10分で学ぶHaskell

From HaskellWiki

1 概要

Haskellは関数型で（つまりすべてが関数呼びだしで処理される）、静的な暗黙的型付けで（型はコンパイラによって確認され、明示的に宣言する必要はない）、遅延評価（必要となるまで処理されない）の言語です。系統が近い言語として最も人気のあるのはおそらくML系の言語でしょう。（MLは遅延評価ではないですが）

最も普及しているHaskellのコンパイラは GHC です。GHCは http://www.haskell.org/ghc/download.html からダウンロードできます。GHCのバイナリは GNU/Linux、 FreeBSD、 MacOS、Windows、Solarisで動作します。GHCをインストールすると、ghcと ghciという2つのプログラムが入っているのが確認できます。最初のghcの方はHaskellのライブラリやアプリケーションをバイナリコードにコンパイルします。 ghciはインタプリタで、Haskellコードを書いてすぐに結果を得ることができる環境です。

2 簡潔な表現

たいていの数学的表現は直接ghciに入力して結果を得ることができます。Prelude>はGHCiのデフォルトのプロンプトです。

 15

 15

 16

 "Hello"

 "Hello, Haskell"

関数を呼び出すときは関数の後に直接引数を並べて行います。関数呼び出しに括弧は必要ありません。こんな感じです：

 6

 6

 7

 1.4142135623730951

 True

 7

3 コンソール

I/Oアクションはコンソールからの入出力を行うのに使います。有名なものの例は：

 Hello, Haskell

 9

 True

 2 + 2 = 4

 ABCDE
 12345

 4
 16

(4が入力で16が結果です。)

main = do putStrLn "What is 2 + 2?"
          x <- readLn
          if x == 4
              then putStrLn "You're right!"
              else putStrLn "You're wrong!"

（Note: レイアウトを使う場合はインデントにタブを用いないでください。技術的にはタブが8文字であれば動作しますが、おすすめできません。また中にはそういう人もいるかもしれませんが、プロポーショナルフォントを使うこともおすすめしません。

4 簡潔な型

 5

 5.0

Haskellでは型 (そして後で触れる型class)は常に大文字から開始します。変数は常に小文字から始まります。これは言語仕様であり、命名規則（naming convention）ではありません。

ghciを使って、ある値がどんな型かを確認することもできます。普段、自分では型宣言をしないので、この機能は役に立ちます。

数字に関してはもっと面白いものが見られます。

これらの型は"型クラス"を用いています。つまり：

• 42
  はあらゆる数字型として使うことができます。（このおかげで
  5
  を
  Int
  としても
  Double
  としても宣言できたわけです）
• 42.0
  はどのような分数型にもなれますが、整数型にはなれません。
• gcd 15 20
  （ちなみにこれは関数呼び出しです）はどのような整数型にもなれますが、分数型にはなれません。

Haskellの"prelude"（初期状態でimportされるライブラリの一部）内には5種類の数値型があります。

• Int
  は少なくとも30ビットの精度の整数です
• Integer
  は精度無制限の整数型です
• Float
  は単精度浮動小数点数です
• Double
  は倍精度の浮動小数点数です
• Rational
  は分数型で丸め誤差がありません

ごちゃまぜにしてみましょう。

 7

 <interactive>:1:0:
     No instance for (Integral Double)

5 構造化されたデータ

基本データ型は2つの方法で容易にまとめることができます。一つはリストで [ かぎ括弧 ] で囲います。もう一つはタプルで ( 括弧 ) で囲みます。

リストは同じ型の複数の値を保持する場合に使われます。

 [1,2,3]

 [1,2,3,4,5]

 [1,3,5,7,9]

 [True,False,True]

文字列は単に文字のリストにすぎません。

 "Hello"

 "CHello"

タプルは決まった数の値を保持できます。ただしそれぞれの型は異なっていても構いません。

 (1,True)

 [(1,'a'),(2,'b'),(3,'c'),(4,'d'),(5,'e')]

型は予想どおり以下のようになります。

リストはHaskellではとてもよく使われます。リストを操作する便利な関数がいくつもあります。

また整列されたペア（２つの要素を持つタプル）に対する便利な関数が２つあります。

how to work on listsも参照してください。

6 関数定義

main = do putStrLn "What is 2 + 2?"
          x <- readLn
          if x == 4
              then putStrLn "You're right!"
              else putStrLn "You're wrong!"

module Main where
 
factorial n = if n == 0 then 1 else n * factorial (n - 1)
 
main = do putStrLn "What is 5! ?"
          x <- readLn
          if x == factorial 5
              then putStrLn "You're right!"
              else putStrLn "You're wrong!"

ghc --make Test.hsと入力し再ビルドします。そして実行します。

 $ ./Test
 What is 5! ?
 120
 You're right!

今度はghciを使って型を調べてみましょう。

 $ ghci Test.hs
 << GHCi banner >>
 Ok, modules loaded: Main.

階数は場合分けを使うことで簡単にできます。

factorial 0 = 1
factorial n = n * factorial (n - 1)

7 便利な構文

さらにいくつかのsyntaxが便利です。

secsToWeeks secs = let perMinute = 60
                       perHour   = 60 * perMinute
                       perDay    = 24 * perHour
                       perWeek   =  7 * perDay
                   in  secs / perWeek

classify age = case age of 0 -> "newborn"
                           1 -> "infant"
                           2 -> "toddler"
                           _ -> "senior citizen"

8 ライブラリを使う

ここまでのチュートリアルではPreludeの一部しか使ってきませんでした。PreludeはHaskellのどんなプログラムでも使うことができる関数のセットです。

ここから生産性の高いHaskellプログラマになるためには、あなたが必要とするPrelude以外の librariesについて明るくなるのがよいです。標準ライブラリに関してはhttp://haskell.org/ghc/docs/latest/html/libraries/にあります。モジュールは以下のものがあります。

• Useful data structures
• Concurrent and parallel programming
• Graphics and GUI libraries
• Networking, POSIX, and other system-level stuff
• Two test frameworks, QuickCheck and HUnit
• Regular expressions and predictive parsers
• More...

module Main where
 
import qualified Data.Map as M
 
errorsPerLine = M.fromList
    [ ("Chris", 472), ("Don", 100), ("Simon", -5) ]
 
main = do putStrLn "Who are you?"
          name <- getLine
          case M.lookup name errorsPerLine of
              Nothing -> putStrLn "I don't know you"
              Just n  -> do putStr "Errors per line: "
                            print n

もし標準ライブラリにないものを必要とする場合は、 http://hackage.haskell.org/packages/hackage.html かこのWikiのapplications and librariesのページを見てください。これらは多くの方々がHaskellのために書いたたくさんのライブラリを集めたページです。ライブラリを手元に落としてきたら、展開してそのディレクトリに入って以下を実行してください：

 runhaskell Setup configure
 runhaskell Setup build
 runhaskell Setup install

UNIXでは最後のrunhaskell Setup installを実行するためにrootになる必要があります。

9 10分以上かかるので省いたトピック

• Advanced data types
  • 数学的なリスト
  • List comprehensions
  • Type synonyms
  • data vs newtype (and here)
  • Type classes and instances
• Advanced syntax
  • Operators
  • (+) and `foo`
  • Fixity declarations
• 発展的な関数
  • Currying
  • Lambda abstractions
  • Sections
• Monads
• File I/O
  • ファイルの読み込み
  • ファイルの書き込み

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Category: Tutorials