
--    30104
--    (8.26 secs, 2,953,933,264 bytes)
--    λ> length (show (valor3 (listArray (0,10^5) (repeat 1)) 2))
--    30104
--    (7.49 secs, 2,954,733,184 bytes)
--    λ> length (show (valor4 (listArray (0,10^5) (repeat 1)) 2))
--    30104
--    (84.80 secs, 2,956,333,712 bytes)
--    λ> length (show (valor5 (listArray (0,10^5) (repeat 1)) 2))
--    30104
--    (1.34 secs, 1,307,347,416 bytes)
--    λ> length (show (valor6 (listArray (0,10^5) (repeat 1)) 2))
--    30104
--    (1.26 secs, 1,308,114,752 bytes)
--    λ> length (show (valor7 (listArray (0,10^5) (repeat 1)) 2))
--    30104
--    (1.21 secs, 1,296,843,456 bytes)
--    λ> length (show (valor8 (listArray (0,10^5) (repeat 1)) 2))
--    30104
--    (1.28 secs, 1,309,591,744 bytes)
--    λ> length (show (valor9 (listArray (0,10^5) (repeat 1)) 2))
--    30104
--    (1.27 secs, 1,299,191,672 bytes)
--    λ> length (show (valor10 (listArray (0,10^5) (repeat 1)) 2))
--    30104
--    (1.30 secs, 1,299,191,432 bytes)
--    λ> length (show (valor11 (listArray (0,10^5) (repeat 1)) 2))
--    30104
--    (0.23 secs, 1,287,654,752 bytes)
--    λ> length (show (valor12 (listArray (0,10^5) (repeat 1)) 2))
--    30104
--    (0.75 secs, 1,309,506,968 bytes)

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185

import Data.List (foldl')

import Data.Array (Array, (!), array, assocs, bounds, elems, listArray)

import Test.QuickCheck

type Polinomio a = Array Int a

ej_pol1 :: Array Int Int

ej_pol1 = array (0,4) [(1,2),(2,-5),(4,7),(0,6),(3,0)]

ej_pol2 :: Array Int Double

ej_pol2 = array (0,4) [(1,2),(2,-5.2),(4,7),(0,6.5),(3,0)]

-- 1ª solución

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

valor1 :: Num a => Polinomio a -> a -> a

valor1 p b = sum [(p!i)*b^i | i <- [0..n]]

where (_,n) = bounds p

-- 2ª solución

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

valor2 :: Num a => Polinomio a -> a -> a

valor2 p b = sum [(p!i)*b^i | i <- [0..length p - 1]]

-- 3ª solución

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

valor3 :: Num a => Polinomio a -> a -> a

valor3 p b = sum [v*b^i | (i,v) <- assocs p]

-- 4ª solución

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

valor4 :: Num a => Polinomio a -> a -> a

valor4 = valorLista4 . elems

valorLista4 :: Num a => [a] -> a -> a

valorLista4 xs b =

sum [(xs !! i) * b^i | i <- [0..length xs - 1]]

-- 5ª solución

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

valor5 :: Num a => Polinomio a -> a -> a

valor5 = valorLista5 . elems

valorLista5 :: Num a => [a] -> a -> a

valorLista5 [] _ = 0

valorLista5 (x:xs) b = x + b * valorLista5 xs b

-- 6ª solución

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

valor6 :: Num a => Polinomio a -> a -> a

valor6 = valorLista6 . elems

valorLista6 :: Num a => [a] -> a -> a

valorLista6 xs b = aux xs

where aux [] = 0

aux (y:ys) = y + b * aux ys

-- 7ª solución

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

valor7 :: Num a => Polinomio a -> a -> a

valor7 = valorLista7 . elems

valorLista7 :: Num a => [a] -> a -> a

valorLista7 xs b = foldr (\y r -> y + b * r) 0 xs

-- 8ª solución

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

valor8 :: Num a => Polinomio a -> a -> a

valor8 = valorLista8 . elems

valorLista8 :: Num a => [a] -> a -> a

valorLista8 xs b = aux 0 (reverse xs)

where aux r [] = r

aux r (y:ys) = aux (y + r * b) ys

-- 9ª solución

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

valor9 :: Num a => Polinomio a -> a -> a

valor9 = valorLista9 . elems

valorLista9 :: Num a => [a] -> a -> a

valorLista9 xs b = aux 0 (reverse xs)

where aux = foldl (\ r y -> y + r * b)

-- 10ª solución

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

valor10 :: Num a => Polinomio a -> a -> a

valor10 p b =

foldl (\ r y -> y + r * b) 0 (reverse (elems p))

-- 11ª solución

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

valor11 :: Num a => Polinomio a -> a -> a

valor11 p b =

foldl' (\ r y -> y + r * b) 0 (reverse (elems p))

-- 12ª solución

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

valor12 :: Num a => Polinomio a -> a -> a

valor12 p b =

sum (zipWith (*) (elems p) (iterate (* b) 1))

-- 13ª solución

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

valor13 :: Num a => Polinomio a -> a -> a

valor13 p b =

foldl' (+) 0 (zipWith (*) (elems p) (iterate (* b) 1))

-- Equivalencia de las definiciones

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

-- La propiedad es

prop_valor :: [Integer] -> Integer -> Bool

prop_valor xs b =

all (== valor1 p b)

[f p b | f <- [valor2,

valor3,

valor4,

valor5,

valor6,

valor7,

valor8,

valor9,

valor10,

valor11,

valor12,

valor13]]

where p = listArray (0, length xs - 1) xs

-- La comprobación es

-- λ> quickCheck prop_valor

-- +++ OK, passed 100 tests.

-- Comparación de eficiencia

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

-- La comparación es

-- λ> length (show (valor1 (listArray (0,10^5) (repeat 1)) 2))

-- 30104

-- (7.62 secs, 2,953,933,864 bytes)

-- λ> length (show (valor2 (listArray (0,10^5) (repeat 1)) 2))

-- 30104

-- (8.26 secs, 2,953,933,264 bytes)

-- λ> length (show (valor3 (listArray (0,10^5) (repeat 1)) 2))

-- 30104

-- (7.49 secs, 2,954,733,184 bytes)

-- λ> length (show (valor4 (listArray (0,10^5) (repeat 1)) 2))

-- 30104

-- (84.80 secs, 2,956,333,712 bytes)

-- λ> length (show (valor5 (listArray (0,10^5) (repeat 1)) 2))

-- 30104

-- (1.34 secs, 1,307,347,416 bytes)

-- λ> length (show (valor6 (listArray (0,10^5) (repeat 1)) 2))

-- 30104

-- (1.26 secs, 1,308,114,752 bytes)

-- λ> length (show (valor7 (listArray (0,10^5) (repeat 1)) 2))

-- 30104

-- (1.21 secs, 1,296,843,456 bytes)

-- λ> length (show (valor8 (listArray (0,10^5) (repeat 1)) 2))

-- 30104

-- (1.28 secs, 1,309,591,744 bytes)

-- λ> length (show (valor9 (listArray (0,10^5) (repeat 1)) 2))

-- 30104

-- (1.27 secs, 1,299,191,672 bytes)

-- λ> length (show (valor10 (listArray (0,10^5) (repeat 1)) 2))

-- 30104

-- (1.30 secs, 1,299,191,432 bytes)

-- λ> length (show (valor11 (listArray (0,10^5) (repeat 1)) 2))

-- 30104

-- (0.23 secs, 1,287,654,752 bytes)

-- λ> length (show (valor12 (listArray (0,10^5) (repeat 1)) 2))

-- 30104

-- (0.75 secs, 1,309,506,968 bytes)

El código se encuentra en GitHub.

La elaboración de las soluciones se encuentran en el siguiente vídeo

Segmentos maximales de elementos consecutivos

PorJosé A. Alonso 11-marzo-202217-marzo-2022

Definir la función

   segmentos :: (Enum a, Eq a) => [a] -> [[a]]

1	segmentos :: (Enum a, Eq a) => [a] -> [[a]]

tal que (segmentos xss) es la lista de los segmentos maximales de xss formados por elementos consecutivos. Por ejemplo,

   segmentos [1,2,5,6,4]     ==  [[1,2],[5,6],[4]]
   segmentos [1,2,3,4,7,8,9] ==  [[1,2,3,4],[7,8,9]]
   segmentos "abbccddeeebc"  ==  ["ab","bc","cd","de","e","e","bc"]

segmentos [1,2,5,6,4] == [[1,2],[5,6],[4]]

segmentos [1,2,3,4,7,8,9] == [[1,2,3,4],[7,8,9]]

segmentos "abbccddeeebc" == ["ab","bc","cd","de","e","e","bc"]

Soluciones

[schedule expon=’2022-03-18′ expat=»06:00″]

Las soluciones se pueden escribir en los comentarios hasta el 18 de marzo.
El código se debe escribir entre una línea con <pre lang="haskell"> y otra con </pre>

[/schedule]

[schedule on=’2022-03-18′ at=»06:00″]

import Test.QuickCheck

-- 1ª solución
-- ===========

segmentos1 :: (Enum a, Eq a) => [a] -> [[a]]
segmentos1 []  = []
segmentos1 xs = ys : segmentos1 zs
  where ys = inicial xs
        n  = length ys
        zs = drop n xs

-- (inicial xs) es el segmento inicial de xs formado por elementos
-- consecutivos. Por ejemplo,
--    inicial [1,2,5,6,4]    ==  [1,2]
--    inicial "abccddeeebc"  ==  "abc"
inicial :: (Enum a, Eq a) => [a] -> [a]
inicial []      = []
inicial [x]     = [x]
inicial (x:y:xs)
  | succ x == y = x : inicial (y:xs)
  | otherwise   = [x]

-- 2ª solución
-- ===========

segmentos2 :: (Enum a, Eq a) => [a] -> [[a]]
segmentos2 []  = []
segmentos2 xs = ys : segmentos2 zs
  where (ys,zs) = inicialYresto xs

-- (inicialYresto xs) es par formado por el segmento inicial de xs
-- con elementos consecutivos junto con los restantes elementos. Por
-- ejemplo,
--    inicialYresto [1,2,5,6,4]    ==  ([1,2],[5,6,4])
--    inicialYresto "abccddeeebc"  ==  ("abc","cddeeebc")
inicialYresto :: (Enum a, Eq a) => [a] -> ([a],[a])
inicialYresto []      = ([],[])
inicialYresto [x]     = ([x],[])
inicialYresto (x:y:xs)
  | succ x == y = (x:us,vs)
  | otherwise   = ([x],y:xs)
  where (us,vs) = inicialYresto (y:xs)

-- 3ª solución
-- ===========

segmentos3 :: (Enum a, Eq a) => [a] -> [[a]]
segmentos3 []  = []
segmentos3 [x] = [[x]]
segmentos3 (x:xs) | y == succ x = (x:y:ys):zs
                  | otherwise   = [x] : (y:ys):zs
  where ((y:ys):zs) = segmentos3 xs

-- 4ª solución
-- ===========

segmentos4 :: (Enum a, Eq a) => [a] -> [[a]]
segmentos4 []  = []
segmentos4 xs = ys : segmentos4 zs
  where ys = inicial4 xs
        n  = length ys
        zs = drop n xs

inicial4 :: (Enum a, Eq a) => [a] -> [a]
inicial4 [] = []
inicial4 (x:xs) =
  map fst (takeWhile (\(u,v) -> u == v) (zip (x:xs) [x..]))

-- 5ª solución
-- ===========

segmentos5 :: (Enum a, Eq a) => [a] -> [[a]]
segmentos5 []  = []
segmentos5 xs = ys : segmentos5 zs
  where ys = inicial5 xs
        n  = length ys
        zs = drop n xs

inicial5 :: (Enum a, Eq a) => [a] -> [a]
inicial5 [] = []
inicial5 (x:xs) =
  map fst (takeWhile (uncurry (==)) (zip (x:xs) [x..]))

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

-- La propiedad es
prop_segmentos :: [Int] -> Bool
prop_segmentos xs =
  all (== segmentos1 xs)
      [segmentos2 xs,
       segmentos3 xs,
       segmentos4 xs,
       segmentos5 xs]

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

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

-- La comparación es
--    λ> length (segmentos1 (take (10^6) (cycle [1..10^3])))
--    1000
--    (0.69 secs, 416,742,208 bytes)
--    λ> length (segmentos2 (take (10^6) (cycle [1..10^3])))
--    1000
--    (0.66 secs, 528,861,976 bytes)
--    λ> length (segmentos3 (take (10^6) (cycle [1..10^3])))
--    1000
--    (2.35 secs, 1,016,276,896 bytes)
--    λ> length (segmentos4 (take (10^6) (cycle [1..10^3])))
--    1000
--    (0.27 secs, 409,438,368 bytes)
--    λ> length (segmentos5 (take (10^6) (cycle [1..10^3])))
--    1000
--    (0.13 secs, 401,510,360 bytes)
--
--    λ> length (segmentos4 (take (10^7) (cycle [1..10^3])))
--    10000
--    (2.35 secs, 4,088,926,920 bytes)
--    λ> length (segmentos5 (take (10^7) (cycle [1..10^3])))
--    10000
--    (1.02 secs, 4,009,646,928 bytes)

100

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126

import Test.QuickCheck

-- 1ª solución

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

segmentos1 :: (Enum a, Eq a) => [a] -> [[a]]

segmentos1 [] = []

segmentos1 xs = ys : segmentos1 zs

where ys = inicial xs

n = length ys

zs = drop n xs

-- (inicial xs) es el segmento inicial de xs formado por elementos

-- consecutivos. Por ejemplo,

-- inicial [1,2,5,6,4] == [1,2]

-- inicial "abccddeeebc" == "abc"

inicial :: (Enum a, Eq a) => [a] -> [a]

inicial [] = []

inicial [x] = [x]

inicial (x:y:xs)

| succ x == y = x : inicial (y:xs)

| otherwise = [x]

-- 2ª solución

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

segmentos2 :: (Enum a, Eq a) => [a] -> [[a]]

segmentos2 [] = []

segmentos2 xs = ys : segmentos2 zs

where (ys,zs) = inicialYresto xs

-- (inicialYresto xs) es par formado por el segmento inicial de xs

-- con elementos consecutivos junto con los restantes elementos. Por

-- ejemplo,

-- inicialYresto [1,2,5,6,4] == ([1,2],[5,6,4])

-- inicialYresto "abccddeeebc" == ("abc","cddeeebc")

inicialYresto :: (Enum a, Eq a) => [a] -> ([a],[a])

inicialYresto [] = ([],[])

inicialYresto [x] = ([x],[])

inicialYresto (x:y:xs)

| succ x == y = (x:us,vs)

| otherwise = ([x],y:xs)

where (us,vs) = inicialYresto (y:xs)

-- 3ª solución

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

segmentos3 :: (Enum a, Eq a) => [a] -> [[a]]

segmentos3 [] = []

segmentos3 [x] = [[x]]

segmentos3 (x:xs) | y == succ x = (x:y:ys):zs

| otherwise = [x] : (y:ys):zs

where ((y:ys):zs) = segmentos3 xs

-- 4ª solución

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

segmentos4 :: (Enum a, Eq a) => [a] -> [[a]]

segmentos4 [] = []

segmentos4 xs = ys : segmentos4 zs

where ys = inicial4 xs

n = length ys

zs = drop n xs

inicial4 :: (Enum a, Eq a) => [a] -> [a]

inicial4 [] = []

inicial4 (x:xs) =

map fst (takeWhile (\(u,v) -> u == v) (zip (x:xs) [x..]))

