summaryrefslogtreecommitdiffhomepage
path: root/ru-ru/haskell-ru.html.markdown
blob: e15fe6b7e2e580c6ea677e20bf0dbf8bdddad257 (plain)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
447
448
449
450
451
452
453
454
455
456
457
458
459
460
461
462
463
464
465
466
467
468
469
470
471
472
473
474
475
476
477
478
479
480
481
482
483
484
485
486
487
488
489
490
491
492
493
494
495
496
497
498
499
500
501
502
503
504
505
506
507
508
509
510
511
512
513
514
515
516
517
518
519
520
521
522
523
524
525
526
527
528
529
530
531
532
533
534
535
536
537
538
539
540
541
542
543
544
545
546
---
language: Haskell
contributors:
    - ["Adit Bhargava", "http://adit.io"]
translators:
    - ["Aleksey Pirogov", "http://astynax.github.io"]
lang: ru-ru
---

Haskell разрабатывался, как чистый функциональный язык программирования, применимый на практике. Язык известен благодаря своей системе типов, и "знаменит" благодаря монадам. [Меня][autor] же Haskell заставляет возвращаться к себе снова и снова именно своей элегантностью и [я][autor] получаю истинное удовольствие, программируя на Haskell.

```haskell
-- Однострочные комментарии начинаются с двух дефисов
{- Многострочный комментарий
заключается в пару фигурных скобок с дефисами с внутренней стороны.
-}

-------------------------------------------------------
-- 1. Примитивные типы и простейшие операции над ними
-------------------------------------------------------

-- Числа объявляются просто
3 -- 3

-- Арифметика тоже выглядит вполне ожидаемо
1 + 1 -- 2
8 - 1 -- 7
10 * 2 -- 20
35 / 5 -- 7.0

-- Операция деления всегда возвращает действительное число
35 / 4 -- 8.75

-- Делим нацело так
35 `div` 4 -- 8

-- Булевы значения - тоже примитивные значения
True
False

-- Булева алгебра
not True -- False
not False -- True
1 == 1 -- True
1 /= 1 -- False
1 < 10 -- True

-- В примере выше `not`, это функция, принимающая один аргумент.
-- При вызове функции в Haskell список аргументов
-- не нужно заключать в скобки - аргументы просто
-- перечисляются через пробелы сразу после имени функции.
-- Т.о. типичный вызов выглядит так:
-- func arg1 arg2 arg3...
-- Ниже же будет показано, как определять свои функции.

-- Строки и символы
"Это строка."
'ы' -- а это символ
'Нельзя заключать длинные строки в одинарные кавычки.' -- ошибка!

-- Строки можно конкатенировать
"Привет" ++ ", Мир!" -- "Привет, Мир!"

-- При этом строки - это просто списки символов!
"Я - строка!" !! 0 -- 'Я'


----------------------------------------------------
-- Списки и Кортежи
----------------------------------------------------

-- Все элементы списка в Haskell
-- должны иметь один и тот же тип.

-- Эти два списка - эквивалентны:
[1, 2, 3, 4, 5]
[1..5]

-- Haskell позволяет определять даже бесконечные списки!
[1..] -- список всех натуральных чисел!

-- Бесконечные списки возможно в Haskell потому, что он "ленив".
-- В Haskell все вычисления производятся тогда и только тогда,
-- когда их результат потребуется.
-- Эта стратегия так и называется - "lazy evaluation".
-- Скажем, если вам нужен тысячный элемент из
-- списка натуральных чисел (бесконечного) и вы напишете так:

[1..] !! 999 -- 1000

-- То Haskell вычислит элементы этого списка от 1 до 1000...
-- ... и остановится, ведь последующие элементы пока не нужны.
-- Это значит, что остальные элементы нашего
-- "бесконечного" списка не будут вычисляться! По крайней мере,
-- пока не понадобятся и они.

