Миран Липовача - Изучай Haskell во имя добра!

Многие интерактивные программы получают пользовательский ввод с клавиатуры. Однако зачастую гораздо удобнее «скормить» программе содержимое текстового файла. Такой способ подачи входных данных называется перенаправлением ввода .

Посмотрим, как перенаправление ввода работает с программой на языке Haskell. Для начала создадим текстовый файл, содержащий небольшое хайку, и сохраним его под именем haiku.txt :

Я маленький чайник

Ох уж этот обед в самолёте

Он столь мал и невкусен

Ну да, хайку, прямо скажем, не шедевр – и что? Если кто в курсе, где найти хороший учебник по хайку, дайте знать.

Теперь напишем маленькую программу, которая непрерывно читает строку ввода и выводит её в верхнем регистре:

import Control.Monad

import Data.Char

main = forever $ do

l <- getLine

putStrLn $ map toUpper l

Сохраните эту программу в файле capslocker.hs и скомпилируйте её.

Вместо того чтобы вводить строки с клавиатуры, мы перенаправим на вход программы содержимое файла haiku.txt . Чтобы сделать это, нужно добавить символ <после имени программы и затем указать имя файла, в котором хранятся исходные данные. Посмотрите:

$ ghc capslocker

[1 of 1] Compiling Main ( capslocker.hs, capslocker.o )

Linking capslocker ...

$ ./capslocker < haiku.txt

Я МАЛЕНЬКИЙ ЧАЙНИК

ОХ УЖ ЭТОТ ОБЕД В САМОЛЁТЕ

ОН СТОЛЬ МАЛ И НЕВКУСЕН

capslocker: : hGetLine: end of file

То, что мы проделали, практически эквивалентно запуску программы capslocker, вводу нашего хайку с клавиатуры и передаче символа конца файла (обычно это делается нажатием клавиш Ctrl+ D). С тем же успехом можно было бы запустить capslockerи сказать: «Погоди, не читай ничего с клавиатуры, возьми содержимое этого файла!».

Давайте посмотрим на действие ввода-вывода getContents, упрощающее обработку входного потока за счёт того, что оно позволяет рассматривать весь поток как обычную строку. Действие getContentsчитает всё содержимое стандартного потока ввода вплоть до обнаружения символа конца файла. Его тип: getContents :: IO String. Самое приятное в этом действии то, что ввод-вывод в его исполнении является ленивым. Это означает, что выполнение foo <- getContentsне приводит к загрузке в память всего содержимого потока и связыванию его с именем foo. Нет, действие getContentsдля этого слишком лениво. Оно скажет: «Да, да, я прочту входные данные с терминала как-нибудь потом, когда это действительно понадобится!».

В примере capslocker.hs для чтения ввода строка за строкой и печати их в верхнем регистре использовалась функция forever. Если мы перейдём на getContents, то она возьмёт на себя все заботы о деталях ввода-вывода – о том, когда и какую часть входных данных нужно прочитать. Поскольку наша программа просто берёт входные данные, преобразует их и выводит результат, пользуясь getContents, её можно написать короче:

import Data.Char

main = do

contents <- getContents

putStr $ map toUpper contents

Мы выполняем действие getContentsи даём имя contentsстроке, которую она прочтёт. Затем проходим функцией toUpperпо всем символам этой строки и выводим результат на терминал. Имейте в виду: поскольку строки являются списками, а списки ленивы, как и действие getContents, программа не будет пытаться прочесть и сохранить в памяти всё содержимое входного потока. Вместо этого она будет читать данные порциями, переводить каждую порцию в верхний регистр и печатать результат.

Давайте проверим:

$ ./capslocker < haiku.txt

Я МАЛЕНЬКИЙ ЧАЙНИК

ОХ УЖ ЭТОТ ОБЕД В САМОЛЁТЕ

ОН СТОЛЬ МАЛ И НЕВКУСЕН

Работает. А что если мы просто запустим capslocker и будем печатать строки вручную (для выхода из программы нужно нажать Ctrl+ D)?

$ ./capslocker

хей хо

ХЕЙ ХО

идём

ИДЁМ

Чудесно! Как видите, программа печатает строки в верхнем регистре по мере ввода строк. Когда результат действия getContentsсвязывается с идентификатором сontents, он представляется в памяти не в виде настоящей строки, но в виде обещания, что рано или поздно он вернёт строку. Также есть обещание применить функцию toUpperко всем символам строки сontents. Когда выполняется функция putStr, она говорит предыдущему обещанию: «Эй, мне нужна строка в верхнем регистре!». Поскольку никакой строки ещё нет, она говорит идентификатору сontents: «Аллё, а не считать ли строку с терминала?». Вот тогда функция getContentsв самом деле считывает с терминала и передаёт строку коду, который её запрашивал, чтобы сделать что-нибудь осязаемое. Затем этот код применяет функцию toUpperк символам строки и отдаёт результат в функцию putStr, которая его печатает. После чего функция putStrговорит, «Ау, мне нужна следующая строка, шевелись!» – и так продолжается до тех пор, пока не закончатся строки на входе, что мы обозначаем символом конца файла.

Теперь давайте напишем программу, которая будет принимать некоторый вход и печатать только те строки, длина которых меньше 15 символов. Смотрим:

main = do

contents <- getContents

putStr $ shortLinesOnly contents

shortLinesOnly :: String -> String

shortLinesOnly = unlines . filter (\line -> length line < 15) . lines

Фрагмент программы, ответственный за ввод-вывод, сделан настолько малым, насколько это вообще возможно. Так как предполагается, что наша программа печатает результат, основываясь на входных данных, её можно реализовать согласно следующей логике: читаем содержимое входного потока, запускаем на этом содержимом некоторую функцию, печатаем результат работы этой функции.

Функция shortLinesOnlyпринимает строку – например, такую: "коротко\nдлииииииииииинно\nкоротко". В этом примере в строке на самом деле три строки входных данных: две короткие и одна (посередине) длинная. В результате применения функции linesполучаем список ["коротко", "длииииииииииинно", "коротко"]. Затем список строк фильтруется, и остаются только строки, длина которых меньше 15 символов: ["коротко", "коротко"]. Наконец, функция unlinesсоединяет элементы списка в одну строку, разделяя их символом перевода строки: "коротко\nкоротко".

Попробуем проверить, что получилось. Сохраните этот текст в файле shortlines.txt :

Я короткая

И я

А я длиииииииинная!!!

А уж я-то какая длиннющая!!!!!!!