# code-haskell

**Repository Path**: quanw20/code-haskell

## Basic Information

- **Project Name**: code-haskell
- **Description**: 使用Haskell
学习函数式
- **Primary Language**: Haskell
- **License**: WTFPL
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 0
- **Forks**: 0
- **Created**: 2022-06-14
- **Last Updated**: 2022-08-08

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: Haskell, monad, Functional

## README

# CODE_HASKELL

## 0. 简介

Haskell 是一种标准化的、通用纯函数式编程语言，有非限定性语义和强静态类型。
Haskell 语言的最主要的执行环境是 GHC。
Haskell 是一门以表达式为主导（expression-oriented）的语言

## 1. 安装 VS code Haskell 开发环境

1. 安装 Ghcup

To install on Windows
run the following in a PowerShell session (as a non-admin user):

```powershell
Set-ExecutionPolicy Bypass -Scope Process -Force;[System.Net.ServicePointManager]::SecurityProtocol = [System.Net.ServicePointManager]::SecurityProtocol -bor 3072;Invoke-Command -ScriptBlock ([ScriptBlock]::Create((Invoke-WebRequest https://www.haskell.org/ghcup/sh/bootstrap-haskell.ps1 -UseBasicParsing))) -ArgumentList $true
```

1. 安装 VS code 插件

```
haskell.haskell

justusadam.language-haskell

hoovercj.haskell-linter
```

3. 安装 hlint

```powershell
cabal install hlint
```

## 2. 学习路径

### 2.1 ghci

: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”

凡是明确的类型，其首字母必为大写

如果你打算给你编写的函数加上个类型声明却拿不准它的类型是啥，只要先不写类型声明，把函数体写出来，再使用:t 命令测一下即可

:info 来查看某个操作符的优先级

```haskell
Prelude> :info (+)
type Num :: * -> Constraint
class Num a where
  (+) :: a -> a -> a
  ...
        -- Defined in `GHC.Num'
infixl 6 + -- 左结合 优先级 6

Prelude> :info (^)
(^) :: (Num a, Integral b) => a -> b -> a
 -- Defined in `GHC.Real'
infixr 8 ^ -- 右结合 优先级 8
```

优先级和结合性规则的组合通常称之为操作符位(置)(fixity )规则

### 2.2 数据类型

1. 基本数据类型

```haskell
Int         A fixed-precision integer type
Integer     A unfixed-precision integer type
Float       Single-precision floating point numbers.
Double      Double-precision floating point numbers.
Bool        True or False
Char        An enumeration whose values represent Unicode
```

2. 常用容器

**List**

用:把元素与 list、其他元素连接（cons）起来。:是右结合的运算符。[1,2,3] 实际上是 1:2:3:[] 的语法糖。  
两个 List 合并通过 ++ 运算子实现。  
按照索引取得 List 中的元素，可以使用 !! 运算子，索引的下标为 0。  
List 中的 List 可以是不同长度，但必须得是相同的型别。  
['K'..'Z']这样的 Range 方法快捷定义一个 List。[2,4..20]用法给出了 Range 的第一、第二、最后一个元素。  
使用 > 和 >= 可以比较 List 的大小。它会先比较第一个元素，若它们的值相等，则比较下一个，以此类推。

**Tuple**

使用( )与逗号分隔符，定义一个 tuple 的实例。其元素可以是不同类型，但个数是固定的。

fst 返回一个序对的首项。
snd 返回序对的尾项  
zip 取两个 List 作为参数，然后将它们依次配对，形成一组序对的 List。

3. 类型类(Typeclass)

描述参与运算的数据的类型,对其加以限制
并不是一个类，倒更像一个接口，Eq a 对类型 a 作了限制，表示类型 a 必须得是 Eq 的一个实例(instance)才行。
而成为 Eq 的实例， 需要实现一些函数，这些函数告诉了==满足什么样的条件说明这两个元素是相等的。
所以，并不是所有类型的元素都可以做==的参数的，必须得是 Eq 实例的类型才可以。

```haskell
Eq          可判断相等性的type  它的实例，可以用==比较这个类型的两个元素是不是相等
Ord         可比较大小的type 结果是三种类型之一：GT,LT,EQ
Show        可表示为字符串的type 它的实例，ghci就知道如何来显示它
Read        可从字符串转换出值的type
Enum        连续的，也就是可枚举的type。通过`succ`函数得到后继，`pred`函数得到前置
Bounded     有上限和下限。例如：maxBound :: Char 
Num         实数和整数。而Intgral仅包含整数
Integral    整数
Floating    浮点数 Float和Double
```

4. 定义一个新一数据类型(使用 data 关键字来定义)

```haskell
data Bool = False | True
```

要想显示:使用`derivin`g成为`Show`的实例

```haskell
data Shape = Circle Float Float Float | Rectangle Float Float Float Float
           deriving (Show)
```

