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Haskell系列教程(一)简介

Haskell系列教程(一)简介

作者: du1dume | 来源:发表于2017-04-08 03:49 被阅读0次

    Haskell特性

    • 简洁的程序风格
    • 强大的类型系统
    • List comprehensions(wiki的意思就是有基于存在的lists创建一个list的能力)
    • 递归函数
    • 高阶函数(接受函数为参数,返回值为函数)
    • Effectful函数(就是纯函数的反义词。Haskell提供了统一的框架来处理副作用)
    • 泛型函数
    • 惰性求值
    • 等式推导

    Haskell初体验

    以下只为体验,不为详解。

    第一个例子,求和函数

    sum函数的定义
    sum [] = 0 -- 等号左边为函数声明,右边为函数体
    -- 这里我们定义了一个函数sum,接受一个空列表为参数,返回值为0
    
    sum (n:ns) = n + sum ns --递归定义
    -- (n:ns)为一个list,n代表list中的第一个元素,ns代表list中除了第一个元素以外剩下的元素,ns等于是子list
    -- 这里相当于重载了sum函数的定义,接受一个list为参数,返回值为:第一个元素 + 子列表的和(递归调用sum)
    
    sum函数的类型
    sum :: Num a => [a] -> a
    -- 箭头左边限定a的类型为Num;箭头右边的为函数类型定义,即接受一个列表,列表中的数据为a,返回值为a
    
    sum函数的计算过程
    sum [1, 2, 3]
    -- 1. 根据函数定义可推导出 sum [1, 2, 3] = 1 + sum [2, 3]
    -- 2. 以此类推 1 + sum [2, 3] = 1 + 2 + sum [3]
    -- 3. 1 + 2 + sum [3] = 1 + 2 + 3 + sum []
    -- 4. 1 + 2 + 3 + sum [] = 1 + 2 + 3 + 0 (根据函数定义sum [] = 0)
    -- 5. 最后答案为6
    

    第二个例子,快排函数

    quicksort函数的定义
    quicksort [] = [] --参数值为空列表时,返回值为空列表
    quicksort (x:xs) = quicksort smaller ++ [x] ++ quicksort larger
                       where
                         smaller = [a | a <- xs, a <= x]
                         larger = [b | b <- xs, b > x]
    
    • ++操作符把两个list连接起来,[1,2,3] ++ [4,5] = [1,2,3,4,5]
    • smaller为子列表,在where中做了限定,即smaller中的元素a,取值于子列表xs,且a的值小于等于x。x为原始列表的第一个值。也就是说,smaller这个子列表中的数据都比x小或者等于x
    • 同理,larger这个子列表中的数据都比x来的大
    quicksort函数的类型
    quickesort :: Ord a => [a] -> [a]
    -- 数据a限定为Ord类型。该函数接受一个列表为参数,列表中的数据为a,返回一个列表,列表的数据为a
    
    quicksort函数的计算过程
    quicksort [1]
    -- 1. quicksort [] ++ [1] ++ quicksort [] (根据定义,比1小的列表为空,比1大的列表为空)
    -- 2. [] ++ [1] ++ [] (根据定义,quicksort [] = [])
    -- 3. 结果为[1]
    
    quicksort [3, 4, 5, 1, 2, 3]
    -- 1. quicksort [1, 2, 3] ++ [3] ++ quicksort[4, 5]
    -- 2. (quicksort [] ++ [1] ++ quicksort [2, 3]) ++ [3] ++ (quicksort [] ++ [4] ++ quicksort [5])
    -- 3. ([] ++ [1] ++ (quicksort [] ++ [2] ++ quicksort [3])) ++ [3] ++ ([] ++ [4] ++ [5])
    -- 4. ([] ++ [1] ++ ([] ++ [2] ++ [3])) ++ [3] ++ ([] ++ [4] ++ [5])
    -- 5. 结果为[1, 2, 3, 3, 4, 5]
    

    第三个例子,带有副作用操作的函数

    seqacts函数的定义

    seqacts函数接受一个列表,列表里是一系列输入或者输出操作,比如在控制台读取或者写入字符。

    seqacts [] = return [] -- 此return非彼return。这里的return为一函数,用于将值包装进IO。因此此处的返回值为IO []
    seqacts (act:acts) = do x <- act -- 当列表不为空时,先运行第一个操作,返回值为x
                            xs <- seqacts acts -- 对子列表继续调用seqacts函数
                            return (x:xs) -- 返回值为IO [a]
    
    seqacts函数的类型

    通过上面的定义可以推导出类型为:

    seqacts :: [IO a] -> IO [a]
    -- 输入输出操作是有副作用的操作,在Haskell中用IO表示副作用操作(这里可以把IO想成函数)。而a表示副作用操作的返回值(函数的返回值)
    -- 返回值是一个副作用操作,这个副作用操作的返回值是一个列表,列表中的数据为a(可以这样想,返回值是个函数,这个函数的返回值是个[a])。为什么这里不直接返回[a],因为seqacts函数涉及了IO,返回值则也要用IO包装
    

    IO也是有类型的,因此函数类型可以进一步抽象为:

    seqacts :: Monad m => [m a] -> m [a]
    -- Monad就像上两例中的Num和Ord
    

    (完)

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