\part*{付録}

\section{ネットワークプログラミングその1：HTTP}

\begin{exercise}
\code{\#load "unix.cma"}，\code{open Unix}をそれぞれ実行して，
\texttt{Unix}モジュール（ライブラリ）をロードしよう．
\end{exercise}

Unixとはオペレーティングシステム（OS）の名前である．
いわゆるインターネットで使用されているTCP/IP通信方式は，Unixを中心に発展してきた．
現在では，Unix以外のOSにもUnixと同様のTCP/IP通信機能がある．

インターネットでは，\url{www.tohoku.ac.jp}のような人間にわかりやすい名前（ホスト名）
のほかに，
\texttt{208.77.188.166}のような数字のアドレス（IPアドレス）がある．

\begin{exercise}
\code{let host = gethostbyname "www.tohoku.ac.jp"}および
\code{let addr = host.h\us{}addr\us{}list.(0)}を実行してみよう．
さらに，\code{string\us{}of\us{}inet\us{}addr addr}を評価してみよう．
どんな結果が表示されたか？
\end{exercise}

% # let host = gethostbyname "www.tohoku.ac.jp";;
% val host : Unix.host_entry =
%   {h_name = "toppage.bureau.tohoku.ac.jp";
%    h_aliases = [|"www.tohoku.ac.jp"|]; h_addrtype = PF_INET;
%    h_addr_list = [|<abstr>|]}
% # let addr = host.h_addr_list.(0);;
% val addr : Unix.inet_addr = <abstr>
% # string_of_inet_addr addr;;
% - : string = "130.34.15.80"

いわゆるインターネットの「ホームページ」はHTMLという言語で記述されている．

\begin{exercise}
WWWブラウザで，
\url{http://www.tohoku.ac.jp/english/}を開き，
右クリックをし「ページのソースを表示」してみよう．
\end{exercise}

\begin{exercise}
以下の定義や式を順に実行ないし評価してみよう．
\begin{programcode}
let (ic, oc) = open_connection (ADDR_INET(addr, 80));;
output_string oc "GET /english/ HTTP/1.0\bs{}r\bs{}n";;
output_string oc "Host: www.tohoku.ac.jp\bs{}r\bs{}n\bs{}r\bs{}n";;
flush oc;;
print_endline (input_line ic);;
print_endline (input_line ic);;
 \vdots {\rm \raisebox{2pt}{\mbox{(しばらく上記コマンドを繰り返す．コピー\&ペーストしよう．)}}}
print_endline (input_line ic);;
close_in ic;;
\end{programcode}
\end{exercise}

一般にWWWブラウザは，このようにしてダウンロードしたHTML文書を解析・描画することで，
ホームページを表示している．

\section{ネットワークプログラミングその2：SMTP}


\begin{exercise}
以下の定義や式を順に実行ないし評価してみよう．
送信元は東北大学での自分のメールアドレス，送信先は自分の携帯のメールアドレスにしよう．
もし携帯電話のメールアドレスをもってなければ，自分の他のメールアドレスでもよい．
\emph{決して他人のメールアドレスを使用しないこと}．
\begin{programcode}
let host = gethostbyname "primergy.kb-private";;
let addr = host.h_addr_list.(0);;
let (ic, oc) = open_connection(ADDR_INET(addr,25));;
print_endline (input_line ic);;
output_string oc "HELO localhost\bs{}r\bs{}n";;
flush oc;;
print_endline (input_line ic);;
output_string oc "MAIL FROM: \textcolor{blue}{\mbox{送信元メールアドレス}}\bs{}r\bs{}n";;
flush oc;;
print_endline (input_line ic);;
output_string oc "RCPT TO: \textcolor{blue}{\mbox{送信先メールアドレス}}\bs{}r\bs{}n";;
flush oc;;
print_endline (input_line ic);;
output_string oc "DATA\bs{}r\bs{}n";;
flush oc;;
print_endline (input_line ic);;
output_string oc "From: \textcolor{blue}{\mbox{送信元メールアドレス}}\bs{}r\bs{}n";;
output_string oc "To: \textcolor{blue}{\mbox{送信先メールアドレス}}\bs{}r\bs{}n";;
output_string oc "Subject: test mail\bs{}r\bs{}n\bs{}r\bs{}n";;
output_string oc "this is a test\bs{}r\bs{}n";;
output_string oc ".\bs{}r\bs{}n";;
flush oc;;
print_endline (input_line ic);;
output_string oc "quit\bs{}r\bs{}n";;
flush oc;;
print_endline (input_line ic);;
close_in ic;;
\end{programcode}
\label{ex:send-mail}
\end{exercise}

