1. O documento descreve um mini-curso sobre Haskell realizado em 2013, apresentando tópicos como OpenGL, tipos qualificados, classes, functores e monads. 2. É apresentado o básico de OpenGL para desenho gráfico em Haskell, assim como exemplos de inicialização e renderização. 3. Conceitos como tipos qualificados, classes e instâncias em Haskell são explicados, com ênfase em Eq, Ord, Drawable e conversões para OpenGL.

1. Mini-Curso
de Haskell -
SEMAC
2013/1
M. Millani
Básico de
OpenGl
Qualied
Types
Denindo
Classes
Algumas
Classes Úteis
Functor e
Monad
Handles
Referências
Mini-Curso de Haskell - SEMAC 2013/1
Marcelo Garlet Millani
Universidade Federal do Rio Grande do Sul
Instituto de Informática
Grupo PET Computação
22 de maio de 2013

2. Mini-Curso
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2013/1
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Básico de
OpenGl
Qualied
Types
Denindo
Classes
Algumas
Classes Úteis
Functor e
Monad
Handles
Referências
1 Básico de OpenGl
2 Qualied Types
Denindo Classes
Algumas Classes Úteis
3 Functor e Monad
4 Handles
5 Referências

3. Mini-Curso
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Básico de
OpenGl
Qualied
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Denindo
Classes
Algumas
Classes Úteis
Functor e
Monad
Handles
Referências
OpenGL
• OpenGl é uma biblioteca gráca
• Permite aproveitar a GPU para desenhos
• Capaz de trabalhar em 3D, mas usaremos apenas 2D
• GHC possui bindings para Haskell
• Módulo Graphics.Rendering.OpenGL
• Pacote libghc-opengl-dev no Linux (Debian)
• Usaremos a GLUT (Graphics.UI.GLUT) para a janela
• Pacote libghc-glut-dev no Linux (Debian)

4. Mini-Curso
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Básico de
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Qualied
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Denindo
Classes
Algumas
Classes Úteis
Functor e
Monad
Handles
Referências
Inicialização
getArgsAndInitialize Inicializa a GLUT
createWindow Cria uma janela gráca
displayCallback Determina a função que será usada para
desenhar
mainLoop Inicia o processo de desenho
Exemplo
1 main = do
2 g e t A r g s A n d I n i t i a l i z e
3 createWindow Hello World
4 d i s p l a y C a l l b a c k $= d i s p l a y myPoints
5 mainLoop

5. Mini-Curso
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Qualied
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Denindo
Classes
Algumas
Classes Úteis
Functor e
Monad
Handles
Referências
Desenho
clear Limpa um buer
renderPrimitive Desenha uma primitiva do OpenGL
ush Finaliza o desenho
vertex Especica um vértice do polígono que está sendo
desenhado
Exemplo
1 d i s p l a y p = do
2 c l e a r [ ColorBuffer ]
3 r e n d e r P r i m i t i v e LineLoop $ do
4 mapM_ (( x , y , z)−vertex$Vertex3 x y z ) p
5 f l u s h

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Básico de
OpenGl
Qualied
Types
Denindo
Classes
Algumas
Classes Úteis
Functor e
Monad
Handles
Referências
Exercício
Exercício
Faça um programa que desenhe o triângulo de Sierpinski.
• Composto por triângulos retângulos isósceles
• Divide-se em três regiões: direita, cima e centro
• Cada região será composta por um triângulo com a metade
do lado

7. Mini-Curso
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Básico de
OpenGl
Qualied
Types
Denindo
Classes
Algumas
Classes Úteis
Functor e
Monad
Handles
Referências
1 Básico de OpenGl
2 Qualied Types
Denindo Classes
Algumas Classes Úteis
3 Functor e Monad
4 Handles
5 Referências

8. Mini-Curso
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Básico de
OpenGl
Qualied
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Denindo
Classes
Algumas
Classes Úteis
Functor e
Monad
Handles
Referências
Para que servem
• Uso de funções polimórcas
• Restringem os tipos para os quais a função está denida
Exemplo
Função de soma:
1 (+) : : Num a= a−a−a
Denida para qualquer a tal que a seja um membro de Num.

