PFH: Ejercicios con acciones IO (entrada/salida)
He añadido a la colección de Ejercicios de programación funcional con Haskell la relación de Ejercicios con acciones IO (entrada/salida) en la que se practica con las acciones IO (de entrada/salida) estudiadas en el tema 13. Concretamente, funciones para leer y escribir desde los dispositivos estándar y desde ficheros, así como funciones con números aleatorios.
El contenido de la relación es el siguiente
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-- --------------------------------------------------------------------- -- § Librerías auxiliares -- -- --------------------------------------------------------------------- import Prelude import Control.Monad (liftM2) import System.Random (randomRIO) import Text.Read (readMaybe) -- --------------------------------------------------------------------- -- Ejercicio 1.1. Definir la función -- leeEntero1 :: String -> Int -- tal que (leeEntero1 cs) es el entero correspondiente a la cadena -- cs. Por ejemplo, -- λ> leeEntero1 "325" -- 325 -- λ> leeEntero1 "-25" -- -25 -- λ> leeEntero1 "3.25" -- *** Exception: Prelude.read: no parse -- --------------------------------------------------------------------- leeEntero1 :: String -> Int leeEntero1 = read -- --------------------------------------------------------------------- -- Ejercicio 1.2. Definir la función -- leeEntero :: String -> Maybe Int -- tal que (leeEntero1 cs) es justo el entero correspondiente a la -- cadena cs, si representa un entero y Nothing en caso contrario. Por -- ejemplo, -- λ> leeEntero "325" -- Just 325 -- λ> leeEntero "-25" -- Just (-25) -- λ> leeEntero "3.25" -- Nothing -- --------------------------------------------------------------------- leeEntero :: String -> Maybe Int leeEntero = readMaybe -- --------------------------------------------------------------------- -- Ejercicio 1.3. Definir la función -- leeLinea :: Read a => IO (Maybe a) -- que lee una línea y devuelve el término del tipo indicado, si lo es o -- Nothing en caso contrario. Por ejemplo, -- λ> leeLinea :: IO (Maybe Int) -- 325 -- Just 325 -- λ> leeLinea :: IO (Maybe Int) -- 3.25 -- Nothing -- λ> leeLinea :: IO (Maybe Float) -- 3.25 -- Just 3.25 -- --------------------------------------------------------------------- leeLinea :: Read a => IO (Maybe a) leeLinea = fmap readMaybe getLine -- --------------------------------------------------------------------- -- Ejercicio 2.1. Definir la función -- sumaDosNumeros :: IO () -- que lea dos números y devuelva su suma. Por ejemplo, -- λ> sumaDosNumeros -- Escribe el primer numero: -- 2 -- Escribe el segundo numero: -- 3 -- La suma de los dos numeros es 5. -- --------------------------------------------------------------------- sumaDosNumeros :: IO () sumaDosNumeros = do putStrLn "Escribe el primer numero:" x <- readLn putStrLn "Escribe el segundo numero:" y <- readLn putStrLn $ "La suma de los dos numeros es " ++ show (x + y :: Int) ++ "." -- --------------------------------------------------------------------- -- Ejercicio 2.2. Definir la función -- replicateM :: Int -> IO a -> IO [a] -- tal que (replicateM n a) repite n veces la acción a. Por ejemplo, -- λ> replicateM 2 (leeLinea :: IO (Maybe Int)) -- 325 -- 3.25 -- [Just 325,Nothing] -- --------------------------------------------------------------------- replicateM :: Int -> IO a -> IO [a] replicateM n a | n <= 0 = return [] | otherwise = do x <- a xs <- replicateM (n - 1) a return (x : xs) -- --------------------------------------------------------------------- -- Ejercicio 2.3. Definir la acción -- sumaVarios :: IO () -- que pregunte por la cantidad de números a sumar, los leas e imprima -- el resultado de su suma. Por ejemplo, -- λ> sumaVarios -- Escribe la cantidad de numeros a sumar -- 3 -- Escribe el siguiente numero: -- 2 -- Escribe el siguiente numero: -- 4 -- Escribe el siguiente numero: -- 5 -- La suma de todos los numeros es 11. -- --------------------------------------------------------------------- sumaVarios :: IO () sumaVarios = do putStrLn "Escribe la cantidad de numeros a sumar" n <- readLn xs <- replicateM n (putStrLn "Escribe el siguiente numero:" >> readLn) :: IO [Int] putStrLn ("La suma de todos los numeros es " ++ show (sum xs) ++ ".") -- --------------------------------------------------------------------- -- Ejercicio 2.4. Definir la acción -- sumaVarios' :: IO () -- que es una variante de la anterior pero indica el progreso de los -- números. Por ejemplo, -- λ> sumaVarios' -- Escribe la cantidad de numeros a sumar -- 3 -- Escribe el número 1 de 3: -- 2 -- Escribe el número 2 de 3: -- 4 -- Escribe el número 3 de 3: -- 5 -- La suma de todos los numeros es 11. -- --------------------------------------------------------------------- sumaVarios' :: IO () sumaVarios' = do putStrLn "Escribe la cantidad de numeros a sumar" n <- readLn xs <- mapM (\i -> putStrLn ("Escribe el número " ++ show i ++ " de " ++ show n ++ ":") >> readLn) [1 .. n :: Int] :: IO [Int] putStrLn ("La suma de todos los numeros es " ++ show (sum xs) ++ ".") -- --------------------------------------------------------------------- -- Ejercicio 3. Definir el procedimiento -- wc :: FilePath -> IO (Int, Int, Int) -- tal que (wc f) lle el contenido del fichero f y devuelve una terna -- formada por sus números de filas, palabras y caracteres. Por ejemplo, -- si el contenido del fichero /tmp/ejemplo1.txt es -- Esta es la primera fila -- esta es la segunda -- y esta es la última. -- entonces -- λ> wc "/tmp/ejemplo1.txt" -- (3,14,64) -- --------------------------------------------------------------------- wc :: FilePath -> IO (Int, Int, Int) wc f = do s <- readFile f return (length (lines s), length (words s), length s) -- --------------------------------------------------------------------- -- Ejercicio 4. Definir el procedimiento -- dosDados :: IO (Int, Int) -- que devuelva un par de números aleatorios que representan los valores -- de dos dados. Por ejemplo, -- λ> dosDados -- (1,2) -- λ> dosDados -- (4,5) -- --------------------------------------------------------------------- dosDados :: IO (Int, Int) dosDados = liftM2 (,) dado dado where dado = randomRIO (1, 6) -- 2ª definición dosDados2 :: IO (Int, Int) dosDados2 = (,) <$> dado <*> dado where dado = randomRIO (1, 6) -- 3ª definición dosDados3 :: IO (Int, Int) dosDados3 = do d1 <- randomRIO (1, 6) d2 <- randomRIO (1, 6) return (d1, d2) -- --------------------------------------------------------------------- -- Ejercicio 5.1. Una expresión de la forma -- 2d8 + 4 -- se interpreta como lanzar dos dos de 8 cara y sumarle 4. Se puede -- representar mediante la expresión -- 2 `D` 8 `Mas` Const 4 -- usando el tipo datos ExpDado definido por -- data ExpDado = D Int Int -- | Const Int -- | Mas ExpDado ExpDado -- deriving (Show, Eq) -- y declarando los siguientes operadores infijos -- infix 7 `D` -- infixl 6 `Mas` -- -- Definir el procedimiento -- valor :: ExpDado -> IO Int -- tal que (valor e) devuelve el valor de la expresión e. Por -- ejemplo, -- λ> valor (2 `D` 8 `Mas` Const 4) -- 8 -- λ> valor (2 `D` 8 `Mas` Const 4) -- 14 -- λ> valor (3 `D` 6) -- 10 -- λ> valor (2 `D` 6 `Mas` 1 `D` 8) -- 15 -- λ> valor (2 `D` 6 `Mas` 1 `D` 8) -- 18 -- --------------------------------------------------------------------- data ExpDado = D Int Int | Const Int | Mas ExpDado ExpDado deriving (Show, Eq) infix 7 `D` infixl 6 `Mas` valor :: ExpDado -> IO Int valor (D c d) | c <= 0 = return 0 | d <= 0 = return 0 | otherwise = sum <$> replicateM c (randomRIO (1, d)) valor (Const i) = return i valor (Mas x y) = (+) <$> valor x <*> valor y -- --------------------------------------------------------------------- -- Ejercicio 5.2. Definir la