\begin{exercise}
\exref{ex:send-mail}において，「送信元メールアドレス」に
\texttt{dummy@example.com}（実在しない）を指定したらどうなるか？
\end{exercise}


\section{3Dプログラミング}

\begin{exercise}
\ocaml を終了し，\texttt{ocaml}のかわりに
\texttt{lablglut}を起動してから，
以下の定義や式を順に実行ないし評価しよう．
\texttt{(*}と\texttt{*)}で囲まれた部分はコメントなので入力しなくてもよい．

\begin{note}
「\texttt{`}」はバッククォートという記号で，
標準的な日本語キーボードでは，
\texttt{Shift}キーを押しながら\texttt{@}キーを押せば入力できる．
「\texttt{'}」（クォート）とは異なるので気をつけること．
「\texttt{\chartilde}」はチルダという記号で，
標準的な日本語キーボードでは，
\texttt{Shift}キーを押しながら\texttt{\charhat}キーを押せば入力できる．
\end{note}

\begin{programcode}
(* 初期化処理 *) 
Glut.init Sys.argv;;

(* ウインドウの準備 *) 
Glut.createWindow "souzou";;

(* ライトを有効化 *) 
Gl.enable `lighting;; 

(* 1番のライトを白色の環境光に設定 *) 
GlLight.light 1 (`ambient (1.0, 1.0, 1.0, 1.0));; 
(* 1 番のライトを有効化 *) 
Gl.enable `light1;; 
(* 2 番のライトを赤色の点光源に設定 *) 
GlLight.light 2 (`diffuse (1.0, 0.0, 0.0, 1.0));; 
(* 2 番のライトを右方に設置 *) 
GlLight.light 2 (`position (2.0, 0.0, 0.0, 0.0));; 
(* 2 番のライトを有効化 *) 
Gl.enable `light2;; 
(* 3 番のライトを青色の点光源に設定 *)
GlLight.light 3 (`diffuse (0.0, 0.0, 1.0, 1.0));; 
(* 3 番のライトを左方に設置 *) 
GlLight.light 3 (`position (-2.0, 0.0, 0.0, 0.0));; 
(* 3 番のライトを有効化 *)
Gl.enable `light3;;

(* 描画関数 *) 
let rec display () =
  (* 画面をクリアするときの色を黒に設定 *) 
  GlClear.color (0.0, 0.0, 0.0);
  (* 画面をクリア *) 
  GlClear.clear [`color];
  (* サイズ 0.5 のティーポットを描画 *) 
  Glut.solidTeapot 0.5; 
  (* バッファをフラッシュ *) 
  Gl.flush ();;

(* 描画関数を登録 *) 
Glut.displayFunc display;;

(* キーボード処理関数 *) 
let keyboard ~key:k ~x:x ~y:y =
  (* ティーポットを回転 *) 
  GlMat.rotate ~angle:2.0 ~x:0.25 ~y:0.5 ~z:1.0 (); 
  (* 描画関数 display を呼び出して全画面を再描画 *) 
  display ();;

(* キーボード処理関数を登録 *) 
Glut.keyboardFunc keyboard;;

(* メインルーチンを起動 *) 
Glut.mainLoop ();;
\end{programcode}
以上をすべて実行すると，
「\texttt{souzou}」ウィンドゥが出てくるのでスペースキーなど適当なキーを
何度も押してみよう．
終了するときは「コマンドプロンプト」ウインドウ右上の×ボタンでウインドウを閉じればよい．
\end{exercise}