-- Списки можно объединять
[1..5] ++ [6..10]

-- И добавлять значения в начало
0:[1..5] -- [0, 1, 2, 3, 4, 5]

-- А можно обратиться по индексу
[0..] !! 5 -- 5

-- Вот ещё несколько функций, часто используемых со списками
head [1..5] -- 1
tail [1..5] -- [2, 3, 4, 5]
init [1..5] -- [1, 2, 3, 4]
last [1..5] -- 5

-- list comprehensions - "формулы" для описания списков
[x*2 | x <- [1..5]] -- [2, 4, 6, 8, 10]

-- можно указать условие попадания элементов в список
[x*2 | x <- [1..5], x*2 > 4] -- [6, 8, 10]

-- Списки могут даже состоять из других списков
[[1,2,3],[4,5,6]] !! 1 !! 2 -- 6 (вторая строка, третий столбец)

-- Кортежи позволяют своим элементам иметь различные типы,
-- но при этом кортежи имеют фиксированную длину.
-- Кортеж:
("haskell", 1)

-- Часто кортежи из двух элементов называются "парами".
-- Элементы пары можно получать так:
fst ("haskell", 1) -- "haskell"
snd ("haskell", 1) -- 1

----------------------------------------------------
-- 3. Функции
----------------------------------------------------
-- Простая функция, принимающая два аргумента
add a b = a + b

-- Внимание!
-- Если вы используете ghci (интерактивный интерпретатор Haskell),
-- вам нужно использовать ключевое слово `let`, примерно так:
-- let add a b = a + b

-- Вызовем нашу функцию
add 1 2 -- 3

-- Функцию можно поместить между первым и вторым аргументами,
-- если заключить её имя в обратные кавычки
1 `add` 2 -- 3

{- Вы можете также определять функции, имя которых
вообще не содержит букв! Таки функции и называются "операторами",
и, да, вы можете определять свои операторы!
Скажем, оператор целочисленного деления можно определить так -}
(//) a b = a `div` b
35 // 4 -- 8
{- Здесь оператор заключен в скобки - как говорят,
поставлен в префиксную позицию.
В префиксной позиции оператор можно не только определять,
но и вызывать -}
(+) 1 2 -- 3

-- Охранные выражения (guards) порой удобны,
-- если наша функция ветвится
fib x
  | x < 2 = x
  | otherwise = fib (x - 1) + fib (x - 2)

{- Сопоставление с образцом (pattern matching)
чем-то напоминает охранные выражения.
Здесь мы видим три определения функции fib.
При вызове функции по имени Haskell использует
первое определение, к образцу которого
"подойдет" набор аргументов -}
fib 1 = 1
fib 2 = 2
fib x = fib (x - 1) + fib (x - 2)

-- Pattern matching для кортежей выглядит так
foo (x, y) = (x + 1, y + 2)

{- Pattern matching для списков устроен чуть сложнее.
Пусть `x` - первый элемент списка, а `xs` - остальные элементы.
Тогда операции `head` и `tail` могут быть определены так -}
myHead (x:xs) = x
myTail (x:xs) = xs

-- Функцию отображения мы можем написать так
myMap func [] = []
myMap func (x:xs) = func x:(myMap func xs)

-- При сопоставлении происходит привязка
-- элементов значения с именами в образце
fstPlusThird (a : _ : b : _) = a + b
fstPlusThird [1,2,3,4,5] -- 4
-- Значения, для которых вместо имени указано `_`,
-- игнорируются. Это удобно, когда важен сам факт
-- совпадения образца
oneElem [_] = True
oneElem _ = False

startsWith x (y:_) = x == y
startsWith _ _ = False

startsWith 'H' "Hello!" -- True
startsWith 'H' "hello!" -- False

{- Обратите внимание на тот факт,
что первый аргумент нашей функции `myMap` - тоже функция!