función -- rango :: ExpDado -> (Int, Int) -- tal que (rango e) es el par formado por el mínimo y máximo de los -- posibles valores de la expresión e. Por ejemplo, -- λ> rango (2 `D` 6 `Mas` 1 `D` 8) -- (3,20) -- --------------------------------------------------------------------- rango :: ExpDado -> (Int, Int) rango (D c d) | c <= 0 = (0, 0) | d <= 0 = (0, 0) | otherwise = (c, c * d) rango (Const i) = (i, i) rango (Mas x y) = (l1 + l2, u1 + u2) where (l1, u1) = rango x (l2, u2) = rango y -- --------------------------------------------------------------------- -- Ejercicio 6.1. La baraja inglesa consta de 4 palos (picas, corazones, -- rombos y tréboles) y cada palo está formado por 13 cartas (A ,2, 3, -- 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, J, Q y K). -- -- La baraja se puede representar mediante los siguientes tipos de -- datos: -- data Palo = Picas | Corazones | Rombos | Treboles -- deriving (Show, Eq, Bounded, Enum) -- -- data NumeroCarta = A | C2 | C3 | C4 | C5 | C6 | C7 | C8 | C9 | C10 | J | Q | K -- deriving (Show, Eq, Bounded, Enum) -- -- data Carta = Carta NumeroCarta Palo -- deriving (Show, Eq) -- -- Definir la lista -- cartas :: [Carta] -- cuyos elementos son todas las cartas. Por ejemplo, -- λ> take 26 cartas -- [Carta A Picas,Carta A Corazones,Carta A Rombos,Carta A Treboles, -- Carta C2 Picas,Carta C2 Corazones,Carta C2 Rombos,Carta C2 Treboles, -- Carta C3 Picas,Carta C3 Corazones,Carta C3 Rombos,Carta C3 Treboles] -- --------------------------------------------------------------------- data Palo = Picas | Corazones | Rombos | Treboles deriving (Show, Eq, Bounded, Enum) data NumeroCarta = A | C2 | C3 | C4 | C5 | C6 | C7 | C8 | C9 | C10 | J | Q | K deriving (Show, Eq, Bounded, Enum) data Carta = Carta NumeroCarta Palo deriving (Show, Eq) cartas :: [Carta] cartas = [Carta n p | n <- [minBound ..], p <- [minBound ..]] -- --------------------------------------------------------------------- -- Ejercicio 6.2. Definir la función -- extrae :: Int -> [a] -> (a, [a]) -- tal que (extrae i xs) es el par formado por el elemento i-ésimo de xs -- y los restantes elementos. Por ejemplo, -- λ> extrae 1 [3,5,4] -- (5,[3,4]) -- λ> extrae 7 [3,5,4] -- (*** Exception: indice fuera de ranfo -- --------------------------------------------------------------------- extrae :: Int -> [a] -> (a, [a]) extrae _ [] = error "indice fuera de ranfo" extrae 0 (x : xs) = (x, xs) extrae i (x : xs) = (y, x : ys) where (y, ys) = extrae (i - 1) xs -- --------------------------------------------------------------------- -- Ejercicio 6.3. Definir la función -- permutacion :: [a] -> IO [a] -- tal que (permutacion xs) es una permutación aleatoria de xs. Por -- ejemplo, -- λ> permutacion [1..6] -- [5,4,3,1,6,2] -- λ> permutacion [1..6] -- [3,4,6,2,1,5] -- --------------------------------------------------------------------- permutacion :: [a] -> IO [a] permutacion [] = return [] permutacion xs = do i <- randomRIO (0, length xs - 1) let (y, ys) = extrae i xs zs <- permutacion ys return (y : zs) -- --------------------------------------------------------------------- -- Ejercicio 6.4. Definir el procedimiento -- cartasBarajadas :: Int -> IO [Carta] -- tal que (cartasBarajadas n) que baraja las cartas y devuelve la lista -- formada por las n primeras de ellas. Por ejemplo, -- λ> cartasBarajadas 3 -- [Carta C3 Treboles,Carta C7 Picas,Carta C6 Treboles] -- λ> cartasBarajadas 3 -- [Carta C10 Corazones,Carta C10 Treboles,Carta A Corazones] -- λ> cartasBarajadas 3 -- [Carta C3 Rombos,Carta C2 Rombos,Carta Q Corazones] -- --------------------------------------------------------------------- -- 1ª solución cartasBarajadas :: Int -> IO [Carta] cartasBarajadas n = do cs <- permutacion cartas return (take n cs) -- 2ª solución cartasBarajadas2 :: Int -> IO [Carta] cartasBarajadas2 n = take n <$> permutacion cartas |