\section{マウスとキーボードからの入力\\およびレコードとバリアントについて}

\begin{exercise}
\code{\#load "graphics.cma"}，\code{open Graphics}，\code{open\us{}graph ""}
を順に実行してから，\code{wait\us{}next\us{}event [Button\us{}down]}を実行した後，
\texttt{Caml graphics}ウィンドウの中の適当な一点をクリックしてみよう．
クリックする位置によって，返り値はどのように変化するだろうか？
\keywords{レコード，ラベル}
\end{exercise}

\begin{exercise}
同様に\code{let s = wait\us{}next\us{}event [Button\us{}down]}を実行してから，
（\texttt{Caml graphics}ウィンドウの中の適当な一点をクリックした後で）
\code{s.mouse\us{}x}，\code{s.mouse\us{}y}をそれぞれ評価してみよう．
\keywords{フィールド，フィールド値の取り出し}
\end{exercise}

\begin{exercise}
 \code{let s = wait\us{}next\us{}event [Key\us{}pressed]}を実行してから，
\texttt{Caml graphics}ウィンドウで適当なキーを押し，その後で
\code{s.key}を評価してみよう．
\keywords{バリアント，構成子}
\end{exercise}

\begin{exercise}
\code{let s = wait\us{}next\us{}event [Key\us{}pressed;Button\us{}down]}の場合はどうか？
マウスをクリックした場合とキーを押した場合の両方を試してみよう．
\keywords{リスト}
\end{exercise}

\section{リストと配列}

どちらも「（同じ型の）複数の値を順番に並べて一つにまとめた値」．

\subsection*{リストと配列の書き方}

リストは\texttt{[}で始まり，\texttt{;}で区切って，\texttt{]}で終わる．
\begin{programcode}
\system{\#} [ 1 ; 2 ; 3 ];;
\system{- : int list = [1; 2; 3] }
\system{\#} [ 3 ; 2 ; 1 ];;     (* 順番は区別する *) 
\system{- : int list = [3; 2; 1] }
\system{\#} [ 1 ; 1 ; 2 ; 3 ];; (* 重複も区別する *) 
\system{- : int list = [1; 1; 2; 3]}
\end{programcode}

配列は\texttt{[|}で始まり，\texttt{;}で区切って，\texttt{|]}で終わる．
\begin{programcode}
\system{\#} [| 1 ; 2 ; 3 |];;
\system{- : int array = [|1; 2; 3|] }
\system{\#} [| 3 ; 2 ; 1 |];;     (* 順番は区別する *) 
\system{- : int array = [|3; 2; 1|] }
\system{\#} [| 1 ; 1 ; 2 ; 3 |];; (* 重複も区別する *) 
\system{- : int array = [|1; 1; 2; 3|]}
\end{programcode}

\subsection*{リストと配列に対する操作}

\subsubsection*{リストに対する操作}


\begin{description}
\item[\texttt{x :: ys}]~\\
一つの\emph{要素}\texttt{x}を，リスト\texttt{ys}の先頭に追加したリストを返す．

\begin{programcode}
\system{\#} let ys = [ 1 ; 2 ; 3 ];;
\system{val ys : int list = [1; 2; 3] }
\system{\#} 4 :: ys;;
\system{- : int list = [4; 1; 2; 3] }
\end{programcode}

\item[\texttt{xs @ ys}]~\\
\emph{リスト}\texttt{xs}の後ろにリスト\texttt{ys}を連結したリストを返す．


\begin{programcode}
\system{\#} let xs = [ 1; 2; 3; ];;
\system{val xs : int list = [1; 2; 3]}
\system{#} let ys = [ 4; 5; 6; ];;
\system{val ys : int list = [4; 5; 6]}
\system{#} xs @ ys;;
\system{- : int list = [1; 2; 3; 4; 5; 6]}
\end{programcode}

