Миран Липовача - Изучай Haskell во имя добра!

Используйте синтаксис записей с именованными полями, если конструктор имеет несколько полей и не очевидно, какое поле для чего используется. Если, скажем, мы создаём трёхмерный вектор: data Vector = Vector Int Int Int, то вполне понятно, что поля конструктора данных – это компоненты вектора. Но в типах Personи Carназначение полей совсем не так очевидно, и мы значительно выиграем, используя синтаксис записей с именованными полями.

Конструктор данных может принимать несколько параметров-значений и возвращать новое значение. Например, конструктор Carпринимает три значения и возвращает одно – экземпляр типа Car. Таким же образом конструкторы типа могут принимать типы-параметры и создавать новые типы. На первый взгляд это несколько абстрактно, но на самом деле не так уж сложно. Если вы знакомы с шаблонами в языке С++, то увидите некоторые параллели. Чтобы получить более ясное представление о том, как работают типы-параметры, давайте посмотрим, как реализованы типы, с которыми мы уже встречались.

data Maybe a = Nothing | Just a

В данном примере идентификатор a– тип-параметр (переменная типа, типовая переменная). Так как в выражении присутствует тип-параметр, мы называем идентификатор Maybeконструктором типов. В зависимости от того, какой тип данных мы хотим сохранять в типе Maybe, когда он не Nothing, конструктор типа может производить такие типы, как Maybe Int, Maybe Car, Maybe Stringи т. д. Ни одно значение не может иметь тип «просто Maybe», потому что это не тип как таковой – это конструктор типов. Для того чтобы он стал настоящим типом, значения которого можно создать, мы должны указать все типы-параметры в конструкторе типа.

Итак, если мы передадим тип Charкак параметр в тип Maybe, то получим тип Maybe Char. Для примера: значение Just 'a'имеет тип Maybe Char.

Обычно нам не приходится явно передавать параметры конструкторам типов, поскольку в языке Haskell есть вывод типов. Поэтому когда мы создаём значение Just 'a', Haskell тут же определяет его тип – Maybe Char.

Если мы всё же хотим явно указать тип как параметр, это нужно делать в типовой части выражений, то есть после символа ::. Явное указание типа может понадобиться, если мы, к примеру, хотим, чтобы значение Just 3имело тип Maybe Int. По умолчанию Haskell выведет тип (Num a) => Maybe a. Воспользуемся явным аннотированием типа:

ghci> Just 3 :: Maybe Int

Just 3

Может, вы и не знали, но мы использовали тип, у которого были типы-параметры ещё до типа Maybe. Этот тип – список. Несмотря на то что дело несколько скрывается синтаксическим сахаром, конструктор списка принимает параметр для того, чтобы создать конкретный тип. Значения могут иметь тип [Int], [Char], [[String]], но вы не можете создать значение с типом [].

ПРИМЕЧАНИЕ.Мы называем тип конкретным, если он вообще не принимает никаких параметров (например, Intили Bool) либо если параметры в типе заполнены (например, Maybe Char). Если у вас есть какое-то значение, у него всегда конкретный тип.

Давайте поиграем с типом Maybe:

ghci> Just "Ха-ха"

Just "Ха-ха"

ghci> Just 84

Just 84

ghci> :t Just "Ха-ха"

Just "Ха-ха" :: Maybe [Char]

ghci> :t Just 84

Just 84 :: (Num t) => Maybe t

ghci> :t Nothing

Nothing :: Maybe a

ghci> Just 10 :: Maybe Double

Just 10.0

Типы-параметры полезны потому, что мы можем с их помощью создавать различные типы, в зависимости от того, какой тип нам надо хранить в нашем типе данных. К примеру, можно объявить отдельные Maybe-подобные типы данных для любых типов:

data IntMaybe = INothing | IJust Int

data StringMaybe = SNothing | SJust String

data ShapeMaybe = ShNothing | ShJust Shape

Более того, мы можем использовать типы-параметры для определения самого обобщённого Maybe, который может содержать данные вообще любых типов!

Обратите внимание: тип значения Nothing– Maybe a. Это полиморфный тип: в его имени присутствует типовая переменная – конкретнее, переменная aв типе Maybe a. Если некоторая функция принимает параметр типа Maybe Int, мы можем передать ей значение Nothing, так как оно не содержит значения, которое могло бы этому препятствовать. Тип Maybe aможет вести себя как Maybe Int, точно так же как значение 5может рассматриваться как значение типа Intили Double. Аналогичным образом тип пустого списка – это [a]. Пустой список может вести себя как список чего угодно. Вот почему можно производить такие операции, как [1,2,3] ++ []и ["ха","ха","ха"] ++ [].

Когда имеет смысл применять типовые параметры? Обычно мы используем их, когда наш тип данных должен уметь сохранять внутри себя любой другой тип, как это делает Maybe a. Если ваш тип – это некоторая «обёртка», использование типов-параметров оправданно. Мы могли бы изменить наш тип данных Carс такого:

data Car = Car { company :: String

, model :: String

, year :: Int

} deriving (Show)

на такой:

data Car a b c = Car { company :: a

, model :: b

, year :: c

} deriving (Show)

Но выиграем ли мы в чём-нибудь? Ответ – вероятно, нет, потому что впоследствии мы всё равно определим функции, которые работают с типом Car String String Int. Например, используя первое определение Car, мы могли бы создать функцию, которая отображает свойства автомобиля в виде понятного текста:

tellCar :: Car –> String

tellCar (Car {company = c, model = m, year = y}) =

"Автомобиль " ++ c ++ " " ++ m ++ ", год: " ++ show y

ghci> let stang = Car {company="Форд", model="Мустанг", year=1967}

ghci> tellCar stang

"Автомобиль Форд Мустанг, год: 1967"

Приятная маленькая функция. Декларация типа функции красива и понятна. А что если Car– это Car a b c?

tellCar :: (Show a) => Car String String a –> String

tellCar (Car {company = c, model = m, year = y}) =

"Автомобиль " ++ c ++ " " ++ m ++ ", год: " ++ show y

Мы вынуждены заставить функцию принимать параметр Carтипа (Show a) => Car String String a. Как видите, декларация типа функции более сложна; единственное преимущество, которое здесь имеется, – мы можем использовать любой тип, имеющий экземпляр класса Show, как тип для типовой переменной c.

ghci> tellCar (Car "Форд" "Мустанг" 1967)

"Автомобиль Форд Мустанг, год: 1967"

ghci> tellCar (Car "Форд" "Мустанг" "тысяча девятьсот шестьдесят седьмой")

"Автомобиль Форд Мустанг, год: \"тысяча девятьсот шестьдесят седьмой\""