Миран Липовача - Изучай Haskell во имя добра!

У функций тоже есть типы. Когда мы пишем свои собственные функции, то можем указывать их тип явно. Обычно это считается нормой, исключая случаи написания очень коротких функций. Здесь и далее мы будем декларировать типы для всех создаваемых нами функций.

Помните генератор списка, который мы использовали ранее: он фильтровал строку так, что оставались только прописные буквы? Вот как это выглядит с объявлением типа:

removeNonUppercase :: [Char] –> [Char]

removeNonUppercase st = [ c | c <���– st, c `elem` ['А'..'Я']]

Функция removeNonUppercaseимеет тип [Char] –> [Char]. Эта запись означает, что функция принимает одну строку в качестве параметра и возвращает другую в качестве результата.

А как записать тип функции, которая принимает несколько параметров? Вот, например, простая функция, принимающая три целых числа и складывающая их:

addThree :: Int –> Int –> Int –> Int

addThree x y z = x + y + z

Параметры разделены символами –>, и здесь нет никакого различия между параметрами и типом возвращаемого значения. Возвращаемый тип – это последний элемент в объявлении, а параметры – первые три.

Позже мы увидим, почему они просто разделяются с помощью символов –>, вместо того чтобы тип возвращаемого значения как-то специально отделялся от типов параметров (например, Int, Int, Int –> Intили что-то в этом духе).

Если вы хотите объявить тип вашей функции, но не уверены, каким он должен быть, то всегда можно написать функцию без него, а затем проверить тип с помощью :t. Функции – тоже выражения, так что :tбудет работать с ними без проблем.

А вот обзор некоторых часто используемых типов.

• Тип Intобозначает целое число. Число 7 может быть типа Int, но 7.2 – нет. Тип Intограничен: у него есть минимальное и максимальное значения. Обычно на 32-битных машинах максимально возможное значение типа Int– это 2 147 483 647, а минимально возможное – соответственно, –2 147 483 648.

ПРИМЕЧАНИЕ.Мы используем компилятор GHC, в котором множество возможных значений типа Int определено размером машинного слова на используемом компьютере. Так что если у вас 64-битный процессор, вполне вероятно, что наименьшим значением типа Int будет –2 63, а наибольшим 2 63–1.

• Тип Integerобозначает… э-э-э… тоже целое число. Основная разница в том, что он не имеет ограничения, поэтому может представлять большие числа. Я имею в виду – очень большие. Между тем тип Intболее эффективен. В качестве примера сохраните следующую функцию в файл:

factorial :: Integer –> Integer

factorial n = product [1..n]

Затем загрузите этот файл в GHCi с помощью команды :lи проверьте её:

ghci> factorial 50

30414093201713378043612608166064768844377641568960512000000000000

• Тип Float– это действительное число с плавающей точкой одинарной точности. Добавьте в файл ещё одну функцию:

circumference :: Float –> Float

circumference r = 2 * pi * r

Загрузите дополненный файл и запустите новую функцию:

ghci> circumference 4.0

25.132742

• Тип Double– это действительное число с плавающей точкой двойной точности. Двойная точность означает, что для представления чисел используется вдвое больше битов, поэтому дополнительная точность требует большего расхода памяти. Добавим в файл ещё одну функцию:

circumference' :: Double –> Double

circumference' r = 2 * pi * r

Загрузите дополненный файл и запустите новую функцию

ghci> circumference' 4.0

25.132741228718345

• Тип Bool– булевский. Он может принимать только два значения: Trueи False.

• Тип Charпредставляет символ Unicode. Его значения записываются в одинарных кавычках. Список символов является строкой.

• Кортежи – это типы, но тип кортежа зависит от его длины и от типа его компонентов. Так что теоретически количество типов кортежей бесконечно – а стало быть, перечислить их все в этой книге нет возможности. Заметьте, что пустой кортеж ()– это тоже тип, который может содержать единственное значение: ().

Некоторые функции могут работать с данными разных типов. Например, функция headпринимает список и возвращает его первый элемент. При этом неважно, что именно этот список содержит – числа, символы или вообще другие списки. Функция должна работать со списками, что бы они ни содержали.

Как вы думаете, каков тип функции head? Проверим, воспользовавшись командой :t.

ghci> :t head

head :: [a] –> a

Гм-м! Что такое a? Тип ли это? Мы уже отмечали, что все типы пишутся с большой буквы, так что это точно не может быть типом. В действительности это типовая переменная. Иначе говоря, aможет быть любым типом.

Подобные элементы напоминают «дженерики» в других языках – но только в Haskell они гораздо более мощные, так как позволяют нам легко писать самые общие функции (конечно, если эти функции не используют какие-нибудь специальные свойства конкретных типов).

Функции, в объявлении которых встречаются переменные типа, называются полиморфными . Объявление типа функции headвыше означает, что она принимает список любого типа и возвращает один элемент того же типа.

ПРИМЕЧАНИЕ.Несмотря на то что переменные типа могут иметь имена, состоящие более чем из одной буквы, мы обычно называем их a, b, c, d…

Помните функцию fst? Она возвращает первый компонент в паре. Проверим её тип:

ghci> :t fst

fst :: (a, b) –> a

Можно заметить, что функция fstпринимает в качестве параметра кортеж, который состоит из двух компонентов, и возвращает значение того же типа, что и первый компонент пары. Поэтому мы можем применить функцию fstк паре, которая содержит значения любых двух типов.

Заметьте, что хотя aи b– различные переменные типа, они вовсе не обязаны быть разного типа. Сигнатура функции fstлишь означает, что тип первого компонента и тип возвращаемого значения одинаковы.

Класс типов – интерфейс, определяющий некоторое поведение. Если тип является экземпляром класса типов, то он поддерживает и реализует поведение, описанное классом типов. Более точно можно сказать, что класс типов определяет набор функций, и если мы решаем сделать тип экземпляром класса типов, то должны явно указать, что эти функции означают применительно к нашему типу.