# [X分鐘速成Y](http://learnxinyminutes.com/) ## 其中 Y=Haskell 源代碼下載：?[learn-haskell-zh.hs](http://learnxinyminutes.com/docs/files/learn-haskell-zh.hs) Haskell 是一門實用的函數式編程語言，因其 Monads 與類型系統而聞名。而我使用它則是因為它異常優雅。用 Haskell 編程令我感到非常快樂。 ~~~ -- 單行注釋以兩個減號開頭 {- 多行注釋像這樣 被一個閉合的塊包圍 -} ---------------------------------------------------- -- 1\. 簡單的數據類型和操作符 ---------------------------------------------------- -- 數字 3 -- 3 -- 數學計算 1 + 1 -- 2 8 - 1 -- 7 10 * 2 -- 20 35 / 5 -- 7.0 -- 默認除法不是整除 35 / 4 -- 8.75 -- 整除 35 `div` 4 -- 8 -- 布爾值 True False -- 布爾操作 not True -- False not False -- True 1 == 1 -- True 1 /= 1 -- False 1 < 10 -- True -- 在上面的例子中，`not` 是一個接受一個參數的函數。 -- Haskell 不需要括號來調用函數，所有的參數都只是在函數名之后列出來 -- 因此，通常的函數調用模式是： -- func arg1 arg2 arg3... -- 你可以查看函數部分了解如何自行編寫。 -- 字符串和字符 "This is a string." -- 字符串 'a' -- 字符 '對于字符串你不能使用單引號。' -- 錯誤！ -- 連接字符串 "Hello " ++ "world!" -- "Hello world!" -- 一個字符串是一系列字符 ['H', 'e', 'l', 'l', 'o'] -- "Hello" "This is a string" !! 0 -- 'T' ---------------------------------------------------- -- 列表和元組 ---------------------------------------------------- -- 一個列表中的每一個元素都必須是相同的類型。 -- 下面兩個列表等價 [1, 2, 3, 4, 5] [1..5] -- 區間也可以這樣 ['A'..'F'] -- "ABCDEF" -- 你可以在區間中指定步進 [0,2..10] -- [0, 2, 4, 6, 8, 10] [5..1] -- 這樣不行，因為 Haskell 默認遞增 [5,4..1] -- [5, 4, 3, 2, 1] -- 列表下標 [0..] !! 5 -- 5 -- 在 Haskell 你可以使用無限列表 [1..] -- 一個含有所有自然數的列表 -- 無限列表的原理是，Haskell 有“惰性求值”。 -- 這意味著 Haskell 只在需要時才會計算。 -- 所以當你獲取列表的第 1000 項元素時，Haskell 會返回給你： [1..] !! 999 -- 1000 -- Haskell 計算了列表中第 1 至 1000 項元素，但這個無限列表中剩下的元素還不存在。 -- Haskell 只有在需要時才會計算它們。 -- 連接兩個列表 [1..5] ++ [6..10] -- 往列表頭增加元素 0:[1..5] -- [0, 1, 2, 3, 4, 5] -- 其它列表操作 head [1..5] -- 1 tail [1..5] -- [2, 3, 4, 5] init [1..5] -- [1, 2, 3, 4] last [1..5] -- 5 -- 列表推導 (list comprehension) [x*2 | x <- [1..5]] -- [2, 4, 6, 8, 10] -- 附帶條件 [x*2 | x <-[1..5], x*2 > 4] -- [6, 8, 10] -- 元組中的每一個元素可以是不同類型，但是一個元組的長度是固定的 -- 一個元組 ("haskell", 1) -- 獲取元組中的元素（例如，一個含有 2 個元素的元祖） fst ("haskell", 1) -- "haskell" snd ("haskell", 1) -- 1 ---------------------------------------------------- -- 3\. 函數 ---------------------------------------------------- -- 一個接受兩個變量的簡單函數 add a b = a + b -- 注意，如果你使用 ghci (Hakell 解釋器)，你需要使用 `let`，也就是 -- let add a b = a + b -- 調用函數 add 1 2 -- 3 -- 你也可以使用反引號中置函數名： 1 `add` 2 -- 3 -- 你也可以定義不帶字母的函數名，這樣你可以定義自己的操作符。 -- 這里有一個做整除的操作符 (//) a b = a `div` b 35 // 4 -- 8 -- Guard：一個在函數中做條件判斷的簡單方法 fib x | x < 2 = x | otherwise = fib (x - 1) + fib (x - 2) -- 模式匹配與 Guard 類似。 -- 這里給出了三個不同的 fib 定義。 -- Haskell 會自動調用第一個符合參數模式的聲明 fib 1 = 1 fib 2 = 2 fib x = fib (x - 1) + fib (x - 2) -- 元組的模式匹配 foo (x, y) = (x + 1, y + 2) -- 列表的模式匹配 -- 這里 `x` 是列表中第一個元素，`xs` 是列表剩余的部分。 -- 我們可以實現自己的 map 函數： myMap func [] = [] myMap func (x:xs) = func x:(myMap func xs) -- 匿名函數帶有一個反斜杠，后面跟著所有的參數 myMap (\x -> x + 2) [1..5] -- [3, 4, 5, 6, 7] -- 在 fold（在一些語言稱 為`inject`）中使用匿名函數 -- foldl1 意味著左折疊 (fold left), 并且使用列表中第一個值作為累加器的初始值。 foldl1 (\acc x -> acc + x) [1..5] -- 15 ---------------------------------------------------- -- 4\. 其它函數 ---------------------------------------------------- -- 部分調用 -- 如果你調用函數時沒有給出所有參數，它就被“部分調用”。 -- 它將返回一個接受余下參數的函數。 add a b = a + b foo = add 10 -- foo 現在是一個接受一個數并對其加 10 的函數 foo 5 -- 15 -- 另一種等價寫法 foo = (+10) foo 5 -- 15 -- 函列表合 -- (.) 函數把其它函數鏈接到一起。 -- 例如，這里 foo 是一個接受一個值的函數。 -- 它對接受的值加 10，并對結果乘以 5，之后返回最后的值。 foo = (*5) . (+10) -- (5 + 10) * 5 = 75 foo 5 -- 75 -- 修正優先級 -- Haskell 有另外一個函數 `$` 可以改變優先級。 -- `$` 使得 Haskell 先計算其右邊的部分，然后調用左邊的部分。 -- 你可以使用 `$` 來移除多余的括號。 -- 修改前 (even (fib 7)) -- true -- 修改后 even . fib $ 7 -- true -- 等價地 even $ fib 7 -- true ---------------------------------------------------- -- 5\. 類型聲明 ---------------------------------------------------- -- Haskell 有一個非常強大的類型系統，一切都有一個類型聲明。 -- 一些基本的類型： 5 :: Integer "hello" :: String True :: Bool -- 函數也有類型 -- `not` 接受一個布爾型返回一個布爾型 -- not :: Bool -> Bool -- 這是接受兩個參數的函數 -- add :: Integer -> Integer -> Integer -- 當你定義一個值，聲明其類型是一個好做法 double :: Integer -> Integer double x = x * 2 ---------------------------------------------------- -- 6\. 控制流和 If 語句 ---------------------------------------------------- -- if 語句： haskell = if 1 == 1 then "awesome" else "awful" -- haskell = "awesome" -- if 語句也可以有多行，注意縮進： haskell = if 1 == 1 then "awesome" else "awful" -- case 語句 -- 解析命令行參數： case args of "help" -> printHelp "start" -> startProgram _ -> putStrLn "bad args" -- Haskell 沒有循環，它使用遞歸 -- map 對一個列表中的每一個元素調用一個函數 map (*2) [1..5] -- [2, 4, 6, 8, 10] -- 你可以使用 map 來編寫 for 函數 for array func = map func array -- 調用 for [0..5] $ \i -> show i -- 我們也可以像這樣寫 for [0..5] show -- 你可以使用 foldl 或者 foldr 來分解列表 -- foldl <fn> <initial value> <list> foldl (\x y -> 2*x + y) 4 [1,2,3] -- 43 -- 等價于 (2 * (2 * (2 * 4 + 1) + 2) + 3) -- foldl 從左開始，foldr 從右 foldr (\x y -> 2*x + y) 4 [1,2,3] -- 16 -- 現在它等價于 (2 * 3 + (2 * 2 + (2 * 1 + 4))) ---------------------------------------------------- -- 7\. 