9. Mini-Curso
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OpenGl
Qualied
Types
Denindo
Classes
Algumas
Classes Úteis
Functor e
Monad
Handles
Referências
Como usar
• Denimos como as funções da classe serão aplicadas para
um certo tipo de dado
• Em alguns casos, não é necessário denir todas as funções
• Por exemplo, basta denir igualdade (==) para se ter
diferença (/=)
Exemplo
1 instance Eq a = Eq ( Figure a ) where
2 C i r c l e r == C i r c l e s =
3 r == s
4 Rectangle w h == Rectangle a b =
5 w == a h == b
6 _ == _ = False

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Types
Denindo
Classes
Algumas
Classes Úteis
Functor e
Monad
Handles
Referências
Derivação
• Algumas classes possuem suporte para derivação
• Usam uma implementação padrão para qualquer tipo de
dado
• Funciona somente com:
• Eq
• Ord
• Enum
• Bounded
• Show
• Read

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Básico de
OpenGl
Qualied
Types
Denindo
Classes
Algumas
Classes Úteis
Functor e
Monad
Handles
Referências
Derivação
Exemplo
1 data Quadrilatero a = Retangulo a a | Quadrado a
2 deriving (Show, Read,Eq, Ord)

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Básico de
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Qualied
Types
Denindo
Classes
Algumas
Classes Úteis
Functor e
Monad
Handles
Referências
Denindo Classes
• Faremos uma classe para uniformizar o desenho de
primitivas
• Minimizaremos a inuência do OpenGL
• Ter os vértices é o suciente para desenhar algo
Funções
1 class Drawable d where
2 toVertex : : d − ( Float , Float) −
3 [ ( Float , Float ) ]
4 draw : : PrimitiveMode − d −
5 ( Float , Float) − IO ()
6 drawWire : : ( Float , Float) −
7 d − IO ()

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OpenGl
Qualied
Types
Denindo
Classes
Algumas
Classes Úteis
Functor e
Monad
Handles
Referências
Conversões
• OpenGL usa o tipo GLoat
• Usaremos uma função para converter de Float para GLoat
• Essa função pode car fora da classe
Conversões
1 convertToGLfloat x = ( realToFrac x ) : : GLfloat
2 convertPoint (x , y ) =
3 vertex $ Vertex2 ( convertToGLfloat x )
4 ( convertToGLfloat y )

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Básico de
OpenGl
Qualied
Types
Denindo
Classes
Algumas
Classes Úteis
Functor e
Monad
Handles
Referências
Implementação
• Providenciaremos uma implementação padrão para draw e
drawWire
• Basta fornecer uma implementação para toVertex
Funções
1 draw mode f i g u r e point =
2 r e n d e r P r i m i t i v e mode $
3 mapM_ convertPoint ( toVertex f i g u r e point )
4
5 drawWire point f i g u r e =
6 draw LineLoop f i g u r e point

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Básico de
OpenGl
Qualied
Types
Denindo
Classes
Algumas
Classes Úteis
Functor e
Monad
Handles
Referências
Exercício
Exercício
Faça com que o tipo Figure seja um membro da classe
Drawable. Com isso, desenhe um fractal que seja um círculo
dentro de um quadrado dentro de um círculo dentro de um
quadrado ...

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Qualied
Types
Denindo
Classes
Algumas
Classes Úteis
Functor e
Monad
Handles
Referências
Eq
Denição
1 class Eq a where
2 (==), (/=) : : a − a − Bool
3
4 x /= y = not ( x == y )
5 x == y = not ( x /= y )

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Qualied
Types
Denindo
Classes
Algumas
Classes Úteis
Functor e
Monad
Handles
Referências
Ord
Denição
1 class (Eq a ) = Ord a where
2 compare : : a − a − Ordering
3 ( ) , (=), (=), () : : a − a − Bool
4 max, min : : a − a − a
5
6 compare x y | x == y = EQ
7 | x = y = LT
8 | otherwise = GT

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Types
Denindo
Classes
Algumas
Classes Úteis
Functor e
Monad
Handles
Referências
Ord (Continuação)
Denição
1 −− c l a s s ( Eq a ) = Ord a where
2 x = y = compare x y /= GT
3 x y = compare x y == LT
4 x = y = compare x y /= LT
5 x y = compare x y == GT

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OpenGl
Qualied
Types
Denindo
Classes
Algumas
Classes Úteis
Functor e
Monad
Handles
Referências
Ord (Continuação)
Denição
1 −− c l a s s ( Eq a ) = Ord a where
2 max x y | x = y = y
3 | otherwise = x
4 min x y | x = y = x
5 | otherwise = y

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M. Millani
Básico de
OpenGl
Qualied
Types
Denindo
Classes
Algumas
Classes Úteis
Functor e
Monad
Handles
Referências
Exercício
Exercício
Estenda a denição de Figure para que ela faça parte da classe
Ord. Use a área de gura como critério.
• Para testar a sua denição, use a função sort e sortBy da
biblioteca Data.List
• sort :: Ord a = [a] - [a]
• sortBy :: (a - a - Ordering) - [a] - [a]

