Haskell 笔记

Haskell 学习笔记

Haskell简介

• 在纯粹函数式程序语言中的函数能做的唯一事情就是利用引数计算结果，不会产生所谓的副作用一开始会觉得这限制很大，不过这也是他的优点所在：若以同样的参数调用同一个函数两次，得到的结果一定是相同。这被称作“引用透明(Referential Transparency)”
• Haskell 是惰性 (lazy) 的。也就是说若非特殊指明，函数在真正需要结果以前不会被求值。
• Haskell 是静态类型 (statically typed) 的。当你编译程序时，编译器需要明确哪个是数字，哪个是字符串。这就意味着很大一部分错误都可以在编译时被发现，若试图将一个数字和字符串相加，编译器就会报错。
• Haskell 拥有一套强大的类型系统，支持自动类型推导 (type inference)。这一来你就不需要在每段源代码上都标明它的类型，像计算 a=5+4，你就不需另告诉编译器“ a 是一个数值”，它可以自己推导出来。
• Haskell 采纳了很多高阶程序语言的概念，因而它的源代码优雅且简练。与同层次的命令式语言相比，Haskell 的源代码往往会更短，更短就意味着更容易理解，bug 也就更少。

在这份教学中我们会使用 目前最流行的版本:GHC

从网上下载相应平台版本的Ghc包，解压后进入到解压的包中

./configure
make install

完成安装，进入到命令行，执行 ghci 命令进入到交互式的界面中（ctrl + d）退出

常见的运算子

"*" 就是一个将两个数相乘的函数，就像三明治一样，用两个参数将它夹在中央，这被称作中缀函数。而其他大多数不能与数夹在一起的函数则被称作前缀函数。绝大部分函数都是前缀函数。

第一个Haskell程序

-- 返回 8 后面的数 9
succ 8

在 Haskell 中是用空格来将函数与参数分隔的。至于调用多个参数的函数也很容易，min 和 max 接受两个可比较大小的参数，并返回较大或者较小的那个数。

函数调用拥有最高的优先级
Haskell 中的函数并没有顺序，所以先声明 doubleUs 还是先声明 doubleMe 都是同样的。在这里有两点需要注意。首先就是我们没有大写 conan 的首字母，因为首字母大写的函数是不允许的。（类型名大写）

• ++
• :
• !!

Prelude> 'A':"SMALL CAT"
"ASMALL CAT"

在使用 ++ 运算子处理长字符串时要格外小心 (对长 List 也是同样)， Haskell 会遍历整个的 List(++ 符号左边的那个)。在处理较短的字符串时问 题还不大，但要是在一个 5000 万长度的 List 上追加元素，那可得执行好一 会儿了。所以说，用 : 运算子往一个 List 前端插入元素会是更好的选择。

常用的数据结构 List

list 中常用的函数

1. head 返回list中的第一个元素
2. tail 返回list中除去第一个元素之外的所有元素
3. last 返回最后一个元素
4. init 返回除去最后一个元素之外的所有元素
5. length 返回一个list的长度
6. null 判断一个list是否为空，空返回true 非空就返回false
7. reverse 将一个list转置
8. take [n] 返回一个list的前几个元素（若n超过list的长度则返回整个list）
9. drop 删除list的前几个元素（用法同上）
10. maximum 返回一个list中最大的那个元素
11. minimum 返回一个list中最小的那个元素
12. sum 返回一个list中的所有元素的和
13. product 返回一个list中所有元素的积
14. elem 判断一个元素是否包含于一个list，通常以中缀函数的形式调用它

Range函数

-- 写出元素为 1-20 的 list 可以使用 range
[1..20]
[2,4..20]
[3,6..20]

无限长度的 list, 由于 Haskell 是惰性的，它不会对无限长度的 List 求值，否则会没完没了的。它会等着，看你会从它那儿取多少。在这里它见你只要 24 个元素。

-- cycle 函数接受一个 list 做参数，并返回一个无限的 List。
take 10 (cycle [1,2,3])
take 12 (cycle "LOL")

-- repeat 接受一个值做参数，
replicate 3 10
[10,10,10]

Range 使用时尽量避免浮点数

List comprehension

Prelude> [x*2|x <- [1..10],x*2 >= 12]
[12,14,16,18,20]