\item[\texttt{match \(\mathit{xs}\) with [] -> \({式}\sb{1}\) | x::ys -> \(式\sb{2}\) }]~\\
  リスト$\mathit{xs}$を調べ，
空リスト$\texttt{[]}$であったならば${式}\sb{1}$を評価する．
空でなければ，先頭の要素を\texttt{x}，それ以外の残りのリストを$\texttt{ys}$として，
${式}\sb{2}$を評価する．

\begin{programcode}
\system{#} let e = [];;
\system{val e : 'a list = []}
\system{#} match e with [] -> "empty" | x::ys -> "non-empty";;
\system{- : string = "empty"}
\system{#} let xs = [1;2;3];;
\system{val xs : int list = [1; 2; 3]}
\system{#} match xs with [] -> -1 | x::ys -> x;;
\system{- : int = 1}
\system{#} match xs with [] -> [] | x::ys -> ys;;
\system{- : int list = [2; 3]}
\end{programcode}

リストが空でない確信があれば，\texttt{[] -> \({式}\sb{1}\) |}
の部分を省略してもよい．（ただし警告がでる．）

\begin{programcode}
\system{#} {match xs with x::ys -> ys};;
\system{Characters 0-27:
  match xs with x::ys -> ys;;
  ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
Warning P: this pattern-matching is not exhaustive.
Here is an example of a value that is not matched:
[]
- : int list = [2; 3]}
\end{programcode}

リストが空のとき\texttt{[] -> \({式}\sb{1}\) |}
の部分を省略するとエラー（例外）が起こり，（例外処理しなければ）プログラムの実行が中止される．

\begin{programcode}
\system{#} match e with x::ys -> ys;; 
\system{Characters 0-26:
  match e with x::ys -> ys;;
  ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
Warning P: this pattern-matching is not exhaustive.
Here is an example of a value that is not matched:
[]
Exception: Match_failure ("", 1, 0).}
\end{programcode}
\end{description}


\subsubsection*{配列に対する操作}
\begin{description}
\item[\texttt{a.(i)}]~\\
配列\texttt{a}の\texttt{i}番目の要素を返す．

\begin{programcode}
\system{#} let a = [| "apple"; "orange"; "banana" |];;
\system{val a : string array = [|"apple"; "orange"; "banana"|]}
\system{#} a.(0);;
\system{- : string = "apple"}
\system{#} a.(1);;
\system{- : string = "orange"}
\system{#} a.(2);;
\system{- : string = "banana"}
\end{programcode}

\item[\texttt{a.(i) <- x}]~\\
配列\texttt{a}の\texttt{i}番目の要素を\texttt{x}で上書きする（この式自体の返り値は\texttt{unit}）．

\begin{programcode}
\system{#} let a = [| "apple"; "orange"; "banana" |];;
\system{val a : string array = [|"apple"; "orange"; "banana"|]}
\system{#} a.(1) <- "melon";;
\system{- : unit = ()}
\system{#} a;;
\system{- : string array = [|"apple"; "melon"; "banana"|]}
\end{programcode}

\item[\texttt{Array.make n x}]~\\
要素数が\texttt{n}で，全要素が\texttt{x}であるような配列を新たに作って返す．

\begin{programcode}
\system{#} let a = Array.make 8 0.5;;
\system{val a : float array = [|0.5; 0.5; 0.5; 0.5; 0.5; 0.5; 0.5; 0.5|]}
\system{#} a.(1) <- 3.;;
\system{- : unit = ()}
\system{#} a;;
\system{- : float array = [|0.5; 3.; 0.5; 0.5; 0.5; 0.5; 0.5; 0.5|]}
\end{programcode}

\end{description}


\subsection*{リストと配列の違い（\ocaml の場合）}

\paragraph{リスト}
\begin{itemize}
 \item リストは\texttt{::}で「一つの要素を先頭に追加したリスト」を作るのが容易．
 \item リストは\texttt{match}で「先頭の要素とそれ以外の残りのリスト」を取り出すのが容易．
\end{itemize}


\paragraph{配列}
\begin{itemize}
 \item 配列は任意の\texttt{i}について「\texttt{i}番目の要素」を高速に取り出すことができる．
   （リストでも\texttt{List.nth xs i}取り出すことは可能であるが，\texttt{i}が大きいと時間がかかる）
 \item 配列は要素を\emph{上書き}することができる（リストはできない）．
\end{itemize}