-- 5ª solución

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

segmentos5 :: (Enum a, Eq a) => [a] -> [[a]]

segmentos5 [] = []

segmentos5 xs = ys : segmentos5 zs

where ys = inicial5 xs

n = length ys

zs = drop n xs

inicial5 :: (Enum a, Eq a) => [a] -> [a]

inicial5 [] = []

inicial5 (x:xs) =

map fst (takeWhile (uncurry (==)) (zip (x:xs) [x..]))

-- Comprobación de equivalencia

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

-- La propiedad es

prop_segmentos :: [Int] -> Bool

prop_segmentos xs =

all (== segmentos1 xs)

[segmentos2 xs,

segmentos3 xs,

segmentos4 xs,

segmentos5 xs]

-- La comprobación es

-- λ> quickCheck prop_segmentos

-- +++ OK, passed 100 tests.

-- Comparación de eficiencia

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

-- La comparación es

-- λ> length (segmentos1 (take (10^6) (cycle [1..10^3])))

-- 1000

-- (0.69 secs, 416,742,208 bytes)

-- λ> length (segmentos2 (take (10^6) (cycle [1..10^3])))

-- 1000

-- (0.66 secs, 528,861,976 bytes)

-- λ> length (segmentos3 (take (10^6) (cycle [1..10^3])))

-- 1000

-- (2.35 secs, 1,016,276,896 bytes)

-- λ> length (segmentos4 (take (10^6) (cycle [1..10^3])))

-- 1000

-- (0.27 secs, 409,438,368 bytes)

-- λ> length (segmentos5 (take (10^6) (cycle [1..10^3])))

-- 1000

-- (0.13 secs, 401,510,360 bytes)

-- λ> length (segmentos4 (take (10^7) (cycle [1..10^3])))

-- 10000

-- (2.35 secs, 4,088,926,920 bytes)

-- λ> length (segmentos5 (take (10^7) (cycle [1..10^3])))

-- 10000

-- (1.02 secs, 4,009,646,928 bytes)

El código se encuentra en [GitHub](https://github.com/jaalonso/Exercitium/blob/main/src/Segmentos_consecutivos.hs).

La elaboración de las soluciones explica en el siguiente vídeo:

[/schedule]

Lista cuadrada

PorJosé A. Alonso 10-marzo-202217-marzo-2022

Definir la función

   listaCuadrada :: Int -> a -> [a] -> [[a]]

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

tal que (listaCuadrada n x xs) es una lista de n listas de longitud n formadas con los elementos de xs completada con x, si no xs no tiene suficientes elementos. Por ejemplo,

   listaCuadrada 3 7 [0,3,5,2,4]  ==  [[0,3,5],[2,4,7],[7,7,7]]
   listaCuadrada 3 7 [0..]        ==  [[0,1,2],[3,4,5],[6,7,8]]
   listaCuadrada 2 'p' "eva"      ==  ["ev","ap"]
   listaCuadrada 2 'p' ['a'..]    ==  ["ab","cd"]

listaCuadrada 3 7 [0,3,5,2,4] == [[0,3,5],[2,4,7],[7,7,7]]

listaCuadrada 3 7 [0..] == [[0,1,2],[3,4,5],[6,7,8]]

listaCuadrada 2 'p' "eva" == ["ev","ap"]

listaCuadrada 2 'p' ['a'..] == ["ab","cd"]

Soluciones

import Data.List.Split (chunksOf)
import Test.QuickCheck

-- 1ª solución
-- ===========

listaCuadrada1 :: Int -> a -> [a] -> [[a]]
listaCuadrada1 n x xs =
  take n (grupos n (xs ++ repeat x))

-- (grupos n xs) es la lista obtenida agrupando los elementos de xs en
-- grupos de n elementos, salvo el último que puede tener menos. Por
-- ejemplo,
--    grupos 2 [4,2,5,7,6]     ==  [[4,2],[5,7],[6]]
--    take 3 (grupos 3 [1..])  ==  [[1,2,3],[4,5,6],[7,8,9]]
grupos :: Int -> [a] -> [[a]]
grupos _ [] = []
grupos n xs = take n xs : grupos n (drop n xs)

-- 2ª solución
-- ===========

listaCuadrada2 :: Int -> a -> [a] -> [[a]]
listaCuadrada2 n x xs =
  take n (grupos2 n (xs ++ repeat x))

grupos2 :: Int -> [a] -> [[a]]
grupos2 _ [] = []
grupos2 n xs = ys : grupos n zs
  where (ys,zs) = splitAt n xs

-- 3ª solución
-- ===========

listaCuadrada3 :: Int -> a -> [a] -> [[a]]
listaCuadrada3 n x xs =
  take n (chunksOf n (xs ++ repeat x))

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

-- La propiedad es
prop_listaCuadrada :: Int -> Int -> [Int] -> Bool
prop_listaCuadrada n x xs =
  all (== listaCuadrada1 n x xs)
      [listaCuadrada2 n x xs,
       listaCuadrada3 n x xs]

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

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

-- La comparación es
--    λ> length (listaCuadrada1 (10^4) 5 [1..])
--    10000
--    (2.02 secs, 12,801,918,616 bytes)
--    λ> length (listaCuadrada2 (10^4) 5 [1..])
--    10000
--    (1.89 secs, 12,803,198,576 bytes)
--    λ> length (listaCuadrada3 (10^4) 5 [1..])
--    10000
--    (1.85 secs, 12,801,518,728 bytes)

import Data.List.Split (chunksOf)

import Test.QuickCheck

-- 1ª solución

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

listaCuadrada1 :: Int -> a -> [a] -> [[a]]

listaCuadrada1 n x xs =

take n (grupos n (xs ++ repeat x))

-- (grupos n xs) es la lista obtenida agrupando los elementos de xs en

-- grupos de n elementos, salvo el último que puede tener menos. Por

-- ejemplo,

-- grupos 2 [4,2,5,7,6] == [[4,2],[5,7],[6]]

-- take 3 (grupos 3 [1..]) == [[1,2,3],[4,5,6],[7,8,9]]

grupos :: Int -> [a] -> [[a]]

grupos _ [] = []

grupos n xs = take n xs : grupos n (drop n xs)

-- 2ª solución

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

listaCuadrada2 :: Int -> a -> [a] -> [[a]]

listaCuadrada2 n x xs =

take n (grupos2 n (xs ++ repeat x))

grupos2 :: Int -> [a] -> [[a]]

grupos2 _ [] = []

grupos2 n xs = ys : grupos n zs

where (ys,zs) = splitAt n xs

-- 3ª solución

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

listaCuadrada3 :: Int -> a -> [a] -> [[a]]

listaCuadrada3 n x xs =

take n (chunksOf n (xs ++ repeat x))

-- Comprobación de la equivalencia

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

-- La propiedad es

prop_listaCuadrada :: Int -> Int -> [Int] -> Bool

prop_listaCuadrada n x xs =

all (== listaCuadrada1 n x xs)

[listaCuadrada2 n x xs,

listaCuadrada3 n x xs]

-- La comprobación es

-- λ> quickCheck prop_listaCuadrada

-- +++ OK, passed 100 tests.

-- Comparación de eficiencia

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

-- La comparación es

-- λ> length (listaCuadrada1 (10^4) 5 [1..])

-- 10000

-- (2.02 secs, 12,801,918,616 bytes)

-- λ> length (listaCuadrada2 (10^4) 5 [1..])

-- 10000

-- (1.89 secs, 12,803,198,576 bytes)

-- λ> length (listaCuadrada3 (10^4) 5 [1..])

-- 10000

-- (1.85 secs, 12,801,518,728 bytes)

El código se encuentra en GitHub.

La elaboración de la solución se muestra en el siguiente vídeo:

Máximos locales

PorJosé A. Alonso 9-marzo-202216-marzo-2022

Un máximo local de una lista es un elemento de la lista que es mayor que su predecesor y que su sucesor en la lista. Por ejemplo, 5 es un máximo local de [3,2,5,3,7,7,1,6,2] ya que es mayor que 2 (su predecesor) y que 3 (su sucesor).

Definir la función

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

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

tal que (maximosLocales xs) es la lista de los máximos locales de la lista xs. Por ejemplo,

   maximosLocales [3,2,5,3,7,7,1,6,2]  ==  [5,6]
   maximosLocales [1..100]             ==  []
   maximosLocales "adbpmqexyz"         ==  "dpq"

maximosLocales [3,2,5,3,7,7,1,6,2] == [5,6]

maximosLocales [1..100] == []

maximosLocales "adbpmqexyz" == "dpq"

Soluciones

import Test.QuickCheck

-- 1ª solución
-- ===========

maximosLocales1 :: Ord a => [a] -> [a]
maximosLocales1 (x:y:z:xs)
  | y > x && y > z = y : maximosLocales1 (z:xs)
  | otherwise      = maximosLocales1 (y:z:xs)
maximosLocales1 _ = []

-- 2ª solución
-- ===========

maximosLocales2 :: Ord a => [a] -> [a]
maximosLocales2 xs =
  [y | (x,y,z) <- zip3 xs (tail xs) (drop 2 xs), y > x, y > z]

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

-- La propiedad es
prop_maximosLocales :: [Int] -> Property
prop_maximosLocales xs =
  maximosLocales1 xs === maximosLocales2 xs

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

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

-- La comparación es
--    λ> last (maximosLocales1 (take (6*10^6) (cycle "abc")))
--    'c'
--    (3.26 secs, 1,904,464,984 bytes)
--    λ> last (maximosLocales2 (take (6*10^6) (cycle "abc")))
--    'c'
--    (2.79 secs, 1,616,465,088 bytes)

import Test.QuickCheck

-- 1ª solución

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

maximosLocales1 :: Ord a => [a] -> [a]

maximosLocales1 (x:y:z:xs)

| y > x && y > z = y : maximosLocales1 (z:xs)

| otherwise = maximosLocales1 (y:z:xs)

maximosLocales1 _ = []

-- 2ª solución

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

maximosLocales2 :: Ord a => [a] -> [a]

maximosLocales2 xs =

[y | (x,y,z) <- zip3 xs (tail xs) (drop 2 xs), y > x, y > z]

-- Comprobación de equivalencia

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

-- La propiedad es

prop_maximosLocales :: [Int] -> Property

prop_maximosLocales xs =

maximosLocales1 xs === maximosLocales2 xs

-- La comprobación es

-- λ> quickCheck prop_maximosLocales

-- +++ OK, passed 100 tests.

-- Comparación de eficiencia

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

-- La comparación es

-- λ> last (maximosLocales1 (take (6*10^6) (cycle "abc")))

-- 'c'

-- (3.26 secs, 1,904,464,984 bytes)

-- λ> last (maximosLocales2 (take (6*10^6) (cycle "abc")))

-- 'c'

-- (2.79 secs, 1,616,465,088 bytes)

El código se encuentra en GitHub.

La elaboración de las soluciones se encuentran en el siguiente vídeo:

Matrices de Toepliz

PorJosé A. Alonso 8-marzo-202215-abril-2022

Una matriz de Toeplitz es una matriz cuadrada que es constante a lo largo de las diagonales paralelas a la diagonal principal. Por ejemplo,

   |2 5 1 6|       |2 5 1 6|
   |4 2 5 1|       |4 2 6 1|
   |7 4 2 5|       |7 4 2 5|
   |9 7 4 2|       |9 7 4 2|

|2 5 1 6| |2 5 1 6|

|4 2 5 1| |4 2 6 1|

|7 4 2 5| |7 4 2 5|

|9 7 4 2| |9 7 4 2|

la primera es una matriz de Toeplitz y la segunda no lo es.

