Haskell入门指南：函数编程语言的探索
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更新于2024-07-17
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《Programming in Haskell_CN_2013.pdf》是一本面向初学者的Haskell编程指南，由Graham Hutton撰写并翻译成中文。作者致力于介绍一种通过函数式编程语言Haskell来实现简单、清晰和精确编程的方法，这种编程方式与当时的主流语言如Java、C、C++和Visual Basic有显著区别。Haskell强调理论性，而非直接操作计算机内存，提倡使用函数参数而非改变存储的值，这使得程序结构更加模块化和易于理解和维护。
该书特别适合计算机科学专业的学生以及有兴趣在业余时间探索Haskell的读者，即使没有编程基础也不必担心，因为作者会从基础概念开始，通过精心设计的例子逐步引导读者。Haskell版本为Haskell98，这是一个长期稳定的标准版本，尽管不是最新，但对于入门学习已足够。
书中内容涵盖了Haskell的主要特性，包括函数编程的原理和实践，每个章节都包含课后练习，旨在帮助读者巩固所学，并引导他们探索更专业和高级的主题。教学大纲建议在课堂上花费20小时，学生则需要额外的40小时自学和实践，以充分掌握知识。此外，诺丁汉大学的课程资料和网站提供了详细的讲义、示例源代码、课后习题解答以及更多资源。
作者感谢诺丁汉大学的函数编程小组，他们的研究和教学经验为本书的编写和教学质量奠定了坚实的基础。对于教师和学生来说，网站还提供额外的辅助材料，包括参考答案和测试题目，以便加深理解和提高技能。《Programming in Haskell》是一本旨在引导读者进入函数式编程世界，培养高级编程技巧的实用教程。
= { 应用 sum }
1 + (2 + (3 + 0))
= { 应用+ }
6
注意尽管 sum 是一个用自身来定义的循环函数，但是它不会一直循环下去。具体来说，每
一次对 sum 的应用都会使变量列表的长度减少 1，直到列表最终变为空列表，循环就会停止。
对于空列表，返回的列表之和为 0。由于 0 是加法运算的单位元（即对于任意 x，有 0 + x = x
+ 0），所以这样设定是合理的。
在 Haskell 中，每一个函数都有一个类型来特别地声明它变量与结果的性质。当然，我们
可以自动地从函数的定义中推断出结果的类型。例如，函数 sum 有如下的类型：
Num a => [a] -> a
这个类型说明了对于任何数字 a，sum 这个函数表示一个数字的列表到单个数字的映射。
Haskell 支持许多不同类型的数字，包括整数，比如 123，还有浮点数，比如 3.14159。因此，
sum 可以被应用到一个整数列表，就像上面的计算中一样，或者也可以应用到一个浮点数列表
中。
类型为函数的特性提供了很有用的信息，但是，更重要的是，它们的使用可以使程序中的
很多错误在程序执行之前就被自动的检测出来。具体来说，对于程序中的每个函数，一次核对
就是检查实际使用的变量类型是否跟函数定义的类型相符。例如，试图将函数 sum 应用到一个
字符列表中，就会产生错误，因为字符不是一个数字的类型。
现在让我们来考虑一个更有趣的关于列表的函数，它会为我们展示 Haskell 的一些其他方
面。假设我们用下面的两个等式来定义一个函数叫做 qsort：
qsort [] = []
qsort (x : xs) = qsort smaller ++ [x] ++ qsort larger
where
smaller = [a | a <- xs, a <= x]
larger = [b | b<- xs, b <= x]
在这个定义中，++ 是一个可以合并两个列表的运算符；例如，[1, 2, 3] ++ [4, 5] =
[1, 2, 3, 4, 5]。接下来，where 是一个引入本地定义的关键词，在这个例子里面，where 中
定义了 xs 中小于或者等于 x 的所有元素 a 组成的列表 smaller，还有列表 xs 中大于 x 的所有
元素 b 组成的列表 larger。例如，如果 x = 3，xs = [5, 1, 4, 2], 那么 smaller = [1,
2], larger = [5, 4]。
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