编写自己的 length 函数 length`

length` xs = sum[1|_ <- xs]

嵌套 list 的处理

*Main> let xxs = [[1,3,5,2,3,1,2,4,5],[1,2,3,4,5,6,7,8,9],[1,2,4,2,1,6,3,1,3,2,3]]
*Main> [[x|x <- xs,even x]|xs <-xxs]
[[2,2,4],[2,4,6,8],[2,4,2,6,2]]
*Main>

Tuple 元组

Tuple 中的项由括号括起，并由逗号隔开。可以有单元素的 list，但 tuple 不行。

Tuple 中常用的函数

1. fst 返回一个序对的首项 （仅对序对有效，而不能应用于三元组，四元组，五元组之上）
2. snd 返回序对的尾项（仅对序对有效，而不能应用于三元组，四元组，五元组之上）
3. zip 它可以用来生成一组序对 Pair 的 List。 它取两个List，然后将它们交叉配对，形成一组序对的list
   当两个list长度不匹配时，较长的那个list会从中间断开

Types and Typeclasses

之前我们有说过Haskell是Static Type，这表示在编译时期每个表达式的类型都已经确定下来，这提高了源代码的安全性。

:t 命令后跟任何可用的表达式，即可得到该表达式的类型

:t 'a'
:t true
:t "HELLO!"

可以看出 :t 命令处理一个表达式的输出结果为表达式后跟 :: 及其类型。:: 读作它的类型为 。

Type variables

ghci> :t head
head :: [a] -> a

想想我们在前面说过，凡是类型其首字母必大写，所以它不会是个类型。
它是个类型变量，意味着a可以是任意的类型。这一点与其他语言中的泛型（generic）很相似，但在 Haskell 中要更为强大，他可以让我们轻而易举地写出类型无关的函数，使用到类型变量的函数称作“多态函数”，head函数的类型声明里标明了他可以取任意类型的List并返回其中的第一个元素。
在命名上，类型变量使用多个字符是合法的，不过约定俗成，通常都是 使用单个字符，如 a,b,c,d

Typeclasses

Prelude> :t (==)
(==) :: Eq a => a -> a -> Bool

=> 符号，它左边的部分叫做类型约束
相等函数取两个相同类型的值作为参数并返回一个布尔值，而这两个参数的类型同在Eq类之中（即类型约束）
Eq这一Typeclass提供了判断相等性的界面，凡是可比较相等性的类型必属于 Eq class

几个基本的Typeclass

1. 包含可判断相等性的类型
2. 包含可比较大小的类型
3. compare函数取两个Ord类中的相同类型的值作参数，返回比较的结 果。这个结果是如下三种类型之一:GT，LT，EQ。
4. Show的成员为可用字符串表示的类型。目前为止，除函数以外的所有 类型都是Show的成员。操作Show Typeclass，最常用的函数表示show。它 可以取任一Show的成员类型并将其转为字符串.
5. Read与Show相反的TypeClass。read函数可以将一个字符串转为Read的某成员类型。
6. Enum的成员都是连续的类型，也就是可枚举。Enum类存在的主要好处就在于我们可以在Rang中用到他的成员类型：每个值都有后继子和前置子，分别可以通过succ函数和pred函数得到。该Typeclass包含的类型有：（），Bool，Char，Ordering，Int，Integer，Float，Double
7. Bounded的成员都有一个上限和下限，如果其中的项都属于Bounded Typeclass，那么该 Tuple 也属于 Bounded
8. Num是表示数字的Typeclass，它的成员类型都具有数字的特征，检查一个数字的类型
   类型只有亲近Show和Eq，才可以加入Num
9. Integral同样是表示数字的Typeclass.Num包含所有的数字：实数和整数。而Integer仅包含整数，其中的成员类型有Int和Integer
10. Floating仅包含浮点类型：Float和Double
11. 有个函数在处理数字时会非常有用，它便是fromIntegral。其类型声明为：fromIntegral::(Num b,Integral a) => a-> b 从中我们可以看出，它取一个整数做参数并返回一个更加通用的数字，这在同时处理整数和浮点数时尤为有用。

Prelude> maxBound ::(Bool,Int,Char)
(True,9223372036854775807,'\1114111')