Las anteriores matrices se pueden definir por

   ej1, ej2 :: Array (Int,Int) Int
   ej1 = listArray ((1,1),(4,4)) [2,5,1,6,4,2,5,1,7,4,2,5,9,7,4,2]
   ej2 = listArray ((1,1),(4,4)) [2,5,1,6,4,2,6,1,7,4,2,5,9,7,4,2]

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

ej1 = listArray ((1,1),(4,4)) [2,5,1,6,4,2,5,1,7,4,2,5,9,7,4,2]

ej2 = listArray ((1,1),(4,4)) [2,5,1,6,4,2,6,1,7,4,2,5,9,7,4,2]

Definir la función

   esToeplitz :: Eq a => Array (Int,Int) a -> Bool

1	esToeplitz :: Eq a => Array (Int,Int) a -> Bool

tal que (esToeplitz p) se verifica si la matriz p es de Toeplitz. Por ejemplo,

   esToeplitz ej1  ==  True
   esToeplitz ej2  ==  False

1 2	esToeplitz ej1 == True esToeplitz ej2 == False

Soluciones

import Data.Array (Array, (!), bounds, listArray)

ej1, ej2 :: Array (Int,Int) Int
ej1 = listArray ((1,1),(4,4)) [2,5,1,6,4,2,5,1,7,4,2,5,9,7,4,2]
ej2 = listArray ((1,1),(4,4)) [2,5,1,6,4,2,6,1,7,4,2,5,9,7,4,2]

-- 1ª solución
-- ===========

esToeplitz1 :: Eq a => Array (Int,Int) a -> Bool
esToeplitz1 p =
  esCuadrada p &&
  all todosIguales (diagonalesPrincipales p)

-- (esCuadrada p) se verifica si la matriz p es cuadrada. Por ejemplo,
--    esCuadrada (listArray ((1,1),(4,4)) [1..])  ==  True
--    esCuadrada (listArray ((1,1),(3,4)) [1..])  ==  False
esCuadrada :: Eq a => Array (Int,Int) a -> Bool
esCuadrada p = m == n
  where (_,(m,n)) = bounds p

-- (diagonalesPrincipales p) es la lista de las diagonales principales
-- de p. Por ejemplo,
--    λ> diagonalesPrincipales ej1
--    [[2,2,2,2],[5,5,5],[1,1],[6],[2,2,2,2],[4,4,4],[7,7],[9]]
--    λ> diagonalesPrincipales ej2
--    [[2,2,2,2],[5,6,5],[1,1],[6],[2,2,2,2],[4,4,4],[7,7],[9]]
diagonalesPrincipales :: Array (Int,Int) a -> [[a]]
diagonalesPrincipales p =
  [[p ! i |i <- is] | is <- posicionesDiagonalesPrincipales m n]
  where (_,(m,n)) = bounds p

-- (posicionesDiagonalesPrincipales m n) es la lista de las
-- posiciones de las diagonales principales de una matriz con m filas y
-- n columnas. Por ejemplo,
--   λ> mapM_ print (posicionesDiagonalesPrincipales 3 4)
--   [(3,1)]
--   [(2,1),(3,2)]
--   [(1,1),(2,2),(3,3)]
--   [(1,2),(2,3),(3,4)]
--   [(1,3),(2,4)]
--   [(1,4)]
--   λ> mapM_ print (posicionesDiagonalesPrincipales 4 4)
--   [(4,1)]
--   [(3,1),(4,2)]
--   [(2,1),(3,2),(4,3)]
--   [(1,1),(2,2),(3,3),(4,4)]
--   [(1,2),(2,3),(3,4)]
--   [(1,3),(2,4)]
--   [(1,4)]
--   λ> mapM_ print (posicionesDiagonalesPrincipales 4 3)
--   [(4,1)]
--   [(3,1),(4,2)]
--   [(2,1),(3,2),(4,3)]
--   [(1,1),(2,2),(3,3)]
--   [(1,2),(2,3)]
--   [(1,3)]
posicionesDiagonalesPrincipales :: Int -> Int -> [[(Int, Int)]]
posicionesDiagonalesPrincipales m n =
  [zip [i..m] [1..n] | i <- [m,m-1..1]] ++
  [zip [1..m] [j..n] | j <- [2..n]]

-- (todosIguales xs) se verifica si todos los elementos de xs son
-- iguales. Por ejemplo,
--    todosIguales [5,5,5]  ==  True
--    todosIguales [5,4,5]  ==  False
todosIguales :: Eq a => [a] -> Bool
todosIguales []     = True
todosIguales (x:xs) = all (== x) xs

-- 2ª solución
-- ===========

esToeplitz2 :: Eq a => Array (Int,Int) a -> Bool
esToeplitz2 p = m == n &&
               and [p!(i,j) == p!(i+1,j+1) |
                    i <- [1..n-1], j <- [1..n-1]]
  where (_,(m,n)) = bounds p

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

-- La comparación es
--    λ> esToeplitz1 (listArray ((1,1),(2*10^3,2*10^3)) (repeat 1))
--    True
--    (2.26 secs, 2,211,553,888 bytes)
--    λ> esToeplitz2 (listArray ((1,1),(2*10^3,2*10^3)) (repeat 1))
--    True
--    (4.26 secs, 3,421,651,032 bytes)

import Data.Array (Array, (!), bounds, listArray)

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

ej1 = listArray ((1,1),(4,4)) [2,5,1,6,4,2,5,1,7,4,2,5,9,7,4,2]

ej2 = listArray ((1,1),(4,4)) [2,5,1,6,4,2,6,1,7,4,2,5,9,7,4,2]

-- 1ª solución

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

esToeplitz1 :: Eq a => Array (Int,Int) a -> Bool

esToeplitz1 p =

esCuadrada p &&

all todosIguales (diagonalesPrincipales p)

-- (esCuadrada p) se verifica si la matriz p es cuadrada. Por ejemplo,

-- esCuadrada (listArray ((1,1),(4,4)) [1..]) == True

-- esCuadrada (listArray ((1,1),(3,4)) [1..]) == False

esCuadrada :: Eq a => Array (Int,Int) a -> Bool

esCuadrada p = m == n

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

-- (diagonalesPrincipales p) es la lista de las diagonales principales

-- de p. Por ejemplo,

-- λ> diagonalesPrincipales ej1

-- [[2,2,2,2],[5,5,5],[1,1],[6],[2,2,2,2],[4,4,4],[7,7],[9]]

-- λ> diagonalesPrincipales ej2

-- [[2,2,2,2],[5,6,5],[1,1],[6],[2,2,2,2],[4,4,4],[7,7],[9]]

diagonalesPrincipales :: Array (Int,Int) a -> [[a]]

diagonalesPrincipales p =

[[p ! i |i <- is] | is <- posicionesDiagonalesPrincipales m n]

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

-- (posicionesDiagonalesPrincipales m n) es la lista de las

-- posiciones de las diagonales principales de una matriz con m filas y

-- n columnas. Por ejemplo,

-- λ> mapM_ print (posicionesDiagonalesPrincipales 3 4)

-- [(3,1)]

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

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

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

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

-- [(1,4)]

-- λ> mapM_ print (posicionesDiagonalesPrincipales 4 4)

-- [(4,1)]

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

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

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

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

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

-- [(1,4)]

-- λ> mapM_ print (posicionesDiagonalesPrincipales 4 3)

-- [(4,1)]

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

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

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

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

-- [(1,3)]

posicionesDiagonalesPrincipales :: Int -> Int -> [[(Int, Int)]]

posicionesDiagonalesPrincipales m n =

[zip [i..m] [1..n] | i <- [m,m-1..1]] ++

[zip [1..m] [j..n] | j <- [2..n]]

-- (todosIguales xs) se verifica si todos los elementos de xs son

-- iguales. Por ejemplo,

-- todosIguales [5,5,5] == True

-- todosIguales [5,4,5] == False

todosIguales :: Eq a => [a] -> Bool

todosIguales [] = True

todosIguales (x:xs) = all (== x) xs

-- 2ª solución

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

esToeplitz2 :: Eq a => Array (Int,Int) a -> Bool

esToeplitz2 p = m == n &&

and [p!(i,j) == p!(i+1,j+1) |

i <- [1..n-1], j <- [1..n-1]]

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

-- Comparación de eficiencia

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

-- La comparación es

-- λ> esToeplitz1 (listArray ((1,1),(2*10^3,2*10^3)) (repeat 1))

-- True

-- (2.26 secs, 2,211,553,888 bytes)

-- λ> esToeplitz2 (listArray ((1,1),(2*10^3,2*10^3)) (repeat 1))

-- True

-- (4.26 secs, 3,421,651,032 bytes)

El código se encuentra en GitHub.

Diagonales principales de una matriz

PorJosé A. Alonso 7-marzo-202215-abril-2022

La lista de las diagonales principales de la matriz

   1  2  3  4
   5  6  7  8
   9 10 11 12

1 2 3 4

5 6 7 8

9 10 11 12

   [[9],[5,10],[1,6,11],[2,7,12],[3,8],[4]]

1	[[9],[5,10],[1,6,11],[2,7,12],[3,8],[4]]

Definir la función

   diagonalesPrincipales :: Array (Int,Int) a -> [[a]]

1	diagonalesPrincipales :: Array (Int,Int) a -> [[a]]

tal que (diagonalesPrincipales p) es la lista de las diagonales principales de p. Por ejemplo,

   λ> diagonalesPrincipales (listArray ((1,1),(3,4)) [1..12])
   [[9],[5,10],[1,6,11],[2,7,12],[3,8],[4]]

1 2	λ> diagonalesPrincipales (listArray ((1,1),(3,4)) [1..12]) [[9],[5,10],[1,6,11],[2,7,12],[3,8],[4]]

Soluciones

import Data.Array (Array, (!), bounds, listArray)
import Test.QuickCheck

-- 1ª solución
-- ===========

diagonalesPrincipales1 :: Array (Int,Int) a -> [[a]]
diagonalesPrincipales1 p =
  [[p ! ij | ij <- ijs] | ijs <- posicionesDiagonalesPrincipales1 m n]
  where (_,(m,n)) = bounds p

posicionesDiagonalesPrincipales1 :: Int -> Int -> [[(Int, Int)]]
posicionesDiagonalesPrincipales1 m n =
  [extension ij | ij <- iniciales]
  where iniciales = [(i,1) | i <- [m,m-1..2]] ++ [(1,j) | j <- [1..n]]
        extension (i,j) = [(i+k,j+k) | k <- [0..min (m-i) (n-j)]]

-- 2ª solución
-- ===========

diagonalesPrincipales2 :: Array (Int,Int) a -> [[a]]
diagonalesPrincipales2 p =
  [[p ! ij | ij <- ijs] | ijs <- posicionesDiagonalesPrincipales2 m n]
  where (_,(m,n)) = bounds p

posicionesDiagonalesPrincipales2 :: Int -> Int -> [[(Int, Int)]]
posicionesDiagonalesPrincipales2 m n =
  [zip [i..m] [1..n] | i <- [m,m-1..1]] ++
  [zip [1..m] [j..n] | j <- [2..n]]

-- Equivalencia de las definiciones
-- ================================

-- La propiedad es
prop_diagonalesPrincipales :: Positive Int -> Positive Int -> Bool
prop_diagonalesPrincipales (Positive m) (Positive n) =
  diagonalesPrincipales1 p == diagonalesPrincipales2 p
  where p = listArray ((1,1),(m,n)) [1..]

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

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

-- La comparación es
--    λ> length (diagonalesPrincipales1 (listArray ((1,1),(10^4,10^4)) [1..]))
--    19999
--    (6.90 secs, 8,010,369,224 bytes)
--    λ> length (diagonalesPrincipales2 (listArray ((1,1),(10^4,10^4)) [1..]))
--    19999
--    (6.78 secs, 8,008,289,224 bytes)

import Data.Array (Array, (!), bounds, listArray)

import Test.QuickCheck

-- 1ª solución

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

diagonalesPrincipales1 :: Array (Int,Int) a -> [[a]]

diagonalesPrincipales1 p =

[[p ! ij | ij <- ijs] | ijs <- posicionesDiagonalesPrincipales1 m n]

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

posicionesDiagonalesPrincipales1 :: Int -> Int -> [[(Int, Int)]]

posicionesDiagonalesPrincipales1 m n =

[extension ij | ij <- iniciales]

where iniciales = [(i,1) | i <- [m,m-1..2]] ++ [(1,j) | j <- [1..n]]

extension (i,j) = [(i+k,j+k) | k <- [0..min (m-i) (n-j)]]

-- 2ª solución

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

diagonalesPrincipales2 :: Array (Int,Int) a -> [[a]]

diagonalesPrincipales2 p =

[[p ! ij | ij <- ijs] | ijs <- posicionesDiagonalesPrincipales2 m n]

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

posicionesDiagonalesPrincipales2 :: Int -> Int -> [[(Int, Int)]]

posicionesDiagonalesPrincipales2 m n =

[zip [i..m] [1..n] | i <- [m,m-1..1]] ++

[zip [1..m] [j..n] | j <- [2..n]]

-- Equivalencia de las definiciones

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

-- La propiedad es

prop_diagonalesPrincipales :: Positive Int -> Positive Int -> Bool

prop_diagonalesPrincipales (Positive m) (Positive n) =

diagonalesPrincipales1 p == diagonalesPrincipales2 p

where p = listArray ((1,1),(m,n)) [1..]

-- La comprobación es

-- λ> quickCheck prop_diagonalesPrincipales

-- +++ OK, passed 100 tests.

-- Comparación de eficiencia

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

-- La comparación es

-- λ> length (diagonalesPrincipales1 (listArray ((1,1),(10^4,10^4)) [1..]))

-- 19999

-- (6.90 secs, 8,010,369,224 bytes)

-- λ> length (diagonalesPrincipales2 (listArray ((1,1),(10^4,10^4)) [1..]))

