Especificamente sobre operações de somatório e produtório, não de modo geral e não consegue representar o seu caso específico porque a ordem da operação é importante.
Existem operações que são feitas em coleções. Elas são funções unárias baseadas em operações binárias (vide operação binária), contanto que a operação binária em si defina, com a coleção dos elementos, um grupo abeliano (não confundir grupo e conjunto, são objetos matemáticos distintos). E somatório e produtório são exemplos dessas operações.
Não tenho a garantia da necessidade de que o grupo necessite ser abeliano, porém, como por si só um grupo não tem ordenação, me parece intuitivo que op(a,b) = op(b,a)
precise ser verdadeiro
A definição de um operador de coleção é recursiva. Seja uma coleção S
(vide bag) um elemento de C*
(vide estrela de Kleene), e C
um conjunto pertencente ao grupo G = {C, op, e}
, onde op
define uma operação comutativa em C
e e
é o elemento neutro de op
. Podemos criar um operador de conjunto opX
que recebe uma coleção e retorna um elmento de C
. Sua assinatura é assim (em LaTeX fica mais elegante, mas fica para um próximo momento, foquemos em ASCII):
opX: C* -> C
Isso significa que opX
recebe uma quantidade variável de elemento de C
(portanto, uma coleção com repetições, vulgo bag) e devolve um elemento de C
. Seu retorno é escalar em C
.
Essa é a assinatura de opX
, que identifica quais os tipos de entradas e qual a sua saída. A definição de opX
, entretanto, é assim:
opX(S) = e, se S = {}
opX(S) = op(a, opX(S\{a})), a em S, S != {}
O somatório é definido desse jeito:
Σ(S) = 0, se S = {}
Σ(S) = +(a, Σ(S\{a})), se a em S, S != {}
E a de produtório:
Π(S) = 1, se S = {}
Π(S) = *(a, Π(S\{a})), se a em S, S != {}
Acontece que muitas vezes não interessa descrever todos os elementos em S
para essas operações. Então se faz uma inferência de conjunto. Para fazer essa inferência, você deve passar uma função unária em X
para mapeamento (se o domínio passado for distinto do domínio da operação básica). Ou seja, você precisa descrever uma função da seguinte assinatura:
map: X -> C
Então você define uma coleção S'
baseada em S
aplicando a função de maepamento map
:
S' = {map(s), s em S}
Então, por convenção, foi definido o seguinte:
Σ(S, map) = Σ(S'), S' = {map(s), s em S}
Porém, como na maior parte das vezes o intervalo de inteiros consiste de números consecutivos, bastaria informar o início e o fim desse intervalo. Também se convencionou que é elegante mostrar qual a variável de iteração, por isso que se coloca i = 0
debaixo do símbolo do sigma (ou do pi, no produtório) e apenas um número arbitrário acima. Exemplo dessa notação: aqui.
Em notação ASCII, seria equivalente a isso:
Σ(ini, fim, map) = Σ(S, map) = Σ(S')
S = [ini, fim], S' = {map(s), s em S}
Onde [ini, fim]
é o intervalo fechado dos números inteiros entre ini
e fim
.
Eu particularmente as vezes escrevo apenas que a variável de iteração está contida em um conjunto. Vide os produtórios.
O algoritmo definido no seu laço em pseudo-código, entretanto, não consigo fazer com que ele se torne uma operação em algum conjunto numérico relevante (naturais/inteiros/racionais/reais/complexos).