十分鐘學會 Haskell

1 概要

Haskell 是函式式（一切通過函式呼叫來完成）、靜態、隱式型別（型別由編譯器檢測，型別宣告不是必需的）、惰性（除非必要，否則什麼也不做）的語言。其最大眾化的近親大概是 ML 族語言（不過不是惰性的）。

最流行(common)的 Haskell 編譯器是 GHC，下載地址。GHC 在 GNU/Linux, FreeBSD, MacOS, Windows 以及 Solaris 平臺上都有可供使用的二進位制包。安裝 GHC，即獲得 ghc 和 ghci。前者用於將 Haskell 程式庫或應用程式編譯成二進位制碼。後者為直譯器，可在編寫 Haskell 程式碼後立即得到反饋.

2 表示式

大部份數學表示式都可以輸入 ghci

直接解答。Prelude> 是 GHCi 預設提示符。

Prelude> 3 * 5

Prelude> 4 ^ 2 - 1

Prelude> (1 - 5)^(3 * 2 - 4)

字串需要雙引號引用，以 ++ 連線。 Prelude> "Hello"

 "Hello"

Prelude> "Hello" ++ ", Haskell"

 "Hello, Haskell"

呼叫函式時，引數緊接函式即可，其間無須新增括號。

Prelude> succ 5

Prelude> truncate 6.59

Prelude> round

6.59

Prelude> sqrt 2

 1.4142135623730951

Prelude> not (5 < 3)

 True

Prelude> gcd 21 14

3 控制檯

呼叫 I/O actions 進行控制檯輸入和輸出。如：

Prelude> putStrLn "Hello, Haskell"

 Hello, Haskell

Prelude> putStr "No newline" No newlinePrelude> print (5 + 4)

Prelude> print (1 < 2)

 True

putStr 和 putStrLn

輸出字串到終端。print 輸出任意型別的值。（如果 print 作用於字串，輸出將用引號引用。) 複雜的 I/O acttions 需要 do 語句塊，以分號間隔。 Prelude> do { putStr "2 + 2 = " ; print (2 + 2) }

 2 + 2 = 4

Prelude> do { putStrLn "ABCDE" ; putStrLn "12345" }

 ABCDE
 12345

通過 getLine（返回字串）或 readLn（返回任意你需要的型別）獲得輸入。用 <- 符號給 I/O action 的結果命名。 Prelude> do { n <- readLn ; print (n^2) }

 4
 16

（4 是輸入。16 是結果。）

do 語句塊的另一種方式，以縮排取代花括號和分號。雖然在 ghci 中未能獲得完美支援，但是可以把它們塞進原始檔（如 Test.hs）裡然後編譯：

main = do putStrLn "What is 2 + 2?"
          x <- readLn
          if x == 4
              then putStrLn "You're right!"
              else putStrLn "You're wrong!"

執行 ghc --make Test.hs，得到 Test（Windows 上是 Test.exe）。順便接觸了 if 語句。

do 之後首個非空白字元，如上例 putStrLn 的 p，是特別的。每新起一行，行首與之對齊，即視為同一 do 塊之新句；縮排較之多則繼續前句；較之少則結束此 do 塊。是為頁面佈局（layout），Haskell 以之迴避語句結束標記和花括號。（故then 和 else 子句務必縮排，否則將脫離 if 語句，導致錯誤。）

（注意：切勿使用製表符。從技術上講，八格製表符可以正常工作，但不是個好主意。也不要使用非等寬字型——顯然，有些人在程式設計的時候會犯此糊塗！）

4 型別

到目前為止，我們一直沒有提到過型別宣告。那是因為 Haskell 暗中推斷，不必宣告之。如果非要宣告型別，可用 :: 符號明確指出，如： Prelude> 5 :: Int

Prelude> 5 :: Double

5.0

型別 types（以及型別類 type classes，稍後提及）總是以大寫開頭。變數（variables）總是以小寫開頭。這是語言規則，而不只是命名習慣。

你也可以讓 ghci 告訴你選擇的內容的型別，這種方法很有用，因為型別宣告並不是必需的。

Prelude> :t True True :: Bool Prelude> :t 'X' 'X' :: Char Prelude> :t "Hello, Haskell" "Hello, Haskell" ::[Char] (在這個例子中，[Char] 是 String 的另外一種表達方式。參見後面的 section on lists 。)

有關數字的例子則更加有趣：

Prelude> :t 42 42 :: (Num t) => t Prelude> :t 42.0 42.0 :: (Fractional t) => t Prelude> :t gcd 15 20 gcd 15 20:: (Integral t) => t

這些型別用到了 "型別類（type classes）" 含義如下：

42 可作為任意數字(numeric)型別。(這就是為什麼我既可以把5宣告為Int型別，也可以宣告為Double型別的原因。)
42.0 可作為任意分數(fractional)型別，但不能是整數(integral)型別。
gcd 15 20 (此為函式呼叫) 可作為任意整數(integral)型別，但不能是分數型別。

在Haskell "Prelude"(你不需要import任何東西就能使用的那部分庫)中有五種數字(numeric)型別:

Int 是一個至少30位(bit)精度的整數。
Integer 是一個無限精度的整數。
Float 是一個單精度浮點數。
Double 是一個雙精度浮點數。
Rational 是一個沒有舍入誤差的分數/小數型別。

上面5個都是Num型別的例項（instances）。其中前兩個是Integral型別的例項，後面三種是Fractional型別的例項。

總的一塊來看一下，

Prelude> gcd 42 35 :: Int

Prelude> gcd 42 35 :: Double

 <interactive>:1:0:
     No instance for (Integral Double)

最後值得一提的型別是()，念做"unit"。它只有一個取值，也寫作()並念做"unit"。 Prelude> () () Prelude> :t ()() :: () 你可以把它看作類似C語言中的void關鍵字。在一個I/O動作中，如果你不想返回任何東西，你可以返回()。

5 有結構的資料

基本資料型別可以很容易的通過兩種方式組合在一起：通過 [方括號] 組合的列表（lists），和通過 (圓括號) 組合的元組（tuples）。

列表可以用來儲存多個相同型別的值：

Prelude> [1, 2, 3]

 [1,2,3]

Prelude> [1 .. 5]

 [1,2,3,4,5]

Prelude> [1, 3 .. 10]

 [1,3,5,7,9]

Prelude> [True, False, True]

 [True,False,True]

Haskell 中的字串（String）其實只不過是字元（Character）型別的 List：

Prelude> ['H', 'e', 'l', 'l', 'o']

 "Hello"

冒號 : 運算子用來把一個項（item）新增到列表的開始處。(相當於LISP語言中的cons函式) Prelude> 'C' :['H', 'e', 'l', 'l', 'o']

 "CHello"

元組則和列表不同，它用來儲存固定個數，但型別不同的值。【譯者注：列表是型別相同，但個數不固定，甚至還可以是無限個數】

Prelude> (1, True)

 (1,True)

Prelude> zip [1 .. 5] ['a' .. 'e']

 [(1,'a'),(2,'b'),(3,'c'),(4,'d'),(5,'e')]

上面這個例子用到了 zip 函式，它可以把兩個列表組合成一個元組的列表。

型別一般都符合你的期望：

Prelude> :t ['a' .. 'c'] ['a' .. 'c'] :: [Char] Prelude> :t [('x', True), ('y', False)] [('x', True), ('y', False)] :: [(Char, Bool)]

列表在Haskell中被大量使用。有些函式能夠很好地對列表進行運算：

Prelude> [1 .. 5] [1,2,3,4,5] Prelude> map (+

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2 表示式

3 控制檯

4 型別

5 有結構的資料

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