-- 19999

-- (6.78 secs, 8,008,289,224 bytes)

El código se encuentra en GitHub

Posiciones de las diagonales principales

PorJosé A. Alonso 4-marzo-202215-abril-2022

Las posiciones de una matriz con 3 filas y 4 columnas son

   (1,1) (1,2) (1,3) (1,4)
   (2,1) (2,2) (2,3) (2,4)
   (3,1) (3,2) (3,3) (3,4)

(1,1) (1,2) (1,3) (1,4)

(2,1) (2,2) (2,3) (2,4)

(3,1) (3,2) (3,3) (3,4)

La posiciones de sus 6 diagonales principales son

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

[(3,1)]

[(2,1),(3,2)]

[(1,1),(2,2),(3,3)]

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

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

[(1,4)]

Definir la función

   posicionesDiagonalesPrincipales :: Int -> Int -> [[(Int, Int)]]

1	posicionesDiagonalesPrincipales :: Int -> Int -> [[(Int, Int)]]

tal que (posicionesdiagonalesprincipales m n) es la lista de las posiciones de las diagonales principales de una matriz con m filas y n columnas. Por ejemplo,

  λ> mapM_ print (posicionesDiagonalesPrincipales 3 4)
  [(3,1)]
  [(2,1),(3,2)]
  [(1,1),(2,2),(3,3)]
  [(1,2),(2,3),(3,4)]
  [(1,3),(2,4)]
  [(1,4)]
  λ> mapM_ print (posicionesDiagonalesPrincipales 4 4)
  [(4,1)]
  [(3,1),(4,2)]
  [(2,1),(3,2),(4,3)]
  [(1,1),(2,2),(3,3),(4,4)]
  [(1,2),(2,3),(3,4)]
  [(1,3),(2,4)]
  [(1,4)]
  λ> mapM_ print (posicionesDiagonalesPrincipales 4 3)
  [(4,1)]
  [(3,1),(4,2)]
  [(2,1),(3,2),(4,3)]
  [(1,1),(2,2),(3,3)]
  [(1,2),(2,3)]
  [(1,3)]

λ> mapM_ print (posicionesDiagonalesPrincipales 3 4)

[(3,1)]

[(2,1),(3,2)]

[(1,1),(2,2),(3,3)]

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

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

[(1,4)]

λ> mapM_ print (posicionesDiagonalesPrincipales 4 4)

[(4,1)]

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

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

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

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

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

[(1,4)]

λ> mapM_ print (posicionesDiagonalesPrincipales 4 3)

[(4,1)]

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

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

[(1,1),(2,2),(3,3)]

[(1,2),(2,3)]

[(1,3)]

Soluciones

import Test.QuickCheck

-- 1ª solución
-- ===========

posicionesDiagonalesPrincipales1 :: Int -> Int -> [[(Int, Int)]]
posicionesDiagonalesPrincipales1 m n =
  [extension ij | ij <- iniciales]
  where iniciales = [(i,1) | i <- [m,m-1..2]] ++ [(1,j) | j <- [1..n]]
        extension (i,j) = [(i+k,j+k) | k <- [0..min (m-i) (n-j)]]

-- 2ª solución
-- ===========

posicionesDiagonalesPrincipales2 :: Int -> Int -> [[(Int, Int)]]
posicionesDiagonalesPrincipales2 m n =
  [zip [i..m] [1..n] | i <- [m,m-1..1]] ++
  [zip [1..m] [j..n] | j <- [2..n]]

-- Equivalencia de las definiciones
-- ================================

-- La propiedad es
prop_posicionesDiagonalesPrincipales :: Positive Int -> Positive Int -> Bool
prop_posicionesDiagonalesPrincipales (Positive m) (Positive n) =
  posicionesDiagonalesPrincipales1 m n ==
  posicionesDiagonalesPrincipales2 m n

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

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

-- La comparación es
--   λ> length (posicionesDiagonalesPrincipales1 (10^7) (10^6))
--   10999999
--   (6.14 secs, 3,984,469,440 bytes)
--   λ> length (posicionesDiagonalesPrincipales2 (10^7) (10^6))
--   10999999
--   (3.07 secs, 2,840,469,440 bytes)

import Test.QuickCheck

-- 1ª solución

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

posicionesDiagonalesPrincipales1 :: Int -> Int -> [[(Int, Int)]]

posicionesDiagonalesPrincipales1 m n =

[extension ij | ij <- iniciales]

where iniciales = [(i,1) | i <- [m,m-1..2]] ++ [(1,j) | j <- [1..n]]

extension (i,j) = [(i+k,j+k) | k <- [0..min (m-i) (n-j)]]

-- 2ª solución

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

posicionesDiagonalesPrincipales2 :: Int -> Int -> [[(Int, Int)]]

posicionesDiagonalesPrincipales2 m n =

[zip [i..m] [1..n] | i <- [m,m-1..1]] ++

[zip [1..m] [j..n] | j <- [2..n]]

-- Equivalencia de las definiciones

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

-- La propiedad es

prop_posicionesDiagonalesPrincipales :: Positive Int -> Positive Int -> Bool

prop_posicionesDiagonalesPrincipales (Positive m) (Positive n) =

posicionesDiagonalesPrincipales1 m n ==

posicionesDiagonalesPrincipales2 m n

-- La comprobación es

-- λ> quickCheck prop_posicionesDiagonalesPrincipales

-- +++ OK, passed 100 tests.

-- Comparación de eficiencia

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

-- La comparación es

-- λ> length (posicionesDiagonalesPrincipales1 (10^7) (10^6))

-- 10999999

-- (6.14 secs, 3,984,469,440 bytes)

-- λ> length (posicionesDiagonalesPrincipales2 (10^7) (10^6))

-- 10999999

-- (3.07 secs, 2,840,469,440 bytes)

El código se encuentra en GitHub

Suma si todos los valores son justos

PorJosé A. Alonso 3-marzo-202210-marzo-2022

Definir la función

   sumaSiTodosJustos :: (Num a, Eq a) => [Maybe a] -> Maybe a

1	sumaSiTodosJustos :: (Num a, Eq a) => [Maybe a] -> Maybe a

tal que (sumaSiTodosJustos xs) es justo la suma de todos los elementos de xs si todos son justos (es decir, si Nothing no pertenece a xs) y Nothing en caso contrario. Por ejemplo,

   sumaSiTodosJustos [Just 2, Just 5]           == Just 7
   sumaSiTodosJustos [Just 2, Just 5, Nothing]  == Nothing

1 2	sumaSiTodosJustos [Just 2, Just 5] == Just 7 sumaSiTodosJustos [Just 2, Just 5, Nothing] == Nothing

Soluciones

import Data.Maybe (catMaybes, isJust, fromJust)
import Test.QuickCheck (quickCheck)

-- 1ª solución
-- ===========

sumaSiTodosJustos1 :: (Num a, Eq a) => [Maybe a] -> Maybe a
sumaSiTodosJustos1 xs
  | todosJustos xs = Just (sum [x | (Just x) <- xs])
  | otherwise      = Nothing

-- (todosJustos xs) se verifica si todos los elementos de xs son justos
-- (es decir, si Nothing no pertenece a xs) y Nothing en caso
-- contrario. Por ejemplo,
--    todosJustos [Just 2, Just 5]           == True
--    todosJustos [Just 2, Just 5, Nothing]  == False

-- 1ª definición de todosJustos:
todosJustos1 :: Eq a => [Maybe a] -> Bool
todosJustos1 = notElem Nothing

-- 2ª definición de todosJustos:
todosJustos :: Eq a => [Maybe a] -> Bool
todosJustos = all isJust

-- 2ª solución
-- ===========

sumaSiTodosJustos2 :: (Num a, Eq a) => [Maybe a] -> Maybe a
sumaSiTodosJustos2 xs
  | todosJustos xs = Just (sum [fromJust x | x <- xs])
  | otherwise      = Nothing

-- 3ª solución
-- ===========

sumaSiTodosJustos3 :: (Num a, Eq a) => [Maybe a] -> Maybe a
sumaSiTodosJustos3 xs
  | todosJustos xs = Just (sum (map fromJust xs))
  | otherwise      = Nothing

-- 4ª solución

sumaSiTodosJustos4 :: (Num a, Eq a) => [Maybe a] -> Maybe a
sumaSiTodosJustos4 xs
  | todosJustos xs = Just (sum (catMaybes xs))
  | otherwise      = Nothing

-- 5ª solución
-- ===========

sumaSiTodosJustos5 :: (Num a, Eq a) => [Maybe a] -> Maybe a
sumaSiTodosJustos5 xs = suma (sequence xs)
  where suma Nothing   = Nothing
        suma (Just ys) = Just (sum ys)

-- Nota. En la solución anterior se usa la función
--    sequence :: Monad m => [m a] -> m [a]
-- tal que (sequence xs) es la mónada obtenida evaluando cada una de las
-- de xs de izquierda a derecha. Por ejemplo,
--    sequence [Just 2, Just 5]   ==  Just [2,5]
--    sequence [Just 2, Nothing]  ==  Nothing
--    sequence [[2,4],[5,7]]      ==  [[2,5],[2,7],[4,5],[4,7]]
--    sequence [[2,4],[5,7],[6]]  ==  [[2,5,6],[2,7,6],[4,5,6],[4,7,6]]
--    sequence [[2,4],[5,7],[]]   ==  []

-- 6ª solución
-- ===========

sumaSiTodosJustos6 :: (Num a, Eq a) => [Maybe a] -> Maybe a
sumaSiTodosJustos6 xs = fmap sum (sequence xs)

-- 7ª solución
-- ===========

sumaSiTodosJustos7 :: (Num a, Eq a) => [Maybe a] -> Maybe a
sumaSiTodosJustos7 = fmap sum . sequence

-- Equivalencia de las definiciones
-- ================================

-- La propiedad es
prop_sumaSiTodosJustos :: [Maybe Integer] -> Bool
prop_sumaSiTodosJustos xs =
  all (== sumaSiTodosJustos1 xs)
      [sumaSiTodosJustos2 xs,
       sumaSiTodosJustos3 xs,
       sumaSiTodosJustos4 xs,
       sumaSiTodosJustos5 xs,
       sumaSiTodosJustos6 xs,
       sumaSiTodosJustos7 xs]

verifica_sumaSiTodosJustos :: IO ()
verifica_sumaSiTodosJustos =
  quickCheck prop_sumaSiTodosJustos

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

import Data.Maybe (catMaybes, isJust, fromJust)

import Test.QuickCheck (quickCheck)

-- 1ª solución

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

sumaSiTodosJustos1 :: (Num a, Eq a) => [Maybe a] -> Maybe a

sumaSiTodosJustos1 xs

| todosJustos xs = Just (sum [x | (Just x) <- xs])

| otherwise = Nothing

-- (todosJustos xs) se verifica si todos los elementos de xs son justos

-- (es decir, si Nothing no pertenece a xs) y Nothing en caso

-- contrario. Por ejemplo,

-- todosJustos [Just 2, Just 5] == True

-- todosJustos [Just 2, Just 5, Nothing] == False

-- 1ª definición de todosJustos:

todosJustos1 :: Eq a => [Maybe a] -> Bool

todosJustos1 = notElem Nothing

-- 2ª definición de todosJustos:

todosJustos :: Eq a => [Maybe a] -> Bool

todosJustos = all isJust

-- 2ª solución

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

sumaSiTodosJustos2 :: (Num a, Eq a) => [Maybe a] -> Maybe a

sumaSiTodosJustos2 xs

| todosJustos xs = Just (sum [fromJust x | x <- xs])

| otherwise = Nothing

-- 3ª solución

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

sumaSiTodosJustos3 :: (Num a, Eq a) => [Maybe a] -> Maybe a

sumaSiTodosJustos3 xs

| todosJustos xs = Just (sum (map fromJust xs))

| otherwise = Nothing

-- 4ª solución

sumaSiTodosJustos4 :: (Num a, Eq a) => [Maybe a] -> Maybe a

sumaSiTodosJustos4 xs

| todosJustos xs = Just (sum (catMaybes xs))

| otherwise = Nothing

-- 5ª solución

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

sumaSiTodosJustos5 :: (Num a, Eq a) => [Maybe a] -> Maybe a

sumaSiTodosJustos5 xs = suma (sequence xs)

where suma Nothing = Nothing

suma (Just ys) = Just (sum ys)

-- Nota. En la solución anterior se usa la función

-- sequence :: Monad m => [m a] -> m [a]

-- tal que (sequence xs) es la mónada obtenida evaluando cada una de las

-- de xs de izquierda a derecha. Por ejemplo,

-- sequence [Just 2, Just 5] == Just [2,5]

-- sequence [Just 2, Nothing] == Nothing

-- sequence [[2,4],[5,7]] == [[2,5],[2,7],[4,5],[4,7]]

-- sequence [[2,4],[5,7],[6]] == [[2,5,6],[2,7,6],[4,5,6],[4,7,6]]

-- sequence [[2,4],[5,7],[]] == []

-- 6ª solución

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

sumaSiTodosJustos6 :: (Num a, Eq a) => [Maybe a] -> Maybe a

sumaSiTodosJustos6 xs = fmap sum (sequence xs)

-- 7ª solución

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

sumaSiTodosJustos7 :: (Num a, Eq a) => [Maybe a] -> Maybe a

sumaSiTodosJustos7 = fmap sum . sequence

-- Equivalencia de las definiciones

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

-- La propiedad es

prop_sumaSiTodosJustos :: [Maybe Integer] -> Bool

prop_sumaSiTodosJustos xs =

all (== sumaSiTodosJustos1 xs)

[sumaSiTodosJustos2 xs,

sumaSiTodosJustos3 xs,

sumaSiTodosJustos4 xs,

sumaSiTodosJustos5 xs,

sumaSiTodosJustos6 xs,

sumaSiTodosJustos7 xs]

verifica_sumaSiTodosJustos :: IO ()

verifica_sumaSiTodosJustos =

quickCheck prop_sumaSiTodosJustos

-- La comprobación es

-- λ> verifica_sumaSiTodosJustos

-- +++ OK, passed 100 tests.

El código se encuentra en GitHub.

