Миран Липовача - Изучай Haskell во имя добра!

ghci> Map.fromList [("MS",1),("MS",2),("MS",3)]

fromList [("MS",3)]

Вот сигнатура функции fromList:

Map.fromList :: (Ord k) => [(k, v)] –> Map.Map k v

Она говорит, что функция принимает список пар со значениями типа kи vи возвращает отображение, которое отображает ключи типа kв значения типа v. Обратите внимание, что если мы реализуем ассоциативный список с помощью обычного списка, то значения ключей должны лишь уметь сравниваться (иметь экземпляр класса типов Eq); теперь же должна быть возможность их упорядочить (класс типов Ord). Это существенное ограничение модуля Data.Map. Упорядочиваемые ключи нужны ему для того, чтобы размещать данные более эффективно.

Теперь мы можем преобразовать наш исходный ассоциативный список phoneBookв отображение. Заодно добавим сигнатуру:

import qualified Data.Map as Map

phoneBook :: Map.Map String String

phoneBook = Map.fromList $

[("оля","555–29-38")

,("женя","452–29-28")

,("катя","493–29-28")

,("маша","205–29-28")

,("надя","939–82-82")

,("юля","853–24-92")

]

Отлично. Загрузим этот сценарий в GHCi и немного поиграем с телефонной книжкой. Во-первых, воспользуемся функцией lookupи поищем какие-нибудь номера. Функция lookupпринимает ключ и отображение и пытается найти соответствующее ключу значение. Если всё прошло удачно, возвращается обёрнутое в Justзначение; в противном случае – Nothing:

ghci> :t Map.lookup

Map.lookup :: (Ord k) => k -> Map.Map k a -> Maybe a

ghci> Map.lookup "оля" phoneBook

Just "555-29-38"

ghci> Map.lookup "надя" phoneBook

Just "939-82-82"

ghci> Map.lookup "таня" phoneBook

Nothing

Следующий трюк: создадим новое отображение, добавив в исходное новый номер. Функция insertпринимает ключ, значение и отображение и возвращает новое отображение – почти такое же, что и исходное, но с добавленными ключом и значением:

ghci> :t Map.insert

Map.insert :: (Ord k) => k -> a -> Map.Map k a -> Map.Map k a

ghci> Map.lookup "таня" phoneBook

Nothing

ghci> let newBook = Map.insert "таня" "341-90-21" phoneBook

ghci> Map.lookup "таня" newBook

Just "341-90-21"

Давайте посчитаем, сколько у нас телефонных номеров. Для этого нам понадобится функция sizeиз модуля Data.Map. Она принимает отображение и возвращает его размер. Тут всё ясно:

ghci> :t Map.size

Map.size :: Map.Map k a -> Int

ghci> Map.size phoneBook

6

ghci> Map.size newBook

7

Номера в нашей телефонной книжке представлены строками. Допустим, мы хотим вместо них использовать списки цифр: то есть вместо номера "939-82-82"– список [9,3,9,8,2,8,2]. Сначала напишем функцию, конвертирующую телефонный номер в строке в список целых. Можно попытаться применить функцию digitToIntиз модуля Data.Charк каждому символу в строке, но она не знает, что делать с дефисом! Поэтому нужно избавиться от всех нецифр. Попросим помощи у функции isDigitиз модуля Data.Char, которая принимает символ и сообщает нам, является ли он цифрой. Как только строка будет отфильтрована, пройдёмся по ней функцией digitToInt.

string2digits :: String -> [Int]

string2digits = map digitToInt . filter isDigit

Да, не забудьте импортировать модуль Data.Char. Пробуем:

ghci> string2digits "948-92-82"

[9,4,8,9,2,8,2]

Замечательно! Теперь применим функцию mapиз модуля Data. Map, чтобы пропустить функцию string2digitsпо элементам отображения phoneBook:

ghci> let intBook = Map.Map string2digits phoneBook

ghci> :t intBook

intBook :: Map.Map String [Int]

ghci> Map.lookup "оля" intBook

Just [5,5,5,2,9,3,8]

Функция mapиз модуля Data.Mapпринимает функцию и отображение и применяет эту функцию к каждому значению в отображении.

Расширим телефонную книжку. Предположим, что у кого-нибудь есть несколько телефонных номеров, и наш ассоциативный список выглядит как-то так:

phoneBook =

[("оля","555–29-38")

,("оля","342–24-92")

,("женя","452–29-28")

,("катя","493–29-28")

,("катя","943–29-29")

,("катя","827–91-62")

,("маша","205–29-28")

,("надя","939–82-82")

,("юля","853–24-92")

,("юля","555–21-11")

]

Если мы просто вызовем fromList, чтобы поместить всё это в отображение, то потеряем массу номеров! Вместо этого воспользуемся другой функцией из модуля Data.Map, а именно функцией fromListWith. Эта функция действует почти как fromList, но вместо отбрасывания повторяющихся ключей вызывает переданную ей функцию, которая и решает, что делать.

phoneBookToMap :: (Ord k) => [(k, String)] -> Map.Map k String

phoneBookToMap xs = Map.fromListWith add xs

where add number1 number2 = number1 ++ ", " ++ number2

Если функция fromListWithобнаруживает, что ключ уже существует, она вызывает переданную ей функцию, которая соединяет оба значения в одно, а затем заменяет старое значение на новое, полученное от соединяющей функции:

ghci> Map.lookup "катя" $ phoneBookToMap phoneBook

"827–91-62, 943–29-29, 493–29-28"

ghci> Map.lookup "надя" $ phoneBookToMap phoneBook

"939-82-82"

ghci> Map.lookup "оля" $ phoneBookToMap phoneBook

"342-24-92, 555-29-38"

А ещё можно было бы сделать все значения в ассоциативном списке одноэлементными списками, а потом скомбинировать их операцией ++, например:

phoneBookToMap :: (Ord k) => [(k, a)] -> Map.Map k [a]

phoneBookToMap xs = Map.fromListWith (++) $ map (\(k,v) -> (k, [v])) xs

Проверим в GHCi:

ghci> Map.lookup "катя" $ phoneBookToMap phoneBook

["827–91-62","943–29-29","493–29-28"]

Превосходно!

Ещё примеры. Допустим, мы делаем отображение из ассоциативного списка чисел и при обнаружении повторяющегося ключа хотим, чтобы сохранилось наибольшее значение. Это можно сделать так:

ghci> Map.fromListWith max [(2,3),(2,100),(3,29),(3,11),(4,22),(4,15)]

fromList [(2,100),(3,29),(4,22)]

Или хотим, чтобы значения с повторяющимися ключами складывались:

ghci> Map.fromListWith (+) [(2,3),(2,100),(3,29),(3,11),(4,22),(4,15)]

fromList [(2,103),(3,40),(4,37)]

Ну что ж, модуль Data.Map, да и другие модули из стандартной библиотеки языка Haskell довольно неплохи. Далее посмотрим, как написать свой собственный модуль.

Практически все языки программирования позволяют разделять код на несколько файлов, и Haskell – не исключение. При написании программ очень удобно помещать функции и типы, служащие схожим целям, в отдельный модуль. Таким образом, можно будет повторно использовать эти функции в других программах, просто импортировав нужный модуль.

Мы говорим, что модуль экспортирует функции. Это значит, что когда мы его импортируем, то можем использовать экспортируемые им функции. Модуль может определить функции для внутреннего использования, но извне модуля мы видим только те, которые он экспортирует.