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純粋関数型プログラミング言語Haskellについて
関数型のプログラミング言語が気になったので調べてみる。
Haskellとは
- 純粋関数型プログラミング言語
- 何をするかではなく何であるかを伝える
- 変数を設定したら変更できない
- 関数は副作用を持たない（副作用: プログラムの状態が変化すること）
- 純粋関数: 副作用を持たない関数
- 何かを計算してその結果を返すのみ
- 参照透明性という性質を持つ（同じ引数で呼ばれたら同じ値を返す）
- 遅延評価を行う
- なるべく必要になるまで計算を行わない
- 参照透明性を持つため、いつ実行してもよい
- 静的型付け言語
- 型がコンパイル時に決定する
- 型推論
- 命令型のプログラミング言語に比べ、コードは短くバグが少ない
- 拡張子は.hs
開発環境
- Haskell Platform
- https://www.haskell.org/platform/ (opens new window)
- ghci 対話モードでの起動
- :q or :quit 対話モードの終了
- :l ファイル名（拡張しなし）ファイルのロード
- :r 読み込んだスクリプトをリロード
- :? ヘルプを見る
構文
演算子
- 演算子に優先順位あり（+, -, * , /）%はない
- 負の値は括弧()でくくらないとエラーが出る
- 真理値 True, False
- 論理積 &&
- 論理和 ||
- 論理否定演算子 not
- 同じ型の値が等しい ==
- 同じ型の値が等しくない /=
関数呼び出し
- 演算子も関数
- 中置関数
- 前置関数
- succ関数（successor, 次に大きい数を返す）
- min関数 min 1 2
- max関数 min 1 2
- 関数の適用は全ての演算の中でもっとも高い優先度を持つ
- 2引数の前置関数は`(バッククオート)でかこむと中置関数になる
関数定義
- 関数名 引数 = 実装
- doubleMe x = x * 2
- doubleUs x y = x * 2 + y * 2
- 関数定義の中で他の関数も呼べる
- if文ではelse句が必須（常に何かを返す）
doubleSmallNumber x = if x > 100
then x
else x*2
- 'も関数名ににつかえる（慣習的に使われている）
- 関数は大文字では始められない
リスト
- 同じ型の要素を複数格納できる（letは名前の定義）
let numbers = [1,2,3]
- リストの連結
[1,2,3] ++ [4,5,6]
"hello" ++ "world"
- 文字列は文字のリスト['o','n','e']
- リストの先頭に追加（cons演算子）
'H':"ELLO"
- [1,2]は1:2:3:[]の糖衣構文
- リストへのアクセス
Prelude> "HELLO" !! 1
'E'
- リストのネスト
[[1,2,3],[2,3,4,5]]
- 辞書順でのリストの比較 <, >, ==, <=, >=
- 空でないリストは空リストよりも大きい
- その他のリスト操作
Prelude> head "HELLO"
'H'
Prelude> tail "HELLO"
"ELLO"
Prelude> last "HELLO"
'O'
Prelude> init "HELLO"
"HELL"
Prelude> length "HELLO"
5
Prelude> null "HELLO"
False
Prelude> null ""
True
Prelude> reverse "HELLO"
"OLLEH"
Prelude> take 3 "HELLO"
"HEL"
Prelude> drop 3 "HELLO"
"LO"
Prelude> maximum [1,4,2]
4
Prelude> sum [1,4,2]
7
Prelude> product [1,4,2]
8
Prelude> elem 4 [1,4,2]
True
- レンジ
-- 1から100の整数
[1..100]
- ステップ付きレンジ
-- 1から100までの整数のうち、2の倍数
[2,4..100]
-- 1から100までの整数のうち、3の倍数
[3,6..100]
- 無限リスト（遅延評価なので無限に評価することはない）
-- 13の倍数のうち、最初の10個
take 10 [13,26..]
- 無限リストの生成関数
Prelude> take 10 (cycle [1,2,3])
[1,2,3,1,2,3,1,2,3,1]
Prelude> take 10 (repeat 2)
[2,2,2,2,2,2,2,2,2,2]
Prelude> replicate 4 5
[5,5,5,5]
- 内包表記（リストのフィルタリング、変換、組み合わせを行う方法）
-- 20以下の整数を2倍したリスト
Prelude> [x*2 | x <- [1..20]]
[2,4,6,8,10,12,14,16,18,20,22,24,26,28,30,32,34,36,38,40]
- 条件（述語）を持つ内包表記
Prelude> [x*2 | x <- [1..20], x*2 > 20]
[22,24,26,28,30,32,34,36,38,40]
Prelude> [x | x <- [50..100], x `mod` 7 == 3]
[52,59,66,73,80,87,94]
-- 出力をif文にする
Prelude> [if x > 3 then "A" else "B" | x <- [1..6], odd x]
["B","B","A"]
-- 複数の述語
Prelude> [ x | x <- [1..10], x /= 3, x /= 4]
[1,2,5,6,7,8,9,10]
-- 複数のリスト（全ての組み合わせ）
Prelude> [ x+y | x <- [1,2], y <- [100, 1000] ]
[101,1001,102,1002]
Prelude> [ x ++ " " ++ y | x <- ["red", "blue", "green"], y <- ["light", "banana"] ]
["red light","red banana","blue light","blue banana","green light","green banana"]
-- リストから取り出した値を利用しない場合は_
Prelude> let length' xs = sum [1 | _ <- xs]
Prelude> length "HELLO"
5
-- 文字列の処理に内包表記を利用する
Prelude> [ c | c <- "Hello", c `elem` ['A'..'Z']]
"H"
Prelude> [ c | c <- "Hello", c `elem` ['a'..'z']]
"ello"
-- ネストしたリストの操作はネストした内包表記を利用する
Prelude> [ [ x | x <- xs, even x ] | xs <- [[1,2,3], [2,3,4]] ]
[[2],[2,4]]
