Vorlesung2016/Übungen/Blatt1.lhs

Übungsblatt 1
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Typtheorie
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Schreiben Sie alle **möglichen** Implementationen der folgenden
Funktionen. Wozu könnte `fun2` nützlich sein?

> fun1 :: a -> a
> fun1 = _fun1
> 
> fun2 :: a -> b -> a
> fun2 = _fun2
> 
> fun3 :: (Eq a) => a -> a -> Bool
> fun3 = _fun3

Wir haben in der Vorlesung parametrisierte Typen kennengelernt. Der
simpelste hiervon ist `Identity`, der nur einen anderen Typen einpackt.

> data Identity a = Identity a

Diese Definition stellt uns automatisch den Konstruktor
`Identity :: a -> Identity a` zur Verfügung, der ein `a` einpackt.
Schreiben Sie die Funktion

> unIdentity :: Identity a -> a
> unIdentity = _unIdentity

welche diesen Vorgang wieder rückgängig macht.

Angenommen, Sie hätten nun ein Wert vom Typen `Identity a` und eine
Funktion mit dem Typen `a -> b`. Wie wenden Sie diese auf das `a`
"innerhalb" des `Identity` an um ein `Identity b` herzustellen?
Schreiben Sie also eine Funktion

> mapIdentity :: (a -> b) -> Identity a -> Identity b
> mapIdentity = _mapIdentity

**Hinweis:** Es gibt *zwei* prinzipielle Vorgehen dieses zu
implementieren. Kommen Sie auf beide?

Funktionen sind auch nur Typen
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Datentypen können auch Funktionen enthalten. Sehen Sie sich einmal den
Datentypen

> data Pred a = Pred (a -> Bool)

an. Hier wird ein Prädikat definiert, welches (gegeben einen Datentyp
`a`) eine Funktion gespeichert hat, die `a` in einen `Bool` umwandeln
kann (etwa um irgendwas zu filtern/selektieren/löschen/..., wenn man
dies an eine weitere Funktion übergibt).

Auch hier können Sie eine Funktion schreiben, die das `Pred a` wieder
"auspackt". Definieren Sie

> unPred :: Pred a -> (a -> Bool)
> unPred = _unPred

Da Haskell-Funktionen aber "gecurried" sind (mehr dazu in der
Vorlesung), können Sie die Klammern hinten in der Signatur auch
weglassen und erhalten `unPred :: Pred a -> a -> Bool`, was man zugleich
als "wende `Pred a` an, wenn du ein `a` bekommst" lesen kann. In der Tat
sind beide Funktionen identisch (wieso?).

Bonus

Was für eine Funktion bräuchten Sie um ein `Pred a` in ein `Pred b`
umzuwandeln? Können Sie diese implementieren?

> mapPred :: _fun -> Pred a -> Pred b
> mapPred = _mapPred

Neue Typen erfinden
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In Haskell ist ein zentraler Vorgehenspunkt das Definieren und Verwenden
von eigenen Datentypen. Zur Erinnerung; es gibt zwei Möglichkeiten, die
man miteinander kombinieren kann: `data Prod a b c = Prod a b c`
(Produkttyp) benötigt sowohl `a`, `b` als auch `c` um einen Wert zu
erzeugen, `data Sum a b = Sum1 a | Sum2 b` (Summentyp) braucht entweder
ein `a` um durch den Konstruktor `Sum1` ein `Sum a b` zu erzeugen oder
ein `b` um durch den Konstruktor `Sum2` ein `Sum a b` zu erzeugen.

Definieren Sie einen Datentypen `Vielleicht a`, der zwei Konstruktoren
besitzt: Einen Konstruktor, mit dem durch ein `a` ein `Vielleicht a`
konstruiert wird und ein zweiter Konstruktor, der keinen Wert nimmt,
sondern die "Abwesenheit eines `a`" symbolisieren soll.

> data Vielleicht a = Exercise

Können Sie hier eine Funktion schreiben, die das `a` extrahiert? Wenn
ja, implementieren Sie diese; wenn nein, geben Sie eine kurze
Begründung.

Wie würden Sie mittels einer Funktion `a -> b` ein `Vielleicht a` in ein
`Vielleicht b` wandeln? Implementieren Sie

> mapVielleicht :: (a -> b) -> Vielleicht a -> Vielleicht b
> mapVielleicht = _mapVielleicht

Bonus

Man kann Typen natürlich auch Schachteln. Worin liegt eigentlich der
Unterschied zwischen einem `Pred (Vielleicht a)` und einem
`Vielleicht (Pred a)`? Oder sind diese identisch?