quickCheck 入門
Haskell の quickCheck の簡単な例を作った。
式
データ型 Obj は、Nil 、数、シンボル、コンスセルの何れかであり、コンスセルはデータ型 Obj 二つからなる。
module ConsCell where import Test.QuickCheck import Control.Monad data Obj = Nil | N Int | Sym String | Cons Obj Obj deriving (Eq) instance Show Obj where show Nil = "()" show (N x) = show x show (Cons x y) = showCons (Cons x y) show (Sym n) = n consp Nil = False consp (N _) = False consp (Cons _ _) = True consp (Sym _) = False atom Nil = True atom (N _) = True atom (Cons _ _) = False atom (Sym _) = True car (Cons x _) = x car x | not (consp x) = error "x is not cons" cdr (Cons _ y) = y cdr x | not (consp x) = error "x is not cons" -- HyperSpec "22.1.3.5 Printing Lists And Conses" showCons x = step1 x "" where step1 x res = step2 x (res ++ "(") step2 x res = step3 x (res ++ show (car x)) step3 x res = if consp (cdr x) then step2 (cdr x) (res ++ " ") else step4 x res step4 x res = if cdr x /= Nil then step5 x (res ++ " . " ++ show (cdr x)) else step5 x res step5 x res = res ++ ")"
show メソッドの定義は HyperSpec に習ったもので、実例は以下の通り。
*ConsCell> N 12 12 *ConsCell> Sym "defun" defun *ConsCell> Sym "x" x *ConsCell> Nil () *ConsCell> Cons (Sym "x") Nil (x) *ConsCell> Cons (N 4) (N 3) (4 . 3) *ConsCell> Cons (Cons (N 4) (N 3)) Nil ((4 . 3)) *ConsCell> Cons (Sym "x") (Cons (Sym "y") Nil) (x y)
以下の genobj 関数は Gen Obj 型で、Nil か数かシンボルかコンスセルを再帰的に生成する。
genobj = oneof [ return Nil, liftM N arbitrary, liftM2 Cons genobj genobj, liftM Sym (listOf1 (elements ['a'..'z'])) ] instance Arbitrary Obj where arbitrary = genobj
これを用いると、以下のようにランダムな Obj 型のデータが生成できる。
*ConsCell> sample' arbitrary :: IO [Obj] [((() () () ()) . f),(),(),novema,(),cwrc,(() . 93),((() . -109)),(()),vobzvhffdhopc,-4096] *ConsCell> sample' arbitrary :: IO [Obj] [0,(),(),8,(druo),(-51 () . -36),(),(),-745,((() xqdbgkzk kg) vwebwkcovgwacxytx),vkdchrt] *ConsCell> sample' arbitrary :: IO [Obj] [(()),-2,(),(),vqos,(),(s),-112,coabv,((133) . 206),(-3747 . -1992)] *ConsCell> sample' arbitrary :: IO [Obj] [i,(),bw,xkvs,bxyep,27,(),-102,-327,rhvhyyoe,()] *ConsCell> sample' arbitrary :: IO [Obj] [o,0,h,(),(nh),-38,(),zyhhalfnes,uhpulthbmiqikag,tyveydbrccsxsnp,toxypfsrxomyhqqnjged] *ConsCell>
英文
PAIP (Paradigms of Artifical Intelligence Programming) 2章の英文生成。
module English where import Test.QuickCheck import Control.Monad verb = elements ["hit", "took", "saw", "liked"] noun = elements ["man", "ball", "woman", "table"] article = elements ["the", "a"]
名詞、動詞、冠詞を生成する関数を、それぞれ Gen [Char] 型 の noun, verb, article とし、 QuickCheck の elements 関数で定義する。elements 関数はリストを引数とする。名詞を QuickCheck の sample 関数で生成させると以下のようになる。
*English> sample noun "ball" "table" "man" "man" "woman" "table" "woman" "man" "table" "table" "ball"
次に冠詞と名詞から名詞句を生成する関数 nounPhrase を考える。型は noun や article と同じく、Gen [Char] 型となる。Gen a はモナドなので、nounPhase の中で値を使うためには do 記法が必要になる。
nounPhrase = do a <- article n <- noun return (a ++ " " ++ n)
あるいは、より簡潔に liftM2 を用いても定義できる。
nounPhrase = liftM2 (\a n -> a ++ " " ++ n) article noun
文字列をスペースで結合するには unwords が用意されているので、これを用いる。同様に動詞句を定義し、名詞句と動詞句から文を定義すると、最終的に以下のようになる。
module English where import Test.QuickCheck import Control.Monad verb = elements ["hit", "took", "saw", "liked"] :: Gen String noun = elements ["man", "ball", "woman", "table"] :: Gen String article = elements ["the", "a"] :: Gen String nounPhrase :: Gen String -- nounPhrase = liftM2 (\a n -> unwords [a, n]) article noun nounPhrase = do a <- article n <- noun return $ unwords [a, n] verbPhrase :: Gen String verbPhrase = do v <- verb np <- nounPhrase return $ unwords [v, np] sentence :: Gen String sentence = do np <- nounPhrase vp <- verbPhrase return $ unwords [np, vp]
これでセンテンスを生成させると以下のようになる。
*English> sample sentence "a man saw a woman" "a table liked a table" "a woman saw the woman" "the table liked a man" "a ball saw the table" "a table saw the woman" "the ball liked the table" "a man liked the ball" "a table liked the woman" "a woman saw the ball" "the table liked a table"
