第一章 Haskell简介

关于这个教程

欢迎来到 haskell 趣学指南！阅读此文表明你正要学 haskell。很好，来对地方了，先容我简单介绍一下这个教程。

编写这个教程,一方面是为了巩固我自己对 haskell 的理解，另一方面也是希望能够分享我的经验，给初学者提供一定帮助。网络上已经有无数 Haskell 的教学文档，在我学习的时候就曾参阅过许多教程与文章，它们讲解问题的思路各不相同，综合的阅读使得我最终能够整理起知识的碎片并正确地理解。所以说，编写这个教程也是创造另一个学习资源的尝试，给读者增加一个选择的余地。

本教程主要是面向已经有命令式编程经验(C, C++, Java, Python …) 、却未曾接触过函数式编程 (Haskell, ML, OCaml …)的读者。还没有编程基础？没关系，像你这样的聪明小伙一定能够学会 haskell！

若在学习中遇到什么地方不明白，freenode IRC 上的 #Haskell 频道是提问的绝佳去处。那儿的人们友善，耐心且照顾新人。

在我掌握 haskell 之前的学习曾经失败过两次，它看起来太不可思议，难以理解。不过随后突然灵光一闪，马上就开窍了，往后的学习也就变得游刃有余。我想说的就是：haskell 很棒，如果你喜欢编程，那就得好好学学--尽管在咋一看它可能会显得很别扭--它迫使你换个脑筋思考，很有趣！

那么，haskell 是什么？

haskell 是一门纯函数式编程语言。在命令式语言中执行操作需要给电脑安排一组命令，随着命令的执行，状态就会随之发生改变。例如你给变量 a 赋值为 5，而随后做了其它一些事情之后 a 就可能变成的其它值。有控制流程，你就可以重复执行操作。然而在函数式编程语言中，你不是像命令式语言那样命令电脑“要做什么”，而是通过用函数来描述出问题“是什么”，如“阶乘是指从1到某数间所有数字的乘积”。变量一旦赋值，就不可以更改了，你已经说了 a 就是 5，就不能再另说 a 是别的什么数。做人不能食言，对不？所以说，函数式编程语言中的函数能做的唯一事情就是求值，因而没有副作用。一开始会觉得这很受限，不过好处也正源于此：若以同样的参数调用同一函数两次，得到的结果总是相同。这被称作“引用透明”。如此一来编译器就可以理解程序的行为，你也很容易就能验证一个函数的正确性，继而可以将一些简单的函数组合成更复杂的函数。

haskell 是惰性的。也就是说若非特殊指明，函数在真正需要结果以前不会被求值。再加上引用透明，你就可以把程序仅看作是数据的一系列变形。如此一来就有了很多有趣的特性，如无限长度的数据结构。假设你有一个 List:xs = [1,2,3,4,5,6,7,8]，还有一个函数doubleMe，它可以将一个List中的所有元素都乘以二，返回一个新的List。若是在命令式语言中，把一个 List 乘以 8，执行doubleMe(doubleMe(doubleMe(xs)))，得遍历三遍 xs 才会得到结果。而在惰性语言中，调用 doubleMe 时并不会立即求值，它会说“嗯嗯，待会儿再做！”。不过一旦要看结果，第一个 doubleMe 就会对第二个说“给我结果，快！”第二个 doubleMe 就会把同样的话传给第三个 doubleMe，第三个doubleMe只能将 1 乘以 2 得 2 后交给第二个，第二个再乘以 2 得 4 交给第一个，最终得到第一个元素 8。也就是说，这一切只需要遍历一次list即可，而且仅在你真正需要结果时才会执行。惰性语言中的计算只是一组初始数据和变换公式。

haskell 是静态类型的。当你编译程序时，编译器需要明确哪个是数字，哪个是字符串。这就意味着很大一部分错误都可以在编译时被发现，若试图将一个数字和字符串相加，编译器就会报错。haskell 拥有一套强大的类型系统，支持自动类型推导。这一来你就不需要在每段代码上都标明它的类型，像计算 a=5+4，你就不需另告诉编译器“a 是一个数值”，它可以自己推导出来。类型推导可以让你的程序更加简练。假设有个二元函数是将两个数值相加，你就无需声明其类型，这个函数可以对一切可以相加的值进行计算。

haskell 采纳了很多高级概念，因而它的代码优雅且简练。与同层次的命令式语言相比，haskell 的代码往往会更短，更短就意味着更容易理解，bug 也就更少。

haskell 的研发工作始于 1987 年，当时是一个学会的精英分子（很多 PhD 哦）聚到一块儿，商量着要设计一门牛 X 的语言。03 年，《 Haskell Report 》发布，标志着稳定版本的最终确定。

你需要...

一个编辑器和一个编译器。你可能已经安装了最喜欢的编辑器，在此不加赘述。如今最常用的 haskell 编译器是 GHC 和 hugs，在本教程中我们将使用 ghc。安装的细节就不消多说了，在 windows 下只要下载一个 installer 然后一路next最后重启一下（貌似不需要重启，译者注）即可；在基于 debain 的 linux 系统下一个

apt-get install ghc6 libghc6-mtl-dev

看着玩就是了；我没 mac 电脑，不过听说你如果安装了 macPort，就可以通过

sudo port install ghc

来获得 ghc。嗯，应该可以用那古怪的单键鼠标搞 haskell 吧，我拿不准。

GHC 既可以解释执行 haskell 脚本（通常是以 .hs 作为后缀），也可以编译。它还有个交互模式，你可以在里面调用脚本里定义的函数，即时得到结果。 对于学习而言，这可比每次修改都编译执行要方便的多。想进入交互模式，只要打开控制台输入 ghci 即可。假设你在 myfunctions.hs 里定义了一些函数，在 ghci 中输入:l myfunctions.hs}载后就可以调用了。一旦修改了这个 .hs 文件的内容，再次执行:l myfunctions.hs或者与之等价的 :r，都可以重新装载该文件。我本人通常就是在 .hs 文件中定义几个函数，再到 ghci ，调试，再修改再装载。这也正是我们往后的基本流程。