Функции, подобно `myMap`, принимающие другие функции
в качестве параметров, или, скажем, возвращающие функции
в качестве результата, называются
Функциями Высших Порядков (ФВП, High Order Functions, HOF)
-}

-- Вместе с ФВП часто используются анонимные функции
myMap (\x -> x + 2) [1..5] -- [3, 4, 5, 6, 7]
-- Такие функции описываются в виде
-- \arg1 arg1 .. -> expression

-- Популярные в других языках ФВП присутствуют и в Haskell
map (\x -> x * 10) [1..5] -- [10, 20, 30, 40, 50]
filter (\x -> x > 2) [1..5] -- [3, 4, 5]

{- Функция свертки
(она же `reduce` или `inject` в других языках)
в Haskell представлены функциями `foldr` и `foldl`.
Суть свертки можно представить так:

foldl f x0 [x1,x2,x3] -> (f (f (f x0 x1) x2) x3)
foldr f x0 [x1,x2,x3] -> (f x1 (f x2 (f x3 x0)))

Здесь x0 - начальное значения так называемого "аккумулятора"
-}
-- Эти два вызова дают одинаковый результат
foldr (\x acc -> acc + x) 0 [1..5] -- 15
foldl (\acc x -> acc + x) 0 [1..5] -- 15
-- Тут можно даже заменить анонимную функцию на оператор
foldr (+) 0 [1..5] -- 15
foldl (+) 0 [1..5] -- 15

-- Зато здесь разница видна
foldr (\x acc -> (x + 10) : acc) [] [1..3] -- [11, 12, 13]
foldl (\acc x -> (x + 10) : acc) [] [1..3] -- [13, 12, 11]

{- Часто в качестве начального значения
удобно брать крайнее значение списка (крайнее слева или справа).
Для этого есть пара функций - `foldr1` и `foldl1`  -}
foldr1 (+) [1..5] -- 15
foldl1 (+) [1..5] -- 15

----------------------------------------------------
-- 4. Больше о функциях
----------------------------------------------------

{- Каррирование (currying)
Если в Haskell при вызове функции передать не все аргументы,
Функция становится "каррированой" - результатом вызова станет
новая функция, которая при вызове и примет оставшиеся аргументы -}

add a b = a + b
foo = add 10 -- теперь foo будет принимать число
             -- и добавлять к нему 10
foo 5 -- 15

-- Для операторов можно "опустить" любой из двух аргументов
-- Используя этот факт можно определить
-- функцию `foo` из кода выше несколько иначе
foo = (+10)
foo 5 -- 15

-- Поупражняемся
map (10-) [1..3] -- [9, 8, 7]
filter (<5) [1..10] -- [1, 2, 3, 4]

{- Композиция функций
Функция (.) соединяет пару функций в цепочку.
К примеру, можно соединить функцию, добавляющую 10,
с функцией, умножающей на 5 -}
foo = (*5) . (+10)

-- (5 + 10) * 5 = 75
foo 5 -- 75

{- Управление приоритетом вычисления
В Haskell есть функция `$`, которая применяет
свой первый аргумент ко второму с наименьшим приоритетом
(обычное применение функций имеет наивысший приоритет)
Эта функция часто позволяет избежать использования
"лишних" скобок -}
head (tail (tail "abcd")) -- 'c'
head $ tail $ tail "abcd" -- 'c'
-- того же эффекта иногда можно достичь использованием композиции
(head . tail . tail) "abcd" -- 'c'
head . tail . tail $ "abcd" -- 'c'
{- Тут стоит сразу запомнить, что композиция функций
возвращает именно новую функцию, как в последнем примере.
Т.е. можно делать так -}
third = head . tail . tail
-- но не так
third = head $ tail $ tail -- (head (tail (tail))) - ошибка!

----------------------------------------------------
-- 5. Сигнатуры типов
----------------------------------------------------

{- Haskell обладает очень сильной системой типов.
И типизация в Haskell - строгая. Каждое выражение имеет тип,
который может быть описан сигнатурой.
