《Haskell趣學指南》筆記之型別（type）

方應杭在飢人谷發表於2019-05-04
Haskell筆記型別

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這本書居然沒有告訴我怎麼加註釋，我自己搜了一下

  • 單行註釋以 -- 開頭
  • 多行註釋用 {- whatever -} 括起來

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顯式型別宣告

  • :t <exp> 可以得到對應的型別
  • 型別是大寫字母開頭的
  • 給單引數函式宣告型別，語法是 :: ParamType -> ReturnType
    removeNonUppercase :: [Char] -> [Char] 
removeNonUppercase st = [ c | c <- st, c ` elem` ['A'..' Z']] 
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  • 給多引數函式宣告型別，語法是 :: Param1Type -> Param2Type ->ReturnType
    addThree :: Int -> Int -> Int -> Int 
addThree x y z = x + y + z
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基本型別

  • Int -- 有界
  • Integer -- 無界，可以存超大整數，效率比 Int 低
  • Float / Double / Bool / Char / String就是[Char]
  • tuple 的型別由其內部的元素型別決定，空 tuple 是一個單獨的型別，只有一個值 ()

型別變數（類似於泛型）

  • head 的型別是 head :: [a] -> a
    • 注意這裡的 a 是小寫，不是大寫，因為 a 是型別變數，不是型別
    • 一般型別變數只使用一個字母，但是用多個字母也不報錯
  • 多型函式：使用了型別變數的函式。

型別類 typeclass

  • 類似於介面，但是它是用來約束型別 type 的。
  • 一個 type 可以是多個 typeclass 的例項，一個 typeclass 可以有多個 type 例項。
  • Eq 是最常見的型別類，Haskell 中標準型別都是 Eq 的例項，Eq 要求它的例項必須實現 == 和 /= 兩個函式
  • 我們可以看看 == 運算子（也是函式）的型別
    ghci> :t (==) 
(==) :: (Eq a) => a -> a -> Bool
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  • 看上面程式碼，型別宣告 a->a->Bool 前面有個 =>，再前面有個 (Eq a)
    • 這個 (Eq a) 叫做型別約束
    • 它約束 a 必須是 Eq 的例項，這樣就保證了 a 必須實現 == 函式，以提供給全域性的 == 函式呼叫
  • Ord 型別類要求例項必須實現 < / <= / > / >= 等比較操作
  • Ord 的有三種值：GT / LT / EQ，可以用 compare 得到
    ghci> compare 1 2
LT
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  • Show 型別類要求例項可以表示為字串
  • show 函式可以把任意 Show 例項變為字串
  • Read 型別類跟 Show 相反，它把非字串的東西轉為字串
  • read 函式是 show 的相反操作
    ghci> show True 
"True"
ghci> (read "True") || False 
True 
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  • 注意直接 read "True" 會報錯，因為 GHCi 需要根據後續的操作來確定你要把字串轉成什麼型別
  • 型別註解：可以使用型別註解來告訴 GHCi 這玩意是什麼型別。read "True" :: Bool 就不會報錯，看起來很像 TypeScript 的 as 關鍵字
  • Enum 型別類要求例項有 successer 後繼和 predecesor 前趨兩個操作。可以使用 succ 函式和 pred 函式得到一個例項的後繼和前驅。
  • Enum 的例子
    • ['a' .. 'e'] -- "abcde"
    • [LT..GT] -- [LT, EQ, GT]
  • Bounded 型別類要求例項有上限和下限
  • 用 maxBound 和 minBound 可以獲取例項的上下限
  • 這兩個函式的型別是 (Bounded a)=> a，這叫多型常量（跟多型函式對應）。
  • maxBound :: (Bool, Int, Char) 會得到每個例項的上限組成的 tuple，即 (True, 2147483647, \1114111)
  • Num 型別類要求例項具有數的特徵。
  • :t 20 的結果是 (Num t)=> t
    • 這很奇怪， 20 的型別居然不是 Int 或者 Integer 或者 Float 之類的，而是這些型別對應的 typeclass 對應的多型常量，有點燒腦。
  • 所有的數都是多型常量，可以具有任何 Num 的例項的特徵，也就是說 20 既可以是 Int / Integer 也可以是 Float / Double 等。
  • Floating 型別要求例項具有浮點數的特徵，如 Float 和 Double 都是 Floating 的例項。
  • 如 sin :: Floating a => a -> a
  • Integeral 型別要求例項具有整數的特徵，如 Int 和 Integer。
  • 如 fromIntegral :: (Num b, Integral a) => a -> b
  • length [1,2,3] + 3.2 會報錯，解決辦法是 fromIntegral (length [12,3]) + 3.2

型別類概覽

  • Haskell 中所有標準 type 都是 Eq 的例項，除了輸入輸出相關型別和函式
  • 目前我們遇到的所有 type 都是 Ord 的例項，除了函式
  • 目前我們遇到的所有 type 都是 Show 的例項，除了函式
  • 目前我們遇到的所有 type 都是 Read 的例項，除了函式
  • Enum 型別類包含的 type 有 () / Bool / Char / Ordering / Int / Integer / Float / Double
  • Bounded 包含的 type 有 Int / Char / Bool 等
  • Num 包含 Int / Integer / Float / Double，只有已經屬於 Show 和 Eq 的型別例項，才能成為 Num 的例項，這是一個先決條件（ prerequisite）
  • Floating 包含 Float / Double
  • Integeral 包含 Int / Integer

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