Primos equidistantes

PorJosé A. Alonso 2-marzo-202215-abril-2022

Definir la función

   primosEquidistantes :: Integer -> [(Integer,Integer)]

1	primosEquidistantes :: Integer -> [(Integer,Integer)]

tal que (primosEquidistantes k) es la lista de los pares de primos cuya diferencia es k. Por ejemplo,

   take 3 (primosEquidistantes 2)  ==  [(3,5),(5,7),(11,13)]
   take 3 (primosEquidistantes 4)  ==  [(7,11),(13,17),(19,23)]
   take 3 (primosEquidistantes 6)  ==  [(23,29),(31,37),(47,53)]
   take 3 (primosEquidistantes 8)  ==  [(89,97),(359,367),(389,397)]
   primosEquidistantes 4 !! (10^5) ==  (18467047,18467051)

take 3 (primosEquidistantes 2) == [(3,5),(5,7),(11,13)]

take 3 (primosEquidistantes 4) == [(7,11),(13,17),(19,23)]

take 3 (primosEquidistantes 6) == [(23,29),(31,37),(47,53)]

take 3 (primosEquidistantes 8) == [(89,97),(359,367),(389,397)]

primosEquidistantes 4 !! (10^5) == (18467047,18467051)

Soluciones

import Data.Numbers.Primes (primes)

-- 1ª solución
-- ===========

primosEquidistantes1 :: Integer -> [(Integer,Integer)]
primosEquidistantes1 k = aux primos
  where aux (x:y:ps) | y - x == k = (x,y) : aux (y:ps)
                     | otherwise  = aux (y:ps)

-- (primo x) se verifica si x es primo. Por ejemplo,
--    primo 7  ==  True
--    primo 8  ==  False
primo :: Integer -> Bool
primo x = [y | y <- [1..x], x `rem` y == 0] == [1,x]

-- primos es la lista de los números primos. Por ejemplo,
--    take 10 primos  ==  [2,3,5,7,11,13,17,19,23,29]
primos :: [Integer]
primos = 2 : [x | x <- [3,5..], primo x]

-- 2ª solución
-- ===========

primosEquidistantes2 :: Integer -> [(Integer,Integer)]
primosEquidistantes2 k = aux primos2
  where aux (x:y:ps) | y - x == k = (x,y) : aux (y:ps)
                     | otherwise  = aux (y:ps)

primos2 :: [Integer]
primos2 = criba [2..]
  where criba (p:ps) = p : criba [n | n <- ps, mod n p /= 0]

-- 3ª solución
-- ===========

primosEquidistantes3 :: Integer -> [(Integer,Integer)]
primosEquidistantes3 k =
  [(x,y) | (x,y) <- zip primos2 (tail primos2)
         , y - x == k]

-- 4ª solución
-- ===========

primosEquidistantes4 :: Integer -> [(Integer,Integer)]
primosEquidistantes4 k = aux primes
  where aux (x:y:ps) | y - x == k = (x,y) : aux (y:ps)
                     | otherwise  = aux (y:ps)

-- 5ª solución
-- ===========

primosEquidistantes5 :: Integer -> [(Integer,Integer)]
primosEquidistantes5 k =
  [(x,y) | (x,y) <- zip primes (tail primes)
         , y - x == k]

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

-- La propiedad es
prop_primosEquidistantes :: Int -> Integer -> Bool
prop_primosEquidistantes n k =
  all (== take n (primosEquidistantes1 k))
      [take n (f k) | f <- [primosEquidistantes2,
                            primosEquidistantes3,
                            primosEquidistantes4,
                            primosEquidistantes5]]

-- La comprobación es
--    λ> prop_primosEquidistantes 100 4
--    True

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

-- La comparación es
--    λ> primosEquidistantes1 4 !! 200
--    (9829,9833)
--    (2.60 secs, 1,126,458,272 bytes)
--    λ> primosEquidistantes2 4 !! 200
--    (9829,9833)
--    (0.44 secs, 249,622,048 bytes)
--    λ> primosEquidistantes3 4 !! 200
--    (9829,9833)
--    (0.36 secs, 207,549,592 bytes)
--    λ> primosEquidistantes4 4 !! 200
--    (9829,9833)
--    (0.02 secs, 4,012,848 bytes)
--    λ> primosEquidistantes5 4 !! 200
--    (9829,9833)
--    (0.01 secs, 7,085,072 bytes)
--
--    λ> primosEquidistantes2 4 !! 600
--    (41617,41621)
--    (5.67 secs, 3,340,313,480 bytes)
--    λ> primosEquidistantes3 4 !! 600
--    (41617,41621)
--    (5.43 secs, 3,090,994,096 bytes)
--    λ> primosEquidistantes4 4 !! 600
--    (41617,41621)
--    (0.03 secs, 15,465,824 bytes)
--    λ> primosEquidistantes5 4 !! 600
--    (41617,41621)
--    (0.04 secs, 28,858,232 bytes)
--
--    λ> primosEquidistantes4 4 !! (10^5)
--    (18467047,18467051)
--    (3.99 secs, 9,565,715,488 bytes)
--    λ> primosEquidistantes5 4 !! (10^5)
--    (18467047,18467051)
--    (7.95 secs, 18,712,469,144 bytes)

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import Data.Numbers.Primes (primes)

-- 1ª solución

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

primosEquidistantes1 :: Integer -> [(Integer,Integer)]

primosEquidistantes1 k = aux primos

where aux (x:y:ps) | y - x == k = (x,y) : aux (y:ps)

| otherwise = aux (y:ps)

-- (primo x) se verifica si x es primo. Por ejemplo,

-- primo 7 == True

-- primo 8 == False

primo :: Integer -> Bool

primo x = [y | y <- [1..x], x `rem` y == 0] == [1,x]

-- primos es la lista de los números primos. Por ejemplo,

-- take 10 primos == [2,3,5,7,11,13,17,19,23,29]

primos :: [Integer]

primos = 2 : [x | x <- [3,5..], primo x]

-- 2ª solución

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

primosEquidistantes2 :: Integer -> [(Integer,Integer)]

primosEquidistantes2 k = aux primos2

where aux (x:y:ps) | y - x == k = (x,y) : aux (y:ps)

| otherwise = aux (y:ps)

primos2 :: [Integer]

primos2 = criba [2..]

where criba (p:ps) = p : criba [n | n <- ps, mod n p /= 0]

-- 3ª solución

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

primosEquidistantes3 :: Integer -> [(Integer,Integer)]

primosEquidistantes3 k =

[(x,y) | (x,y) <- zip primos2 (tail primos2)

, y - x == k]

-- 4ª solución

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

primosEquidistantes4 :: Integer -> [(Integer,Integer)]

primosEquidistantes4 k = aux primes

where aux (x:y:ps) | y - x == k = (x,y) : aux (y:ps)

| otherwise = aux (y:ps)

-- 5ª solución

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

primosEquidistantes5 :: Integer -> [(Integer,Integer)]

primosEquidistantes5 k =

[(x,y) | (x,y) <- zip primes (tail primes)

, y - x == k]

-- Comprobación de equivalencia

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

-- La propiedad es

prop_primosEquidistantes :: Int -> Integer -> Bool

prop_primosEquidistantes n k =

all (== take n (primosEquidistantes1 k))

[take n (f k) | f <- [primosEquidistantes2,

primosEquidistantes3,

primosEquidistantes4,

primosEquidistantes5]]

-- La comprobación es

-- λ> prop_primosEquidistantes 100 4

-- True

-- Comparación de eficiencia

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

-- La comparación es

-- λ> primosEquidistantes1 4 !! 200

-- (9829,9833)

-- (2.60 secs, 1,126,458,272 bytes)

-- λ> primosEquidistantes2 4 !! 200

-- (9829,9833)

-- (0.44 secs, 249,622,048 bytes)

-- λ> primosEquidistantes3 4 !! 200

-- (9829,9833)

-- (0.36 secs, 207,549,592 bytes)

-- λ> primosEquidistantes4 4 !! 200

-- (9829,9833)

-- (0.02 secs, 4,012,848 bytes)

-- λ> primosEquidistantes5 4 !! 200

-- (9829,9833)

-- (0.01 secs, 7,085,072 bytes)

-- λ> primosEquidistantes2 4 !! 600

-- (41617,41621)

-- (5.67 secs, 3,340,313,480 bytes)

-- λ> primosEquidistantes3 4 !! 600

-- (41617,41621)

-- (5.43 secs, 3,090,994,096 bytes)

-- λ> primosEquidistantes4 4 !! 600

-- (41617,41621)

-- (0.03 secs, 15,465,824 bytes)

-- λ> primosEquidistantes5 4 !! 600

-- (41617,41621)

-- (0.04 secs, 28,858,232 bytes)

-- λ> primosEquidistantes4 4 !! (10^5)

-- (18467047,18467051)

-- (3.99 secs, 9,565,715,488 bytes)

-- λ> primosEquidistantes5 4 !! (10^5)

-- (18467047,18467051)

-- (7.95 secs, 18,712,469,144 bytes)

El código se encuentra en GitHub.

Anagramas

PorJosé A. Alonso 1-marzo-20228-marzo-2022

Una palabra es una anagrama de otra si se puede obtener permutando sus letras. Por ejemplo, «mora» y «roma» son anagramas de «amor».

Definir la función

   anagramas :: String -> [String] -> [String]

1	anagramas :: String -> [String] -> [String]

tal que (anagramas x ys) es la lista de los elementos de ys que son anagramas de x. Por ejemplo,

   λ> anagramas "amor" ["Roma","mola","loma","moRa", "rama"]
   ["Roma","moRa"]
   λ> anagramas "rama" ["aMar","amaRa","roMa","marr","aRma"]
   ["aMar","aRma"]

λ> anagramas "amor" ["Roma","mola","loma","moRa", "rama"]

["Roma","moRa"]

λ> anagramas "rama" ["aMar","amaRa","roMa","marr","aRma"]

["aMar","aRma"]

Soluciones

import Data.List (delete, permutations, sort)
import Data.Char (toLower)
import Data.Function (on)

-- 1ª solución
-- =============

anagramas :: String -> [String] -> [String]
anagramas _ [] = []
anagramas x (y:ys)
  | sonAnagramas x y = y : anagramas x ys
  | otherwise        = anagramas x ys

-- (sonAnagramas xs ys) se verifica si xs e ys son anagramas. Por
-- ejemplo,
--    sonAnagramas "amor" "Roma"  ==  True
--    sonAnagramas "amor" "mola"  ==  False
sonAnagramas :: String -> String -> Bool
sonAnagramas xs ys =
  sort (map toLower xs) == sort (map toLower ys)

-- 2ª solución
-- =============

anagramas2 :: String -> [String] -> [String]
anagramas2 _ [] = []
anagramas2 x (y:ys)
  | sonAnagramas2 x y = y : anagramas2 x ys
  | otherwise         = anagramas2 x ys

sonAnagramas2 :: String -> String -> Bool
sonAnagramas2 xs ys =
  (sort . map toLower) xs == (sort . map toLower) ys

-- 3ª solución
-- ===========

anagramas3 :: String -> [String] -> [String]
anagramas3 _ [] = []
anagramas3 x (y:ys)
  | sonAnagramas3 x y = y : anagramas3 x ys
  | otherwise         = anagramas3 x ys

sonAnagramas3 :: String -> String -> Bool
sonAnagramas3 = (==) `on` (sort . map toLower)

-- Nota. En la solución anterior se usa la función on ya que
--    (f `on` g) x y
-- es equivalente a
--    f (g x) (g y)
-- Por ejemplo,
--    λ> ((*) `on` (+2)) 3 4
--    30

-- 4ª solución
-- ===========

anagramas4 :: String -> [String] -> [String]
anagramas4 x ys = [y | y <- ys, sonAnagramas x y]

-- 5ª solución
-- ===========

anagramas5 :: String -> [String] -> [String]
anagramas5 x = filter (`sonAnagramas` x)

-- 6ª solución
-- ===========

anagramas6 :: String -> [String] -> [String]
anagramas6 x = filter (((==) `on` (sort . map toLower)) x)

-- 7ª solución
-- ===========

anagramas7 :: String -> [String] -> [String]
anagramas7 _ [] = []
anagramas7 x (y:ys)
  | sonAnagramas7 x y = y : anagramas7 x ys
  | otherwise         = anagramas7 x ys

sonAnagramas7 :: String -> String -> Bool
sonAnagramas7 xs ys = aux (map toLower xs) (map toLower ys)
  where
    aux [] [] = True
    aux [] _  = False
    aux (u:us) vs | u `notElem` vs = False
                  | otherwise      = aux us (delete u vs)

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

-- La comparación es
--    λ> ej = take (10^6) (permutations "1234567890")
--    λ> length (anagramas "1234567890" ej)
--    1000000
--    (2.27 secs, 5,627,236,104 bytes)
--    λ> length (anagramas2 "1234567890" ej)
--    1000000
--    (2.80 secs, 5,513,260,584 bytes)
--    λ> length (anagramas3 "1234567890" ej)
--    1000000
--    (1.86 secs, 5,097,260,856 bytes)
--    λ> length (anagramas4 "1234567890" ej)
--    1000000
--    (2.25 secs, 5,073,260,632 bytes)
--    λ> length (anagramas5 "1234567890" ej)
--    1000000
--    (2.14 secs, 5,009,260,616 bytes)
--    λ> length (anagramas6 "1234567890" ej)
--    1000000
--    (1.58 secs, 4,977,260,976 bytes)
--    λ> length (anagramas7 "1234567890" ej)
--    1000000
--    (6.63 secs, 6,904,821,648 bytes)

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115

import Data.List (delete, permutations, sort)

import Data.Char (toLower)

import Data.Function (on)

-- 1ª solución

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

anagramas :: String -> [String] -> [String]

anagramas _ [] = []

anagramas x (y:ys)

| sonAnagramas x y = y : anagramas x ys

| otherwise = anagramas x ys

-- (sonAnagramas xs ys) se verifica si xs e ys son anagramas. Por

-- ejemplo,

-- sonAnagramas "amor" "Roma" == True

-- sonAnagramas "amor" "mola" == False

sonAnagramas :: String -> String -> Bool

sonAnagramas xs ys =

sort (map toLower xs) == sort (map toLower ys)

-- 2ª solución

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

anagramas2 :: String -> [String] -> [String]

anagramas2 _ [] = []

anagramas2 x (y:ys)

| sonAnagramas2 x y = y : anagramas2 x ys

| otherwise = anagramas2 x ys

sonAnagramas2 :: String -> String -> Bool

sonAnagramas2 xs ys =

(sort . map toLower) xs == (sort . map toLower) ys

-- 3ª solución

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

anagramas3 :: String -> [String] -> [String]

anagramas3 _ [] = []

anagramas3 x (y:ys)

| sonAnagramas3 x y = y : anagramas3 x ys

| otherwise = anagramas3 x ys

sonAnagramas3 :: String -> String -> Bool

sonAnagramas3 = (==) `on` (sort . map toLower)

-- Nota. En la solución anterior se usa la función on ya que

-- (f `on` g) x y

-- es equivalente a

-- f (g x) (g y)

-- Por ejemplo,

-- λ> ((*) `on` (+2)) 3 4

-- 30

-- 4ª solución

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

anagramas4 :: String -> [String] -> [String]

anagramas4 x ys = [y | y <- ys, sonAnagramas x y]

-- 5ª solución

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

anagramas5 :: String -> [String] -> [String]

anagramas5 x = filter (`sonAnagramas` x)

-- 6ª solución

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

anagramas6 :: String -> [String] -> [String]

anagramas6 x = filter (((==) `on` (sort . map toLower)) x)

-- 7ª solución

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

anagramas7 :: String -> [String] -> [String]

anagramas7 _ [] = []

anagramas7 x (y:ys)

| sonAnagramas7 x y = y : anagramas7 x ys

| otherwise = anagramas7 x ys

sonAnagramas7 :: String -> String -> Bool

sonAnagramas7 xs ys = aux (map toLower xs) (map toLower ys)

where

aux [] [] = True

aux [] _ = False

aux (u:us) vs | u `notElem` vs = False

| otherwise = aux us (delete u vs)

-- Comparación de eficiencia

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

-- La comparación es

-- λ> ej = take (10^6) (permutations "1234567890")

-- λ> length (anagramas "1234567890" ej)

-- 1000000

-- (2.27 secs, 5,627,236,104 bytes)

-- λ> length (anagramas2 "1234567890" ej)

-- 1000000

-- (2.80 secs, 5,513,260,584 bytes)

-- λ> length (anagramas3 "1234567890" ej)

-- 1000000

-- (1.86 secs, 5,097,260,856 bytes)

-- λ> length (anagramas4 "1234567890" ej)

-- 1000000

-- (2.25 secs, 5,073,260,632 bytes)

-- λ> length (anagramas5 "1234567890" ej)

-- 1000000

-- (2.14 secs, 5,009,260,616 bytes)

-- λ> length (anagramas6 "1234567890" ej)

-- 1000000

-- (1.58 secs, 4,977,260,976 bytes)

-- λ> length (anagramas7 "1234567890" ej)

-- 1000000

-- (6.63 secs, 6,904,821,648 bytes)

El código se encuentra en GitHub.