Сигнатура записывается в форме
expression :: type signature
-}

-- Типы примитивов
5 :: Integer
"hello" :: String
True :: Bool

{- Функции тоже имеют тип
`not` принимает булево значение и возвращает булев результат
not :: Bool -> Bool

Вот функция двух аргументов
add :: Integer -> Integer -> Integer

Тут то мы и видим предпосылки к каррированию: тип
на самом деле выглядит так (скобки просто обычно опускаются)
add :: (Integer -> Integer) -> Integer
т.е. функция принимает аргумент,
и возвращает функцию от второго аргумента! -}

-- Считается хорошим тоном указывать сигнатуру определений,
-- которые доступны другим разработчикам (публичны). Пример:
double :: Integer -> Integer
double x = x * 2

----------------------------------------------------
-- 6. Управление потоком исполнения
----------------------------------------------------

-- Выражение `if`
haskell = if 1 == 1 then "awesome" else "awful" -- haskell = "awesome"

-- Выражение `if` можно записать и в несколько строк.
-- Соблюдайте отступы!
haskell = if 1 == 1
            then "awesome"
            else "awful"

-- Так как `if` - выражение, ветка `else` обязательна!
-- И более того, результаты выражений в ветках `then` и `else`
-- должны иметь одинаковый тип!

-- `case`-выражение выглядит так
case args of -- парсим аргументы командной строки
  "help" -> printHelp
  "start" -> startProgram
  _ -> putStrLn "bad args"

-- При вычислении результата `case`-выражения производится
-- сопоставление с образцом:
fib x = case x of
          1 -> 1
          2 -> 1
          _ -> fib (x - 1) + fib (x - 2)

-- В Haskell нет циклов - вместо них используются рекурсия,
-- отображение, фильтрация и свертка (map/filter/fold)
map (*2) [1..5] -- [2, 4, 6, 8, 10]

for array func = map func array
for [0..3] $ \i -> show i -- ["0", "1", "2", "3"]
for [0..3] show           -- ["0", "1", "2", "3"]

----------------------------------------------------
-- 7. Пользовательские типы данных
----------------------------------------------------

-- Создадим свой Haskell-тип данных

data Color = Red | Blue | Green

-- Попробуем использовать

say :: Color -> String
say Red   = "You are Red!"
say Blue  = "You are Blue!"
say Green = "You are Green!"

-- Типы могут иметь параметры (параметры типов)

data Maybe a = Nothing | Just a

-- Все эти выражения имеют тип `Maybe`
Just "hello"    -- :: `Maybe String`
Just 1          -- :: `Maybe Int`
Nothing         -- :: `Maybe a` для любого `a`

-- Типы могут быть достаточно сложными
data Figure = Rectangle (Int, Int) Int Int
            | Square (Int, Int) Int
            | Point (Int, Int)

area :: Figure -> Int
area (Point     _)     = 0
area (Square    _ s)   = s * s
area (Rectangle _ w h) = w * h

----------------------------------------------------
-- 8. Ввод-вывод в Haskell
----------------------------------------------------

-- Полноценно объяснить тему ввода-вывода невозможно
-- без объяснения монад, но для использования в простых случаях
-- вводного описания будет достаточно.

-- Когда программа на Haskell выполняется,
-- вызывается функция с именем `main`.
-- Эта функция должна вернуть значение типа `IO ()`
-- Например

main :: IO ()
main = putStrLn $ "Hello, sky! " ++ (say Blue)
-- `putStrLn` имеет тип `String -> IO ()`

-- Проще всего реализовать программу с вводом-выводом (IO),
-- если вы реализуете функцию с типом `String -> String`.
-- Далее ФВП
--    interact :: (String -> String) -> IO ()
-- сделает всё за нас!

countLines :: String -> String
countLines = show . length . lines
-- здесь `lines` разделяет строку на список строк
-- по символу перевода строки

main' :: IO ()
main' = interact countLines

{- Вы можете думать о типе `IO ()`,
как о некотором представлении последовательности
действий, которые должен совершить компьютер.