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Básico de
OpenGl
Qualied
Types
Denindo
Classes
Algumas
Classes Úteis
Functor e
Monad
Handles
Referências
1 Básico de OpenGl
2 Qualied Types
Denindo Classes
Algumas Classes Úteis
3 Functor e Monad
4 Handles
5 Referências

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Qualied
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Denindo
Classes
Algumas
Classes Úteis
Functor e
Monad
Handles
Referências
Functor
• Dene um meio de transformar tipos de dados
Classe
1 class Functor f where
2 fmap : : ( a − b) − f a − f b
• f é um construtor
Propriedades Esperadas
1 fmap id = id
2 fmap ( f . g) = fmap f . fmap g

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Qualied
Types
Denindo
Classes
Algumas
Classes Úteis
Functor e
Monad
Handles
Referências
Exemplo
Exemplo
1 instance Functor [ ] where
2 fmap f [ ] = [ ]
3 fmap f (h : t l ) = f h : fmap f t l
• Comportamento igual ao da função map

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OpenGl
Qualied
Types
Denindo
Classes
Algumas
Classes Úteis
Functor e
Monad
Handles
Referências
Monad
Denição
1 class Monad m where
2 (=) : : m a − ( a − m b) − m b −− b i n d
3 () : : m a − m b − m b −− s e q u e n c e
4 return : : a − m a
5 fail : : String − m a
6
7 m k = m = _ − k
8 fail s = error s

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Denindo
Classes
Algumas
Classes Úteis
Functor e
Monad
Handles
Referências
Sintaxe do
• Apenas açúcar sintático
• Na realidade, utiliza os operadores de mônadas
Regras
1 do e
2 − e
3 do e1 ; e2 ; . . . ; en
4 − e1 do e2 ; . . . ; e_n

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Qualied
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Denindo
Classes
Algumas
Classes Úteis
Functor e
Monad
Handles
Referências
Monad
Regras
1 do pat − e1 ; e2 ; . . . ; en
2 −
3 let ok pat = do e2 ; . . . ; en
4 ok _ = fail . . .
5 in e1 = ok

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M. Millani
Básico de
OpenGl
Qualied
Types
Denindo
Classes
Algumas
Classes Úteis
Functor e
Monad
Handles
Referências
Monad
Regras
1 do let d e c l l i s t ; e2 ; . . . ; en
2 − let d e c l l i s t in do e2 ; . . . ; en

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M. Millani
Básico de
OpenGl
Qualied
Types
Denindo
Classes
Algumas
Classes Úteis
Functor e
Monad
Handles
Referências
1 Básico de OpenGl
2 Qualied Types
Denindo Classes
Algumas Classes Úteis
3 Functor e Monad
4 Handles
5 Referências

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OpenGl
Qualied
Types
Denindo
Classes
Algumas
Classes Úteis
Functor e
Monad
Handles
Referências
Handles
• Usados para abrir um arquivo para diversas modicações
• São mais ecientes do que funções como readFile ou
writeFile
• É necessário lembrar de fechar o arquivo
• Usa-se a biblioteca System.IO
Algumas Funções
1 openFile : : FilePath − IOMode − IO Handle
2 hClose : : Handle − IO ()
3 hPutStr : : Handle − String − IO ()
4 hGetChar : : Handle − IO Char
5 hGetLine : : Handle − IO String
6 hGetContents : : Handle − IO String

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Básico de
OpenGl
Qualied
Types
Denindo
Classes
Algumas
Classes Úteis
Functor e
Monad
Handles
Referências
Exercício
Exercício
Faça um programa que escreva diversas guras geométricas em
um arquivo (usando a classe Show) e depois leia essas guras
do arquivo (usando Read). Trate o arquivo com handles. Derive
as classes em vez de implementá-las.
• hGetContents é uma função de leitura lazy
• Para conveniência, fechem o arquivo de leitura no nal do
programa, em vez de no nal da leitura.
• Existem alternativas melhores, como tratar o nal do
arquivo

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Types
Denindo
Classes
Algumas
Classes Úteis
Functor e
Monad
Handles
Referências
Referências
Hal Daumé III, Yet Another Haskell Tutorial
Hudak, Paul. The Haskell School of Expression
http:
//www.haskell.org/haskellwiki/OpenGLTutorial1
http://www.haskell.org/onlinereport