Haskell - 基本数据模型

Haskell 是一种纯函数式编程语言，因此它比其他编程语言更具交互性和智能性。本章我们将学习 Haskell 的基本数据模型，这些模型实际上是预定义的，或者以某种智能方式解码到计算机内存中。

在本教程中，我们将使用网站上提供的 Haskell 在线平台（https://tutorialspoint.com/codingground.htm）。

数字

Haskell 足够智能，可以将某些数字解码为数字。因此，您无需像在其他编程语言中那样外部声明其类型。例如，转到您的 prelude 命令提示符，运行“2+2”并按 Enter 键。

sh-4.3$ ghci 
GHCi, version 7.6.3: http://www.haskell.org/ghc/  :? for help 
Loading package ghc-prim ... linking ... done. 
Loading package integer-gmp ... linking ... done. 
Loading package base ... linking ... done. 
Prelude> 2+2

您将收到以下输出。

在上面的代码中，我们只是将两个数字作为参数传递给 GHCI 编译器，而没有预定义它们的类型，但编译器可以轻松地将这两个输入解码为数字。

现在，让我们尝试更复杂的数学计算，看看我们的智能编译器是否能给出正确的输出。尝试使用“15+(5*5)-40”。

Prelude> 15+(5*5)-40

根据预期输出，上述表达式结果为“0”。

字符

与数字一样，Haskell 可以智能地识别作为输入给出的字符。转到您的 Haskell 命令提示符，并使用双引号或单引号输入任何字符。

让我们提供以下行作为输入并检查其输出。

Prelude> :t "a"

它将产生以下输出：

"a" :: [Char]

请记住，在提供输入时使用 (:t)。在上面的例子中，(:t) 用于包含与输入相关的特定类型。我们将在接下来的章节中学习更多关于这种类型的知识。

让我们来看一个例子，在这个例子中，我们传递了一些无效的字符输入，这导致了错误。

Prelude> :t a 
<interactive>:1:1: Not in scope: 'a'  

Prelude> a 
<interactive>:4:1: Not in scope: 'a'

通过错误消息“<interactive>:4:1: Not in scope: `a'”，Haskell 编译器警告我们它无法识别您的输入。Haskell 是一种所有内容都用数字表示的语言。

Haskell 遵循传统的 ASCII 编码方式。让我们来看下面的例子以了解更多信息：

Prelude> '\97' 
'a'  
Prelude> '\67' 
'C'

看看您的输入是如何被解码成 ASCII 格式的。

字符串

字符串只不过是字符的集合。使用字符串没有特定的语法，但 Haskell 遵循使用双引号表示字符串的传统风格。

让我们来看一个例子，在这个例子中，我们传递字符串“Tutorialspoint.com”。

Prelude> :t "tutorialspoint.com"

它将在屏幕上产生以下输出：

"tutorialspoint.com" :: [Char]

看看整个字符串是如何被解码为仅包含 Char 的数组的。让我们转向其他数据类型及其语法。一旦我们开始实际练习，我们就会习惯所有数据类型及其用法。

布尔值

布尔数据类型与其他数据类型一样非常简单。让我们来看一个例子，我们将使用一些布尔输入（如“True”或“False”）使用不同的布尔运算。

Prelude> True && True 
True  
Prelude> True && False 
False   
Prelude> True || True 
True  
Prelude> True || False 
True

在上面的例子中，我们不需要提到“True”和“False”是布尔值。Haskell 本身可以解码它并执行相应的操作。让我们将输入修改为“true”或“false”。

Prelude> true

它将产生以下输出：

<interactive>:9:1: Not in scope: 'true'

在上面的例子中，Haskell 无法区分“true”和数字值，因此我们的输入“true”不是数字。因此，Haskell 编译器抛出一个错误，指出我们的输入不在其作用域内。

列表和列表推导

与其他数据类型一样，列表也是 Haskell 中非常有用的数据类型。例如，[a,b,c] 是一个字符列表，因此，根据定义，列表是由逗号分隔的相同数据类型的集合。

与其他数据类型一样，您不需要将列表声明为列表。Haskell 足够智能，可以通过查看表达式中使用的语法来解码您的输入。

让我们来看下面的例子，它展示了 Haskell 如何处理列表。

Prelude> [1,2,3,4,5]

它将产生以下输出：

[1,2,3,4,5]

Haskell 中的列表是同质的，这意味着它们不允许您声明不同类型数据的列表。任何像 [1,2,3,4,5,a,b,c,d,e,f] 这样的列表都会产生错误。

Prelude> [1,2,3,4,5,a,b,c,d,e,f]

这段代码将产生以下错误：

<interactive>:17:12: Not in scope: 'a' 
<interactive>:17:14: Not in scope: 'b' 
<interactive>:17:16: Not in scope: 'c' 
<interactive>:17:18: Not in scope: 'd' 
<interactive>:17:20: Not in scope: 'e' 
<interactive>:17:22: Not in scope: 'f'

列表推导

列表推导是使用数学表达式生成列表的过程。让我们来看下面的例子，在这个例子中，我们使用 [output | range ,condition] 格式的数学表达式生成列表。

Prelude> [x*2| x<-[1..10]] 
[2,4,6,8,10,12,14,16,18,20]  
Prelude> [x*2| x<-[1..5]] 
[2,4,6,8,10]  
Prelude> [x| x<-[1..5]] 
[1,2,3,4,5]

这种使用数学表达式创建列表的方法称为列表推导。

元组

Haskell 提供了另一种方法来在一个数据类型中声明多个值。这被称为元组。元组可以被认为是列表，但是元组和列表之间存在一些技术差异。

元组是不可变的数据类型，我们不能在运行时修改元素的数量，而列表是可变的数据类型。

另一方面，列表是同质的数据类型，而元组是异质的，因为元组可能包含不同类型的数据。

元组由单个括号表示。让我们来看下面的例子，看看 Haskell 如何处理元组。

Prelude> (1,1,'a')

它将产生以下输出：

(1,1,'a')

在上面的例子中，我们使用了一个包含两个数字类型变量和一个字符类型变量的元组。

打印页面