數據類型 ---------------------------------------------------- -- 在 Haskell 中聲明你自己的數據類型： data Color = Red | Blue | Green -- 現在你可以在函數中使用它： say :: Color -> String say Red = "You are Red!" say Blue = "You are Blue!" say Green = "You are Green!" -- 你的數據類型也可以有參數： data Maybe a = Nothing | Just a -- 這些都是 Maybe 類型： Just "hello" -- `Maybe String` 類型 Just 1 -- `Maybe Int` 類型 Nothing -- 對任意 `a` 為 `Maybe a` 類型 ---------------------------------------------------- -- 8\. Haskell IO ---------------------------------------------------- -- 雖然不解釋 Monads 就無法完全解釋 IO，但大致了解并不難。 -- 當執行一個 Haskell 程序時，函數 `main` 就被調用。 -- 它必須返回一個類型 `IO ()` 的值。例如： main :: IO () main = putStrLn $ "Hello, sky! " ++ (say Blue) -- putStrLn 的類型是 String -> IO () -- 如果你的程序輸入 String 返回 String，那樣編寫 IO 是最簡單的。 -- 函數 -- interact :: (String -> String) -> IO () -- 輸入一些文本，對其調用一個函數，并打印輸出。 countLines :: String -> String countLines = show . length . lines main' = interact countLines -- 你可以認為一個 `IO ()` 類型的值是表示計算機做的一系列操作，類似命令式語言。 -- 我們可以使用 `do` 聲明來把動作連接到一起。 -- 舉個列子 sayHello :: IO () sayHello = do putStrLn "What is your name?" name <- getLine -- 這里接受一行輸入并綁定至 "name" putStrLn $ "Hello, " ++ name -- 練習：編寫只讀取一行輸入的 `interact` -- 然而，`sayHello` 中的代碼將不會被執行。唯一被執行的動作是 `main` 的值。 -- 為了運行 `sayHello`，注釋上面 `main` 的定義，替換為： -- main = sayHello -- 讓我們來更進一步理解剛才所使用的函數 `getLine` 是怎樣工作的。它的類型是： -- getLine :: IO String -- 你可以認為一個 `IO a` 類型的值代表了一個運行時會生成一個 `a` 類型值的程序。 -- （可能伴隨其它行為） -- 我們可以通過 `<-` 保存和重用這個值。 -- 我們也可以實現自己的 `IO String` 類型函數： action :: IO String action = do putStrLn "This is a line. Duh" input1 <- getLine input2 <- getLine -- `do` 語句的類型是它的最后一行 -- `return` 不是關鍵字，只是一個普通函數 return (input1 ++ "\n" ++ input2) -- return :: String -> IO String -- 我們可以像調用 `getLine` 一樣調用它 main'' = do putStrLn "I will echo two lines!" result <- action putStrLn result putStrLn "This was all, folks!" -- `IO` 類型是一個 "Monad" 的例子。 -- Haskell 通過使用 Monad 使得其本身為純函數式語言。 -- 任何與外界交互的函數（即 IO）都在它的類型聲明中標記為 `IO`。 -- 這告訴我們什么樣的函數是“純潔的”(不與外界交互，不修改狀態) ， -- 什么樣的函數不是 “純潔的”。 -- 這個功能非常強大，因為純函數并發非常容易，由此在 Haskell 中做并發非常容易。 ---------------------------------------------------- -- 9\. Haskell REPL ---------------------------------------------------- -- 鍵入 `ghci` 開始 REPL。 -- 現在你可以鍵入 Haskell 代碼。 -- 任何新值都需要通過 `let` 來創建 let foo = 5 -- 你可以通過命令 `:t` 查看任何值的類型 >:t foo foo :: Integer -- 你也可以運行任何 `IO ()`類型的動作 > sayHello What is your name? Friend! Hello, Friend! ~~~ Haskell 還有許多內容，包括類型類 (typeclasses) 與 Monads。這些都是令 Haskell 編程非常有趣的好東西。我們最后給出 Haskell 的一個例子，一個快速排序的實現： ~~~ qsort [] = [] qsort (p:xs) = qsort lesser ++ [p] ++ qsort greater where lesser = filter (< p) xs greater = filter (>= p) xs ~~~ 安裝 Haskell 很簡單。你可以[從這里獲得](http://www.haskell.org/platform/)。 你可以從優秀的?[Learn you a Haskell](http://learnyouahaskell.com/)?或者?[Real World Haskell](http://book.realworldhaskell.org/)?找到更平緩的入門介紹。