La bandera tricolor

PorJosé A. Alonso 28-febrero-20227-marzo-2022

El problema de la bandera tricolor consiste en lo siguiente: Dada un lista de objetos xs que pueden ser rojos, amarillos o morados, se pide devolver una lista ys que contiene los elementos de xs, primero los rojos, luego los amarillos y por último los morados.

Definir el tipo de dato Color para representar los colores con los constructores R, A y M correspondientes al rojo, azul y morado y la función

   banderaTricolor :: [Color] -> [Color]

1	banderaTricolor :: [Color] -> [Color]

tal que (banderaTricolor xs) es la bandera tricolor formada con los elementos de xs. Por ejemplo,

   bandera [M,R,A,A,R,R,A,M,M]  ==  [R,R,R,A,A,A,M,M,M]
   bandera [M,R,A,R,R,A]        ==  [R,R,R,A,A,M]

1 2	bandera [M,R,A,A,R,R,A,M,M] == [R,R,R,A,A,A,M,M,M] bandera [M,R,A,R,R,A] == [R,R,R,A,A,M]

Soluciones

import Data.List (sort)
import Test.QuickCheck (Arbitrary(arbitrary), elements, quickCheck)

data Color = R | A | M
  deriving (Show, Eq, Ord, Enum)

-- 1ª solución
-- ===========

banderaTricolor1 :: [Color] -> [Color]
banderaTricolor1 xs =
  [x | x <- xs, x == R] ++
  [x | x <- xs, x == A] ++
  [x | x <- xs, x == M]

-- 2ª solución
-- ===========

banderaTricolor2 :: [Color] -> [Color]
banderaTricolor2 xs =
  colores R ++ colores A ++ colores M
  where colores c = filter (== c) xs

-- 3ª solución
-- ===========

banderaTricolor3 :: [Color] -> [Color]
banderaTricolor3 xs =
  concat [[x | x <- xs, x == c] | c <- [R,A,M]]

-- 4ª solución
-- ===========

banderaTricolor4 :: [Color] -> [Color]
banderaTricolor4 xs = aux xs ([],[],[])
  where aux []     (rs,as,ms) = rs ++ as ++ ms
        aux (R:ys) (rs,as,ms) = aux ys (R:rs,   as,   ms)
        aux (A:ys) (rs,as,ms) = aux ys (  rs, A:as,   ms)
        aux (M:ys) (rs,as,ms) = aux ys (  rs,   as, M:ms)

-- 5ª solución
-- ===========

banderaTricolor5 :: [Color] -> [Color]
banderaTricolor5 = sort

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

instance Arbitrary Color where
  arbitrary = elements [A,R,M]

-- La propiedad es
prop_banderaTricolor :: [Color] -> Bool
prop_banderaTricolor xs =
  all (== banderaTricolor1 xs)
      [banderaTricolor2 xs,
       banderaTricolor3 xs,
       banderaTricolor4 xs,
       banderaTricolor5 xs]

verifica_banderaTricolor :: IO ()
verifica_banderaTricolor =
  quickCheck prop_banderaTricolor

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

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

-- La comparación es
--    λ> bandera n = concat [replicate n c | c <- [M,R,A]]
--    λ> length (banderaTricolor1 (bandera (10^6)))
--    3000000
--    (1.51 secs, 1,024,454,768 bytes)
--    λ> length (banderaTricolor1 (bandera (2*10^6)))
--    6000000
--    (2.94 secs, 2,048,454,832 bytes)
--    λ> length (banderaTricolor2 (bandera (2*10^6)))
--    6000000
--    (2.35 secs, 1,232,454,920 bytes)
--    λ> length (banderaTricolor3 (bandera (2*10^6)))
--    6000000
--    (4.28 secs, 2,304,455,360 bytes)
--    λ> length (banderaTricolor4 (bandera (2*10^6)))
--    6000000
--    (3.01 secs, 1,904,454,672 bytes)
--    λ> length (banderaTricolor5 (bandera (2*10^6)))
--    6000000
--    (2.47 secs, 1,248,454,744 bytes)

import Data.List (sort)

import Test.QuickCheck (Arbitrary(arbitrary), elements, quickCheck)

data Color = R | A | M

deriving (Show, Eq, Ord, Enum)

-- 1ª solución

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

banderaTricolor1 :: [Color] -> [Color]

banderaTricolor1 xs =

[x | x <- xs, x == R] ++

[x | x <- xs, x == A] ++

[x | x <- xs, x == M]

-- 2ª solución

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

banderaTricolor2 :: [Color] -> [Color]

banderaTricolor2 xs =

colores R ++ colores A ++ colores M

where colores c = filter (== c) xs

-- 3ª solución

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

banderaTricolor3 :: [Color] -> [Color]

banderaTricolor3 xs =

concat [[x | x <- xs, x == c] | c <- [R,A,M]]

-- 4ª solución

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

banderaTricolor4 :: [Color] -> [Color]

banderaTricolor4 xs = aux xs ([],[],[])

where aux [] (rs,as,ms) = rs ++ as ++ ms

aux (R:ys) (rs,as,ms) = aux ys (R:rs, as, ms)

aux (A:ys) (rs,as,ms) = aux ys ( rs, A:as, ms)

aux (M:ys) (rs,as,ms) = aux ys ( rs, as, M:ms)

-- 5ª solución

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

banderaTricolor5 :: [Color] -> [Color]

banderaTricolor5 = sort

-- Comprobación de equivalencia

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

instance Arbitrary Color where

arbitrary = elements [A,R,M]

-- La propiedad es

prop_banderaTricolor :: [Color] -> Bool

prop_banderaTricolor xs =

all (== banderaTricolor1 xs)

[banderaTricolor2 xs,

banderaTricolor3 xs,

banderaTricolor4 xs,

banderaTricolor5 xs]

verifica_banderaTricolor :: IO ()

verifica_banderaTricolor =

quickCheck prop_banderaTricolor

-- La comprobación es

-- λ> verifica_banderaTricolor

-- +++ OK, passed 100 tests.

-- Comparación de eficiencia

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

-- La comparación es

-- λ> bandera n = concat [replicate n c | c <- [M,R,A]]

-- λ> length (banderaTricolor1 (bandera (10^6)))

-- 3000000

-- (1.51 secs, 1,024,454,768 bytes)

-- λ> length (banderaTricolor1 (bandera (2*10^6)))

-- 6000000

-- (2.94 secs, 2,048,454,832 bytes)

-- λ> length (banderaTricolor2 (bandera (2*10^6)))

-- 6000000

-- (2.35 secs, 1,232,454,920 bytes)

-- λ> length (banderaTricolor3 (bandera (2*10^6)))

-- 6000000

-- (4.28 secs, 2,304,455,360 bytes)

-- λ> length (banderaTricolor4 (bandera (2*10^6)))

-- 6000000

-- (3.01 secs, 1,904,454,672 bytes)

-- λ> length (banderaTricolor5 (bandera (2*10^6)))

-- 6000000

-- (2.47 secs, 1,248,454,744 bytes)

El código se encuentra en GitHub.

Ordenación por el máximo

PorJosé A. Alonso 25-febrero-20224-marzo-2022

Definir la función

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

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

tal que (ordenadosPorMaximo xss) es la lista de los elementos de xss ordenada por sus máximos (se supone que los elementos de xss son listas no vacía) y cuando tiene el mismo máximo se conserva el orden original. Por ejemplo,

   λ> ordenadosPorMaximo [[0,8],[9],[8,1],[6,3],[8,2],[6,1],[6,2]]
   [[6,3],[6,1],[6,2],[0,8],[8,1],[8,2],[9]]
   λ> ordenadosPorMaximo ["este","es","el","primero"]
   ["el","primero","es","este"]

λ> ordenadosPorMaximo [[0,8],[9],[8,1],[6,3],[8,2],[6,1],[6,2]]

[[6,3],[6,1],[6,2],[0,8],[8,1],[8,2],[9]]

λ> ordenadosPorMaximo ["este","es","el","primero"]

["el","primero","es","este"]

Soluciones

import Data.List (sort, sortBy)
import GHC.Exts (sortWith)
import Test.QuickCheck (quickCheck)

-- 1ª solución
ordenadosPorMaximo1 :: Ord a => [[a]] -> [[a]]
ordenadosPorMaximo1 xss =
  map snd (sort [((maximum xs,k),xs) | (k,xs) <- zip [0..] xss])

-- 2ª solución
ordenadosPorMaximo2 :: Ord a => [[a]] -> [[a]]
ordenadosPorMaximo2 xss =
  [xs | (_,xs) <- sort [((maximum xs,k),xs) | (k,xs) <- zip [0..] xss]]

-- 3ª solución
ordenadosPorMaximo3 :: Ord a => [[a]] -> [[a]]
ordenadosPorMaximo3 =
  sortBy (\xs ys -> compare (maximum xs) (maximum ys))

-- 4ª solución
ordenadosPorMaximo4 :: Ord a => [[a]] -> [[a]]
ordenadosPorMaximo4 = sortWith maximum

-- Equivalencia de las definiciones
-- ================================

-- La propiedad es
prop_ordenadosPorMaximo :: [[Int]] -> Bool
prop_ordenadosPorMaximo xss =
  all (== ordenadosPorMaximo1 yss)
      [ordenadosPorMaximo2 yss,
       ordenadosPorMaximo3 yss,
       ordenadosPorMaximo4 yss]
  where yss = filter (not . null) xss

verifica_ordenadosPorMaximo :: IO ()
verifica_ordenadosPorMaximo =
  quickCheck prop_ordenadosPorMaximo

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

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

-- La comparación es
--    λ> length (ordenadosPorMaximo1 [[1..k] | k <- [1..10^4]])
--    10000
--    (6.00 secs, 8,763,714,848 bytes)
--    λ> length (ordenadosPorMaximo2 [[1..k] | k <- [1..10^4]])
--    10000
--    (6.15 secs, 8,764,177,472 bytes)
--    λ> length (ordenadosPorMaximo3 [[1..k] | k <- [1..10^4]])
--    10000
--    (8.16 secs, 13,914,503,672 bytes)
--    λ> length (ordenadosPorMaximo4 [[1..k] | k <- [1..10^4]])
--    10000
--    (7.77 secs, 13,914,183,776 bytes)

import Data.List (sort, sortBy)

import GHC.Exts (sortWith)

import Test.QuickCheck (quickCheck)

-- 1ª solución

ordenadosPorMaximo1 :: Ord a => [[a]] -> [[a]]

ordenadosPorMaximo1 xss =

map snd (sort [((maximum xs,k),xs) | (k,xs) <- zip [0..] xss])

-- 2ª solución

ordenadosPorMaximo2 :: Ord a => [[a]] -> [[a]]

ordenadosPorMaximo2 xss =

[xs | (_,xs) <- sort [((maximum xs,k),xs) | (k,xs) <- zip [0..] xss]]

-- 3ª solución

ordenadosPorMaximo3 :: Ord a => [[a]] -> [[a]]

ordenadosPorMaximo3 =

sortBy (\xs ys -> compare (maximum xs) (maximum ys))

-- 4ª solución

ordenadosPorMaximo4 :: Ord a => [[a]] -> [[a]]

ordenadosPorMaximo4 = sortWith maximum

-- Equivalencia de las definiciones

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

-- La propiedad es

prop_ordenadosPorMaximo :: [[Int]] -> Bool

prop_ordenadosPorMaximo xss =

all (== ordenadosPorMaximo1 yss)

[ordenadosPorMaximo2 yss,

ordenadosPorMaximo3 yss,

ordenadosPorMaximo4 yss]

where yss = filter (not . null) xss

verifica_ordenadosPorMaximo :: IO ()

verifica_ordenadosPorMaximo =

quickCheck prop_ordenadosPorMaximo

-- La comprobación es

-- λ> verifica_ordenadosPorMaximo

-- +++ OK, passed 100 tests.

-- Comparación de eficiencia

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

-- La comparación es

-- λ> length (ordenadosPorMaximo1 [[1..k] | k <- [1..10^4]])

-- 10000

-- (6.00 secs, 8,763,714,848 bytes)

-- λ> length (ordenadosPorMaximo2 [[1..k] | k <- [1..10^4]])

-- 10000

-- (6.15 secs, 8,764,177,472 bytes)

-- λ> length (ordenadosPorMaximo3 [[1..k] | k <- [1..10^4]])

-- 10000

-- (8.16 secs, 13,914,503,672 bytes)

-- λ> length (ordenadosPorMaximo4 [[1..k] | k <- [1..10^4]])

-- 10000

-- (7.77 secs, 13,914,183,776 bytes)

El código se encuentra en GitHub.