Такое представление напоминает программу
на императивном языке программирования. Для описания
такой последовательности используется `do`-нотация -}

sayHello :: IO ()
sayHello = do
   putStrLn "What is your name?"
   name <- getLine -- запрашиваем строку и связываем с "name"
   putStrLn $ "Hello, " ++ name

-- Упражнение:
--     напишите свою реализацию функции `interact`,
--     которая запрашивает и обрабатывает только одну строку

{- Код функции `sayHello` не будет исполняться
при её определении. Единственное место, где IO-действия
могут быть произведены - функция `main`!
Чтобы эта программа выполнила действия в функции `sayHello`,
закомментируйте предыдущее определение функции `main`
и добавьте новое определение:

main = sayHello -}

{- Давайте подробнее рассмотрим, как работает функция `getLine`
Её тип:
   getLine :: IO String
Вы можете думать, что значение типа `IO a` представляет
собой компьютерную программу, в результате выполнения которой
генерируется значение типа `a`, в дополнение
к остальным эффектам, производимым при выполнении - таким как
печать текста на экран. Это значение типа `a` мы можем
сохранить с помощью оператора `<-`. Мы даже можем реализовать
свое действие, возвращающее значение: -}

action :: IO String
action = do
   putStrLn "This is a line. Duh"
   input1 <- getLine
   input2 <- getLine
   -- Тип блока `do` будет соответствовать типу последнего
   -- выполненного в блоке выражения.
   -- Заметим, что `return` - не ключевое слово, а функция
   -- типа `a -> IO a`
   return (input1 ++ "\n" ++ input2) -- return :: String -> IO String

-- Теперь это действие можно использовать вместо `getLine`:

main'' = do
    putStrLn "I will echo two lines!"
    result <- action
    putStrLn result
    putStrLn "This was all, folks!"

{- Тип `IO` - пример "монады". Языку Haskell нужны монады,
чтобы оставаться преимущественно чистым функциональным языком.
Любые функции, взаимодействующие с внешним миром
(производящие ввод-вывод) имеют `IO` в своих сигнатурах.
Это позволяет судить о функции как о "чистой" - такая не будет
производить ввод-вывод. В ином случая функция - не "чистая".

Такой подход позволяет очень просто разрабатывать многопоточные
программы - чистые функции, запущенные параллельно
не будут конфликтовать между собой в борьбе за ресурсы. -}

----------------------------------------------------
-- 9. Haskell REPL
----------------------------------------------------

{- Интерактивная консоль Haskell запускается командой `ghci`.
Теперь можно вводить строки кода на Haskell.
Связывание значений с именами производится
с помощью выражения `let`: -}

let foo = 5

-- Тип значения или выражения можно узнать
-- с помощью команды `:t`:

>:t foo
foo :: Integer

-- Также можно выполнять действия с типом `IO ()`

> sayHello
What is your name?
Friend!
Hello, Friend!

```

Многое о Haskell, например классы типов и монады невозможно уместить в столь короткую статью. Огромное количество очень интересных идей лежит в основе языка, и именно благодаря этому фундаменту на языке так приятно писать код. Позволю себе привести ещё один маленький пример кода на Haskell - реализацию быстрой сортировки:

```haskell
qsort [] = []
qsort (p:xs) = qsort lesser ++ [p] ++ qsort greater
    where lesser  = filter (< p) xs
          greater = filter (>= p) xs
```

Haskell прост в установке, забирайте [здесь](http://www.haskell.org/platform/) и пробуйте! Это же так интересно!.

Более глубокое погрузиться в язык позволят прекрасные книги
[Learn you a Haskell](http://learnyouahaskell.com/) и
[Real World Haskell](http://book.realworldhaskell.org/).

[autor]: http://adit.io имеется в виду автор оригинального текста Adit Bhargava *(примечание переводчика)*