Миран Липовача - Изучай Haskell во имя добра!

Ещё один чудесный тип, принимающий два других в качестве параметров, – это тип Either. Он определён приблизительно так:

data Either a b = Left a | Right b deriving (Eq, Ord, Read, Show)

У него два конструктора данных. Если используется конструктор Left, его содержимое имеет тип a; если Right– содержимое имеет тип b. Таким образом, мы можем использовать данный тип для инкапсуляции значения одного из двух типов. Когда мы работаем с типом Either a b, то обычно используем сопоставление с образцом по Leftи Rightи выполняем действия в зависимости от того, какой вариант совпал.

ghci> Right 20

Right 20

ghci> Left "в00т"

Left "в00т"

ghci> :t Right 'a'

Right 'a' :: Either a Char ghci> :t Left True

Left True :: Either Bool b

Из приведённого примера следует, что типом значения Left Trueявляется Either Bool b. Первый параметр типа Bool, поскольку значение создано конструктором Left; второй же параметр остался полиморфным. Ситуация подобна тому как значение Nothingимеет тип Maybe a.

Мы видели, что тип Maybeглавным образом используется для того, чтобы представить результат вычисления, которое может завершиться неудачей. Но иногда тип Maybeне так удобен, поскольку значение Nothingне несёт никакой информации, кроме того что что-то пошло не так. Это нормально для функций, которые могут выдавать ошибку только в одном случае – или если нам просто не интересно, как и почему функция «упала». Поиск в отображении типа Data.Mapможет завершиться неудачей, только если искомый ключ не найден, так что мы знаем, что случилось. Но если нам нужно знать, почему не сработала некоторая функция, обычно мы возвращаем результат типа Either a b, где a– это некоторый тип, который может нам что-нибудь рассказать о причине ошибки, и b– результат удачного вычисления. Следовательно, ошибки используют конструктор данных Left, правильные результаты используют конструктор Right.

Например, в школе есть шкафчики для того, чтобы ученикам было куда клеить постеры Guns’n’Roses. Каждый шкафчик открывается кодовой комбинацией. Если школьнику понадобился шкафчик, он говорит администратору, шкафчик под каким номером ему нравится, и администратор выдаёт ему код. Если этот шкафчик уже кем-либо используется, администратор не сообщает код – они вместе с учеником должны будут выбрать другой вариант. Будем использовать модуль Data.Mapдля того, чтобы хранить информацию о шкафчиках. Это будет отображение из номера шкафчика в пару, где первый компонент указывает, используется шкафчик или нет, а второй компонент – код шкафчика.

import qualified Data.Map as Map

data LockerState = Taken | Free deriving (Show, Eq)

type Code = String

type LockerMap = Map.Map Int (LockerState, Code)

Довольно просто. Мы объявляем новый тип данных для хранения информации о том, был шкафчик занят или нет. Также мы создаём синоним для кода шкафчика и для типа, который отображает целые числа в пары из статуса шкафчика и кода. Теперь создадим функцию для поиска кода по номеру. Мы будем использовать тип Either String Codeдля представления результата, так как поиск может не удаться по двум причинам – шкафчик уже занят, в этом случае нельзя сообщать код, или номер шкафчика не найден вообще. Если поиск не удался, возвращаем значение типа Stringс пояснениями.

lockerLookup :: Int –> LockerMap –> Either String Code

lockerLookup lockerNumber map =

case Map.lookup lockerNumber map of

Nothing –> Left $ "Шкафчик № " ++ show lockerNumber ++

" не существует!"

Just (state, code) –>

if state /= Taken

then Right code

else Left $ "Шкафчик № " ++ show lockerNumber ++ " уже занят!"

Мы делаем обычный поиск по отображению. Если мы получили значение Nothing, то вернём значение типа Left String, говорящее, что такой номер не существует. Если мы нашли номер, делаем дополнительную проверку, занят ли шкафчик. Если он занят, возвращаем значение Left, говорящее, что шкафчик занят. Если он не занят, возвращаем значение типа Right Code, в котором даём студенту код шкафчика. На самом деле это Right String, но мы создали синоним типа, чтобы сделать наши объявления более понятными. Вот пример отображения:

lockers :: LockerMap lockers = Map.fromList

[(100,(Taken,"ZD39I"))

,(101,(Free,"JAH3I"))

,(103,(Free,"IQSA9"))

,(105,(Free,"QOTSA"))

,(109,(Taken,"893JJ"))

,(110,(Taken,"99292"))

]

Давайте попытаемся узнать несколько кодов.

ghci> lockerLookup 101 lockers

Right "JAH3I"

ghci> lockerLookup 100 lockers

Left "Шкафчик № 100 уже занят!"

ghci> lockerLookup 102 lockers

Left "Шкафчик № 102 не существует!"

ghci> lockerLookup 110 lockers

Left "Шкафчик № 110 уже занят!"

ghci> lockerLookup 105 lockers

Right "QOTSA"

Мы могли бы использовать тип Maybeдля представления результата, но тогда лишились бы возможности узнать, почему нельзя получить код. А в нашей функции причина ошибки выводится из результирующего типа.

Как мы уже видели, конструкторы алгебраических типов данных могут иметь несколько полей (или не иметь вовсе), и у каждого поля должен быть конкретный тип. Принимая это во внимание, мы можем создать тип, конструктор которого имеет поля того же самого типа! Таким образом мы можем создавать рекурсивные типы данных, где одно значение некоторого типа содержит другие значения этого типа, а они, в свою очередь, содержат ещё значения того же типа, и т. д.

Посмотрите на этот список: [5]. Это упрощённая запись выражения 5:[]. С левой стороны от оператора :ставится значение, с правой стороны – список (в нашем случае пустой). Как насчёт списка [4,5]? Его можно переписать так: 4:(5:[]). Смотря на первый оператор :, мы видим, что слева от него – всё так же значение, а справа – список (5:[]). То же можно сказать и в отношении списка 3:(4:(5:6:[])); это выражение можно переписать и как 3:4:5:6:[](поскольку оператор :правоассоциативен), и как [3,4,5,6].

Мы можем сказать, что список может быть пустым или это может быть элемент, присоединённый с помощью оператора :к другому списку (который в свою очередь может быть пустым или нет).

Ну что ж, давайте используем алгебраические типы данных, чтобы создать наш собственный список.

data List a = Empty | Cons a (List a) deriving (Show, Read, Eq, Ord)

Это можно прочитать почти как наше определение списка в одном из предыдущих разделов. Это либо пустой список, либо комбинация некоторого значения («головы») и собственно списка («хвоста»). Если такая формулировка трудна для понимания, то с использованием синтаксиса записей она будет восприниматься легче.