Iguales al siguiente

PorJosé A. Alonso 24-febrero-20223-marzo-2022

Definir la función

   igualesAlSiguiente :: Eq a => [a] -> [a]

1	igualesAlSiguiente :: Eq a => [a] -> [a]

tal que (igualesAlSiguiente xs) es la lista de los elementos de xs que son iguales a su siguiente. Por ejemplo,

   igualesAlSiguiente [1,2,2,2,3,3,4]  ==  [2,2,3]
   igualesAlSiguiente [1..10]          ==  []

1 2	igualesAlSiguiente [1,2,2,2,3,3,4] == [2,2,3] igualesAlSiguiente [1..10] == []

Soluciones

import Data.List (group)
import Test.QuickCheck (quickCheck)

-- 1ª solución
-- ===========

igualesAlSiguiente1 :: Eq a => [a] -> [a]
igualesAlSiguiente1 xs =
  [x | (x, y) <- consecutivos1 xs, x == y]

-- (consecutivos1 xs) es la lista de pares de elementos consecutivos en
-- xs. Por ejemplo,
--    consecutivos1 [3,5,2,7]  ==  [(3,5),(5,2),(2,7)]
consecutivos1 :: [a] -> [(a, a)]
consecutivos1 xs = zip xs (tail xs)

-- 2ª solución
-- ===========

igualesAlSiguiente2 :: Eq a => [a] -> [a]
igualesAlSiguiente2 xs =
  [x | (x,y) <- consecutivos2 xs, x == y]

-- (consecutivos2 xs) es la lista de pares de elementos consecutivos en
-- xs. Por ejemplo,
--    consecutivos2 [3,5,2,7]  ==  [(3,5),(5,2),(2,7)]
consecutivos2 :: [a] -> [(a, a)]
consecutivos2 (x:y:zs) = (x,y) : consecutivos2 (y:zs)
consecutivos2 _        = []

-- 3ª solución
-- ===========

igualesAlSiguiente3 :: Eq a => [a] -> [a]
igualesAlSiguiente3 (x:y:zs) | x == y    = x : igualesAlSiguiente3 (y:zs)
                             | otherwise = igualesAlSiguiente3 (y:zs)
igualesAlSiguiente3 _                    = []

-- 4ª solución
-- ===========

igualesAlSiguiente4 :: Eq a => [a] -> [a]
igualesAlSiguiente4 xs = concat [ys | (_:ys) <- group xs]

-- 5ª solución
-- ===========

igualesAlSiguiente5 :: Eq a => [a] -> [a]
igualesAlSiguiente5 xs = concat (map tail (group xs))

-- 6ª solución
-- ===========

igualesAlSiguiente6 :: Eq a => [a] -> [a]
igualesAlSiguiente6 xs = tail =<< group xs

-- 7ª solución
-- ===========

igualesAlSiguiente7 :: Eq a => [a] -> [a]
igualesAlSiguiente7 = (tail =<<) . group

-- 8ª solución
-- ===========

igualesAlSiguiente8 :: Eq a => [a] -> [a]
igualesAlSiguiente8 xs = concatMap tail (group xs)

-- 9ª solución
-- ===========

igualesAlSiguiente9 :: Eq a => [a] -> [a]
igualesAlSiguiente9 = concatMap tail . group

-- 10ª solución
-- ===========

igualesAlSiguiente10 :: Eq a => [a] -> [a]
igualesAlSiguiente10 xs = aux xs (tail xs)
  where aux (u:us) (v:vs) | u == v    = u : aux us vs
                          | otherwise = aux us vs
        aux _ _ = []

-- Equivalencia de las definiciones
-- ================================

-- La propiedad es
prop_igualesAlSiguiente :: [Int] -> Bool
prop_igualesAlSiguiente xs =
  all (== igualesAlSiguiente1 xs)
      [igualesAlSiguiente2 xs,
       igualesAlSiguiente3 xs,
       igualesAlSiguiente4 xs,
       igualesAlSiguiente5 xs,
       igualesAlSiguiente6 xs,
       igualesAlSiguiente7 xs,
       igualesAlSiguiente8 xs,
       igualesAlSiguiente9 xs,
       igualesAlSiguiente10 xs]

verificacion :: IO ()
verificacion = quickCheck prop_igualesAlSiguiente

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

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

-- La comparación es
--    > ej = concatMap show [1..10^6]
--    (0.01 secs, 446,752 bytes)
--    λ> length ej
--    5888896
--    (0.16 secs, 669,787,856 bytes)
--    λ> length (show (igualesAlSiguiente1 ej))
--    588895
--    (1.60 secs, 886,142,944 bytes)
--    λ> length (show (igualesAlSiguiente2 ej))
--    588895
--    (1.95 secs, 1,734,143,816 bytes)
--    λ> length (show (igualesAlSiguiente3 ej))
--    588895
--    (1.81 secs, 1,178,232,104 bytes)
--    λ> length (show (igualesAlSiguiente4 ej))
--    588895
--    (1.43 secs, 1,932,010,304 bytes)
--    λ> length (show (igualesAlSiguiente5 ej))
--    588895
--    (0.40 secs, 2,016,810,320 bytes)
--    λ> length (show (igualesAlSiguiente6 ej))
--    588895
--    (0.32 secs, 1,550,409,984 bytes)
--    λ> length (show (igualesAlSiguiente7 ej))
--    588895
--    (0.34 secs, 1,550,410,104 bytes)
--    λ> length (show (igualesAlSiguiente8 ej))
--    588895
--    (0.33 secs, 1,550,410,024 bytes)
--    λ> length (show (igualesAlSiguiente9 ej))
--    588895
--    (0.33 secs, 1,550,450,968 bytes)
--    λ> length (show (igualesAlSiguiente10 ej))
--    588895
--    (1.54 secs, 754,272,600 bytes)

100

101

102

103

104

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140

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142

143

144

145

146

import Data.List (group)

import Test.QuickCheck (quickCheck)

-- 1ª solución

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

igualesAlSiguiente1 :: Eq a => [a] -> [a]

igualesAlSiguiente1 xs =

[x | (x, y) <- consecutivos1 xs, x == y]

-- (consecutivos1 xs) es la lista de pares de elementos consecutivos en

-- xs. Por ejemplo,

-- consecutivos1 [3,5,2,7] == [(3,5),(5,2),(2,7)]

consecutivos1 :: [a] -> [(a, a)]

consecutivos1 xs = zip xs (tail xs)

-- 2ª solución

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

igualesAlSiguiente2 :: Eq a => [a] -> [a]

igualesAlSiguiente2 xs =

[x | (x,y) <- consecutivos2 xs, x == y]

-- (consecutivos2 xs) es la lista de pares de elementos consecutivos en

-- xs. Por ejemplo,

-- consecutivos2 [3,5,2,7] == [(3,5),(5,2),(2,7)]

consecutivos2 :: [a] -> [(a, a)]

consecutivos2 (x:y:zs) = (x,y) : consecutivos2 (y:zs)

consecutivos2 _ = []

-- 3ª solución

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

igualesAlSiguiente3 :: Eq a => [a] -> [a]

igualesAlSiguiente3 (x:y:zs) | x == y = x : igualesAlSiguiente3 (y:zs)

| otherwise = igualesAlSiguiente3 (y:zs)

igualesAlSiguiente3 _ = []

-- 4ª solución

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

igualesAlSiguiente4 :: Eq a => [a] -> [a]

igualesAlSiguiente4 xs = concat [ys | (_:ys) <- group xs]

-- 5ª solución

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

igualesAlSiguiente5 :: Eq a => [a] -> [a]

igualesAlSiguiente5 xs = concat (map tail (group xs))

-- 6ª solución

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

igualesAlSiguiente6 :: Eq a => [a] -> [a]

igualesAlSiguiente6 xs = tail =<< group xs

-- 7ª solución

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

igualesAlSiguiente7 :: Eq a => [a] -> [a]

igualesAlSiguiente7 = (tail =<<) . group

-- 8ª solución

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

igualesAlSiguiente8 :: Eq a => [a] -> [a]

igualesAlSiguiente8 xs = concatMap tail (group xs)

-- 9ª solución

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

igualesAlSiguiente9 :: Eq a => [a] -> [a]

igualesAlSiguiente9 = concatMap tail . group

-- 10ª solución

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

igualesAlSiguiente10 :: Eq a => [a] -> [a]

igualesAlSiguiente10 xs = aux xs (tail xs)

where aux (u:us) (v:vs) | u == v = u : aux us vs

| otherwise = aux us vs

aux _ _ = []

-- Equivalencia de las definiciones

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

-- La propiedad es

prop_igualesAlSiguiente :: [Int] -> Bool

prop_igualesAlSiguiente xs =

all (== igualesAlSiguiente1 xs)

[igualesAlSiguiente2 xs,

igualesAlSiguiente3 xs,

igualesAlSiguiente4 xs,

igualesAlSiguiente5 xs,

igualesAlSiguiente6 xs,

igualesAlSiguiente7 xs,

igualesAlSiguiente8 xs,

igualesAlSiguiente9 xs,

igualesAlSiguiente10 xs]

verificacion :: IO ()

verificacion = quickCheck prop_igualesAlSiguiente

-- La comprobación es

-- λ> verificacion

-- +++ OK, passed 100 tests.

-- Comparación de eficiencia

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

-- La comparación es

-- > ej = concatMap show [1..10^6]

-- (0.01 secs, 446,752 bytes)

-- λ> length ej

-- 5888896

-- (0.16 secs, 669,787,856 bytes)

-- λ> length (show (igualesAlSiguiente1 ej))

-- 588895

-- (1.60 secs, 886,142,944 bytes)

-- λ> length (show (igualesAlSiguiente2 ej))

-- 588895

-- (1.95 secs, 1,734,143,816 bytes)

-- λ> length (show (igualesAlSiguiente3 ej))

-- 588895

-- (1.81 secs, 1,178,232,104 bytes)

-- λ> length (show (igualesAlSiguiente4 ej))

-- 588895

-- (1.43 secs, 1,932,010,304 bytes)

-- λ> length (show (igualesAlSiguiente5 ej))

-- 588895

-- (0.40 secs, 2,016,810,320 bytes)

-- λ> length (show (igualesAlSiguiente6 ej))

-- 588895

-- (0.32 secs, 1,550,409,984 bytes)

-- λ> length (show (igualesAlSiguiente7 ej))

-- 588895

-- (0.34 secs, 1,550,410,104 bytes)

-- λ> length (show (igualesAlSiguiente8 ej))

-- 588895

-- (0.33 secs, 1,550,410,024 bytes)

-- λ> length (show (igualesAlSiguiente9 ej))

-- 588895

-- (0.33 secs, 1,550,450,968 bytes)

-- λ> length (show (igualesAlSiguiente10 ej))

-- 588895

-- (1.54 secs, 754,272,600 bytes)

El código se encuentra en GitHub.

Primos consecutivos con media capicúa

PorJosé A. Alonso 23-febrero-202215-abril-2022

Definir la lista

   primosConsecutivosConMediaCapicua :: [(Int,Int,Int)]

1	primosConsecutivosConMediaCapicua :: [(Int,Int,Int)]

formada por las ternas (x,y,z) tales que x e y son primos consecutivos cuya media, z, es capicúa. Por ejemplo,

   λ> take 5 primosConsecutivosConMediaCapicua
   [(3,5,4),(5,7,6),(7,11,9),(97,101,99),(109,113,111)]
   λ> primosConsecutivosConMediaCapicua !! 500
   (5687863,5687867,5687865)

λ> take 5 primosConsecutivosConMediaCapicua

[(3,5,4),(5,7,6),(7,11,9),(97,101,99),(109,113,111)]

λ> primosConsecutivosConMediaCapicua !! 500

(5687863,5687867,5687865)

Soluciones

import Data.List (genericTake)
import Data.Numbers.Primes (primes)

-- 1ª solución
-- ===========

primosConsecutivosConMediaCapicua :: [(Integer,Integer,Integer)]
primosConsecutivosConMediaCapicua =
  [(x,y,z) | (x,y) <- zip primosImpares (tail primosImpares),
             let z = (x + y) `div` 2,
             capicua z]

-- (primo x) se verifica si x es primo. Por ejemplo,
--    primo 7  ==  True
--    primo 8  ==  False
primo :: Integer -> Bool
primo x = [y | y <- [1..x], x `rem` y == 0] == [1,x]

-- primosImpares es la lista de los números primos impares. Por ejemplo,
--    take 10 primosImpares  ==  [3,5,7,11,13,17,19,23,29]
primosImpares :: [Integer]
primosImpares = [x | x <- [3,5..], primo x]

-- (capicua x) se verifica si x es capicúa. Por ejemplo,
capicua :: Integer -> Bool
capicua x = ys == reverse ys
  where ys = show x

-- 2ª solución
-- ===========

primosConsecutivosConMediaCapicua2 :: [(Integer,Integer,Integer)]
primosConsecutivosConMediaCapicua2 =
  [(x,y,z) | (x,y) <- zip primosImpares2 (tail primosImpares2),
             let z = (x + y) `div` 2,
             capicua z]

primosImpares2 :: [Integer]
primosImpares2 = tail (criba [2..])
  where criba (p:ps) = p : criba [n | n <- ps, mod n p /= 0]
        criba []     = error "Imposible"

-- 3ª solución
-- ===========

primosConsecutivosConMediaCapicua3 :: [(Integer,Integer,Integer)]
primosConsecutivosConMediaCapicua3 =
  [(x,y,z) | (x,y) <- zip (tail primos3) (drop 2 primos3),
             let z = (x + y) `div` 2,
             capicua z]

primos3 :: [Integer]
primos3 = 2 : 3 : criba3 0 (tail primos3) 3
  where criba3 k (p:ps) x = [n | n <- [x+2,x+4..p*p-2],
                                 and [n `rem` q /= 0 | q <- take k (tail primos3)]]
                            ++ criba3 (k+1) ps (p*p)
        criba3 _ [] _     = error "Imposible"

