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Diagonales principales de una matriz

La lista de las diagonales principales de la matriz

   1  2  3  4
   5  6  7  8
   9 10 11 12

es

   [[9],[5,10],[1,6,11],[2,7,12],[3,8],[4]]

Definir la función

   diagonalesPrincipales :: Array (Int,Int) a -> [[a]]

tal que diagonalesPrincipales p es la lista de las diagonales principales de p. Por ejemplo,

   λ> diagonalesPrincipales (listArray ((1,1),(3,4)) [1..12])
   [[9],[5,10],[1,6,11],[2,7,12],[3,8],[4]]

1. Soluciones en Haskell

import Data.Array (Array, (!), bounds, listArray)
import Test.Hspec (Spec, describe, hspec, it, shouldBe)
import Test.QuickCheck

-- 1ª solución
-- ===========

diagonalesPrincipales1 :: Array (Int,Int) a -> [[a]]
diagonalesPrincipales1 p =
  [[p ! ij | ij <- ijs] | ijs <- posicionesDiagonalesPrincipales1 m n]
  where (_,(m,n)) = bounds p

posicionesDiagonalesPrincipales1 :: Int -> Int -> [[(Int, Int)]]
posicionesDiagonalesPrincipales1 m n =
  [extension ij | ij <- iniciales]
  where iniciales = [(i,1) | i <- [m,m-1..2]] ++ [(1,j) | j <- [1..n]]
        extension (i,j) = [(i+k,j+k) | k <- [0..min (m-i) (n-j)]]

-- 2ª solución
-- ===========

diagonalesPrincipales2 :: Array (Int,Int) a -> [[a]]
diagonalesPrincipales2 p =
  [[p ! ij | ij <- ijs] | ijs <- posicionesDiagonalesPrincipales2 m n]
  where (_,(m,n)) = bounds p

posicionesDiagonalesPrincipales2 :: Int -> Int -> [[(Int, Int)]]
posicionesDiagonalesPrincipales2 m n =
  [zip [i..m] [1..n] | i <- [m,m-1..1]] ++
  [zip [1..m] [j..n] | j <- [2..n]]

-- Verificación
-- ============

verifica :: IO ()
verifica = hspec spec

specG :: (Array (Int,Int) Int -> [[Int]]) -> Spec
specG diagonalesPrincipales = do
  it "e1" $
    diagonalesPrincipales (listArray ((1,1),(3,4)) [1..12]) `shouldBe`
      [[9],[5,10],[1,6,11],[2,7,12],[3,8],[4]]

spec :: Spec
spec = do
  describe "def. 1" $ specG diagonalesPrincipales1
  describe "def. 2" $ specG diagonalesPrincipales2

-- La verificación es
--    λ> verifica
--    2 examples, 0 failures

-- Equivalencia de las definiciones
-- ================================

-- La propiedad es
prop_diagonalesPrincipales2 :: Positive Int -> Positive Int -> Bool
prop_diagonalesPrincipales2 (Positive m) (Positive n) =
  diagonalesPrincipales1 p == diagonalesPrincipales2 p
  where p = listArray ((1,1),(m,n)) [1..]

-- La comprobación es
--    λ> quickCheck prop_diagonalesPrincipales2
--    +++ OK, passed 100 tests.

-- Comparación de eficiencia
-- =========================

-- La comparación es
--    λ> length (diagonalesPrincipales1 (listArray ((1,1),(10^4,10^4)) [1..]))
--    19999
--    (6.90 secs, 8,010,369,224 bytes)
--    λ> length (diagonalesPrincipales2 (listArray ((1,1),(10^4,10^4)) [1..]))
--    19999
--    (6.78 secs, 8,008,289,224 bytes)

2. Soluciones en Python

from typing import TypeVar

from src.Posiciones_diagonales_principales import (
    posicionesDiagonalesPrincipales1, posicionesDiagonalesPrincipales2)

A = TypeVar('A')

# 1ª solución
# ===========

matriz = list[list[A]]

def diagonalesPrincipales1(p: matriz[A]) -> list[list[A]]:
    m = len(p)
    n = len(p[0])
    return [[p[i-1][j-1] for (i,j) in ijs]
            for ijs in posicionesDiagonalesPrincipales1(m, n)]

# 2ª solución
# ===========

def diagonalesPrincipales2(p: matriz[A]) -> list[list[A]]:
    m = len(p)
    n = len(p[0])
    return [[p[i-1][j-1] for (i,j) in ijs]
            for ijs in posicionesDiagonalesPrincipales2(m, n)]

# Verificación
# ============

def test_diagonalesPrincipales() -> None:
    for diagonalesPrincipales in [diagonalesPrincipales1,
                                  diagonalesPrincipales2]:
        assert diagonalesPrincipales([[ 1, 2, 3, 4],
                                      [ 5, 6, 7, 8],
                                      [ 9,10,11,12]]) == \
                    [[9],[5,10],[1,6,11],[2,7,12],[3,8],[4]]
    print("Verificado")

# La verificación es
#    >>> test_diagonalesPrincipales()
#    Verificado