1. 类别名(Type Synonyms)

可以通过下面的方式为`[Char]`起一个别名 String,这样可以使类型的名字有较好的自我描述能力。

```haskell
type String = [Char]
```

递归定义+类型变元(Type variable)
下面我们来定义一棵树，树的定义是递归的，我们可以这样定义

```haskell
data Tree a = EmptyTree | Node a (Tree a) (Tree a) deriving (Show)
```

### 2.3 运算符

```haskell
+  -  *  /       -- 加、減、乘、除、
^ **             -- 整数指數 浮点数指数
mod              -- 取餘數
$                -- 也是表示函數作用的, 但它的優先級最低, 而且作用次序是從右向左的
++               -- 兩個List的連接
.                -- 函數的複合
&& ||  ==  /=    -- 與、或、等於、不等於
<=  >=  <  >     -- 小於等於、大於等於、小於、大於
:                -- 增加一个元素到列表的头部 它读成“cons”（即“construct”的简称）
//  =  @         -- 一個元素連接List、
->               -- 函數類型描述，運算符左邊為參數類型，右邊為結果類型。為右结合。例如：addThree :: Int -> Int -> Int -> Int
=>               -- 運算符的左邊表示一個類型變量（通常為單個小寫字母）屬於一個類型類（Typeclass），相當於C++語言的模板參數類型
..               -- List的Range限定
::               -- 函數/表達式的類型特徵，左側為函數/表達式，右側為類型
<-               -- List comprehension 的條件限定
!!               -- 取List的第某個元素，下標從0開始
```

中缀运算符可以加括号变为单参数函数。
如 (\*3) 5 的值为 15。 但(-5)表示负值，所以单参数函数需要写为(subtract 5)

中缀运算符 $，可用于改变函数的调用次序，使其右边的表达式先计算出来。  
例如 `f (g (z x)) <==> f $ g $ z x` 等价。其定义是：

```haskell
($) :: (a -> b) -> a -> b
f $ x = f x
```

结合性 associativity
对于运算符 R 有

```haskell
X1 R X2 R X3 R ...=(...((X1 R X2)R X3)...) => 左结合
X1 R X2 R X3 R ...=(...(X1 R(X2 R X3))...) => 右结合
```

### 2.4 表达式

>let 表达式：   

在 ghci 下，可以使用 `let` 关键字来定义一个常量。在 ghci 下执行 `let a=1` 与在脚本中编写 `a=1` 是等价的。
格式为:

```haskell
let [bindings] in [expressions]
```

>if then else 表达式:

```haskell
if<Condition>
   then <True-Value>
   else <False-Value>
```

>case 表达式

```haskell
case expression of pattern -> result
   pattern -> result
   pattern -> result
```

### 2.5 函数

1. 函数
   函数调用有最高运算顺序，例如 succ 9*10 表示(succ 9)*10。
   函数的调用使用空格符而不是括号。
   函数的复合调用是左结合
   首字母大写的函数是不允许的
   两个参数的函数的调用可以写成中缀形式： param1 `funcName` param2
   运算符可以用括号围起来，作为前缀形式：(+) 2 3 的结果为 5

2. 模式匹配
   模式匹配通过检查数据的特定结构来检查其是否匹配，并按模式从中取得数据

```haskell
fact :: Integer -> Integer
fact 0 = 1
fact n = n * fact(n-1)
```

3. Guards
   在模式匹配中，通常匹配一个或多个表达式，但是使用 Guards 来测试表达式的某些属性

```haskell
fact :: Integer -> Integer
fact n | n == 0 = 1
       | n /= 0 = n * fact (n-1)
```

4. Where 子句

可在运行时用于生成所需的输出。
如果输入是具有多个参数的复杂表达式。在这种情况下，可以使用 where 子句将整个表达式分解成小部分

```haskell
-- 计算 x ^ 2-8x + 6 = 0 的根
roots :: (Float, Float, Float) -> (Float, Float)
roots (a, b, c) = (x1, x2)
  where
    x1 = e + sqrt d / (2 * a)
    x2 = e - sqrt d / (2 * a)
    d = b * b -4 * a * c
    e = - b / (2 * a)
```

### 3. Pure

副作用指的是，函数的行为受系统的全局状态所影响。

举个命令式语言的例子：假设有某个函数，它读取并返回某个全局变量，如果程序中的其他代码可以修改这个全局变量的话，那么这个函数的返回值就取决于这个全局变量在某一时刻的值。我们说这个函数带有副作用，尽管它并不亲自修改全局变量。

副作用本质上是函数的一种不可见的（invisible）输入或输出。Haskell 的函数在默认情况下都是无副作用的：函数的结果只取决于显式传入的参数。

从类型签名可以看出一个 Haskell 函数是否带有副作用 —— 不纯函数的类型签名都以 IO 开头