-- 4ª solución
-- ===========

primosConsecutivosConMediaCapicua4 :: [(Integer,Integer,Integer)]
primosConsecutivosConMediaCapicua4 =
  [(x,y,z) | (x,y) <- zip (tail primes) (drop 2 primes),
             let z = (x + y) `div` 2,
             capicua z]

-- Equivalencia de definiciones
-- ============================

-- La propiedad es
prop_primosConsecutivosConMediaCapicua :: Integer -> Bool
prop_primosConsecutivosConMediaCapicua n =
  all (== genericTake n primosConsecutivosConMediaCapicua)
      [genericTake n primosConsecutivosConMediaCapicua2,
       genericTake n primosConsecutivosConMediaCapicua3,
       genericTake n primosConsecutivosConMediaCapicua4]

-- La comprobación es
--    λ> prop_primosConsecutivosConMediaCapicua 25 {-# SCC "" #-}
--    True

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

-- La comparación es
--    λ> primosConsecutivosConMediaCapicua !! 30
--    (12919,12923,12921)
--    (4.60 secs, 1,877,064,288 bytes)
--    λ> primosConsecutivosConMediaCapicua2 !! 30
--    (12919,12923,12921)
--    (0.69 secs, 407,055,848 bytes)
--    λ> primosConsecutivosConMediaCapicua3 !! 30
--    (12919,12923,12921)
--    (0.07 secs, 18,597,104 bytes)
--    λ> primosConsecutivosConMediaCapicua4 !! 30
--    (12919,12923,12921)
--    (0.01 secs, 10,065,784 bytes)
--
--    λ> primosConsecutivosConMediaCapicua2 !! 40
--    (29287,29297,29292)
--    (2.67 secs, 1,775,554,576 bytes)
--    λ> primosConsecutivosConMediaCapicua3 !! 40
--    (29287,29297,29292)
--    (0.09 secs, 32,325,808 bytes)
--    λ> primosConsecutivosConMediaCapicua4 !! 40
--    (29287,29297,29292)
--    (0.01 secs, 22,160,072 bytes)
--
--    λ> primosConsecutivosConMediaCapicua3 !! 150
--    (605503,605509,605506)
--    (3.68 secs, 2,298,403,864 bytes)
--    λ> primosConsecutivosConMediaCapicua4 !! 150
--    (605503,605509,605506)
--    (0.24 secs, 491,917,240 bytes)

100

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import Data.List (genericTake)

import Data.Numbers.Primes (primes)

-- 1ª solución

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

primosConsecutivosConMediaCapicua :: [(Integer,Integer,Integer)]

primosConsecutivosConMediaCapicua =

[(x,y,z) | (x,y) <- zip primosImpares (tail primosImpares),

let z = (x + y) `div` 2,

capicua z]

-- (primo x) se verifica si x es primo. Por ejemplo,

-- primo 7 == True

-- primo 8 == False

primo :: Integer -> Bool

primo x = [y | y <- [1..x], x `rem` y == 0] == [1,x]

-- primosImpares es la lista de los números primos impares. Por ejemplo,

-- take 10 primosImpares == [3,5,7,11,13,17,19,23,29]

primosImpares :: [Integer]

primosImpares = [x | x <- [3,5..], primo x]

-- (capicua x) se verifica si x es capicúa. Por ejemplo,

capicua :: Integer -> Bool

capicua x = ys == reverse ys

where ys = show x

-- 2ª solución

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

primosConsecutivosConMediaCapicua2 :: [(Integer,Integer,Integer)]

primosConsecutivosConMediaCapicua2 =

[(x,y,z) | (x,y) <- zip primosImpares2 (tail primosImpares2),

let z = (x + y) `div` 2,

capicua z]

primosImpares2 :: [Integer]

primosImpares2 = tail (criba [2..])

where criba (p:ps) = p : criba [n | n <- ps, mod n p /= 0]

criba [] = error "Imposible"

-- 3ª solución

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

primosConsecutivosConMediaCapicua3 :: [(Integer,Integer,Integer)]

primosConsecutivosConMediaCapicua3 =

[(x,y,z) | (x,y) <- zip (tail primos3) (drop 2 primos3),

let z = (x + y) `div` 2,

capicua z]

primos3 :: [Integer]

primos3 = 2 : 3 : criba3 0 (tail primos3) 3

where criba3 k (p:ps) x = [n | n <- [x+2,x+4..p*p-2],

and [n `rem` q /= 0 | q <- take k (tail primos3)]]

++ criba3 (k+1) ps (p*p)

criba3 _ [] _ = error "Imposible"

-- 4ª solución

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

primosConsecutivosConMediaCapicua4 :: [(Integer,Integer,Integer)]

primosConsecutivosConMediaCapicua4 =

[(x,y,z) | (x,y) <- zip (tail primes) (drop 2 primes),

let z = (x + y) `div` 2,

capicua z]

-- Equivalencia de definiciones

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

-- La propiedad es

prop_primosConsecutivosConMediaCapicua :: Integer -> Bool

prop_primosConsecutivosConMediaCapicua n =

all (== genericTake n primosConsecutivosConMediaCapicua)

[genericTake n primosConsecutivosConMediaCapicua2,

genericTake n primosConsecutivosConMediaCapicua3,

genericTake n primosConsecutivosConMediaCapicua4]

-- La comprobación es

-- λ> prop_primosConsecutivosConMediaCapicua 25 {-# SCC "" #-}

-- True

-- Comparación de eficiencia

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

-- La comparación es

-- λ> primosConsecutivosConMediaCapicua !! 30

-- (12919,12923,12921)

-- (4.60 secs, 1,877,064,288 bytes)

-- λ> primosConsecutivosConMediaCapicua2 !! 30

-- (12919,12923,12921)

-- (0.69 secs, 407,055,848 bytes)

-- λ> primosConsecutivosConMediaCapicua3 !! 30

-- (12919,12923,12921)

-- (0.07 secs, 18,597,104 bytes)

-- λ> primosConsecutivosConMediaCapicua4 !! 30

-- (12919,12923,12921)

-- (0.01 secs, 10,065,784 bytes)

-- λ> primosConsecutivosConMediaCapicua2 !! 40

-- (29287,29297,29292)

-- (2.67 secs, 1,775,554,576 bytes)

-- λ> primosConsecutivosConMediaCapicua3 !! 40

-- (29287,29297,29292)

-- (0.09 secs, 32,325,808 bytes)

-- λ> primosConsecutivosConMediaCapicua4 !! 40

-- (29287,29297,29292)

-- (0.01 secs, 22,160,072 bytes)

-- λ> primosConsecutivosConMediaCapicua3 !! 150

-- (605503,605509,605506)

-- (3.68 secs, 2,298,403,864 bytes)

-- λ> primosConsecutivosConMediaCapicua4 !! 150

-- (605503,605509,605506)

-- (0.24 secs, 491,917,240 bytes)

El código se encuentra en GitHub.

Mastermind

PorJosé A. Alonso 22-febrero-20221-marzo-2022

El Mastermind es un juego que consiste en deducir un código numérico formado por una lista de números. Cada vez que se empieza una partida, el programa debe elegir un código, que será lo que el jugador debe adivinar en la menor cantidad de intentos posibles. Cada intento consiste en una propuesta de un código posible que propone el jugador, y una respuesta del programa. Las respuestas le darán pistas al jugador para que pueda deducir el código.

Estas pistas indican lo cerca que estuvo el número propuesto de solución a través de dos valores: la cantidad de aciertos es la cantidad de dígitos que propuso el jugador que también están en el código en la misma posición. La cantidad de coincidencias es la cantidad de dígitos que propuso el jugador que también están en el código pero en una posición distinta.

Por ejemplo, si el código que eligió el programa es el [2,6,0,7] el jugador propone el [1,4,0,6], el programa le debe responder acierto (el 0, que está en el código original en el mismo lugar, tercero), y una coincidencia (el 6, que también está en el original, pero en la segunda posición, no en el cuarto como fue propuesto). Si el jugador hubiera propuesto el [3,5,9,1], habría obtenido como respuesta ningún acierto y ninguna coincidencia, ya que no hay números en común con el código original. Si se obtienen cuatro aciertos es porque el jugador adivinó el código y ganó el juego.

Definir la función

   mastermind :: [Int] -> [Int] -> (Int,Int)

1	mastermind :: [Int] -> [Int] -> (Int,Int)

tal que (mastermind xs ys) es el par formado por los números de aciertos y de coincidencias entre xs e ys. Por ejemplo,

   mastermind [3,3] [3,2]          ==  (1,0)
   mastermind [3,5,3] [3,2,5]      ==  (1,1)
   mastermind [3,5,3,2] [3,2,5,3]  ==  (1,3)
   mastermind [3,5,3,3] [3,2,5,3]  ==  (2,1)
   mastermind [1..10^6] [1..10^6]  ==  (1000000,0)

mastermind [3,3] [3,2] == (1,0)

mastermind [3,5,3] [3,2,5] == (1,1)

mastermind [3,5,3,2] [3,2,5,3] == (1,3)

mastermind [3,5,3,3] [3,2,5,3] == (2,1)

mastermind [1..10^6] [1..10^6] == (1000000,0)

Soluciones

import qualified Data.Set as S
import Test.QuickCheck (quickCheck)

-- 1ª solución
-- ===========

mastermind :: [Int] -> [Int] -> (Int, Int)
mastermind xs ys =
  (length (aciertos xs ys), length (coincidencias xs ys))

-- (aciertos xs ys) es la lista de las posiciones de los aciertos entre
-- xs e ys. Por ejemplo,
--    aciertos [1,1,0,7] [1,0,1,7]  ==  [0,3]
aciertos :: Eq a => [a] -> [a] -> [Int]
aciertos xs ys =
  [n | (n,x,y) <- zip3 [0..] xs ys, x == y]

-- (coincidencia xs ys) es la lista de las posiciones de las
-- coincidencias entre xs e ys. Por ejemplo,
--    coincidencias [1,1,0,7] [1,0,1,7]  ==  [1,2]
coincidencias :: Eq a => [a] -> [a] -> [Int]
coincidencias xs ys =
  [n | (n,y) <- zip [0..] ys,
       y `elem` xs,
       n `notElem` aciertos xs ys]

-- 2ª solución
-- ===========

mastermind2 :: [Int] -> [Int] -> (Int, Int)
mastermind2 xs ys =
  (length aciertos2, length coincidencias2)
  where
    aciertos2, coincidencias2 :: [Int]
    aciertos2      = [n | (n,x,y) <- zip3 [0..] xs ys, x == y]
    coincidencias2 = [n | (n,y) <- zip [0..] ys, y `elem` xs, n `notElem` aciertos2]

-- 3ª solución
-- ===========

mastermind3 :: [Int] -> [Int] -> (Int, Int)
mastermind3 xs ys = aux xs ys
  where aux (u:us) (v:vs)
          | u == v      = (a+1,b)
          | v `elem` xs = (a,b+1)
          | otherwise   = (a,b)
          where (a,b) = aux us vs
        aux _ _ = (0,0)

-- 4ª solución
-- ===========

mastermind4 :: [Int] -> [Int] -> (Int, Int)
mastermind4 xs ys =
  (length aciertos4, length coincidencias4)
  where
    aciertos4, coincidencias4 :: [Int]
    aciertos4      = [n | (n,x,y) <- zip3 [0..] xs ys, x == y]
    xs'            = S.fromList xs
    coincidencias4 = [n | (n,y) <- zip [0..] ys, y `S.member` xs', n `notElem` aciertos4]

-- Equivalencia de las definiciones
-- ================================

-- La propiedad es
prop_mastermind :: [Int] -> [Int] -> Bool
prop_mastermind xs ys =
  all (== mastermind xs1 ys1)
      [mastermind2 xs1 ys1,
       mastermind3 xs1 ys1,
       mastermind4 xs1 ys1]
  where n   = min (length xs) (length ys)
        xs1 = take n xs
        ys1 = take n ys

verifica_mastermind :: IO ()
verifica_mastermind = quickCheck prop_mastermind

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

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

-- La comparación es
--    λ> mastermind [1..10^4] (map (*2) [1..10^4])
--    (0,5000)
--    (14.17 secs, 11,209,750,408 bytes)
--    λ> mastermind2 [1..10^4] (map (*2) [1..10^4])
--    (0,5000)
--    (0.83 secs, 8,190,200 bytes)
--    λ> mastermind3 [1..10^4] (map (*2) [1..10^4])
--    (0,5000)
--    (0.61 secs, 7,339,232 bytes)
--    λ> mastermind4 [1..10^4] (map (*2) [1..10^4])
--    (0,5000)
--    (0.03 secs, 8,910,128 bytes)

import qualified Data.Set as S

import Test.QuickCheck (quickCheck)

-- 1ª solución

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

mastermind :: [Int] -> [Int] -> (Int, Int)

mastermind xs ys =

(length (aciertos xs ys), length (coincidencias xs ys))

-- (aciertos xs ys) es la lista de las posiciones de los aciertos entre

-- xs e ys. Por ejemplo,

-- aciertos [1,1,0,7] [1,0,1,7] == [0,3]

aciertos :: Eq a => [a] -> [a] -> [Int]

aciertos xs ys =

[n | (n,x,y) <- zip3 [0..] xs ys, x == y]

-- (coincidencia xs ys) es la lista de las posiciones de las

-- coincidencias entre xs e ys. Por ejemplo,

-- coincidencias [1,1,0,7] [1,0,1,7] == [1,2]

coincidencias :: Eq a => [a] -> [a] -> [Int]

coincidencias xs ys =

[n | (n,y) <- zip [0..] ys,

y `elem` xs,

n `notElem` aciertos xs ys]

-- 2ª solución

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

mastermind2 :: [Int] -> [Int] -> (Int, Int)

mastermind2 xs ys =

(length aciertos2, length coincidencias2)

where

aciertos2, coincidencias2 :: [Int]

aciertos2 = [n | (n,x,y) <- zip3 [0..] xs ys, x == y]

coincidencias2 = [n | (n,y) <- zip [0..] ys, y `elem` xs, n `notElem` aciertos2]