Haskell:
Succ (Succ (Succ Zero))
Time (Hour 13) (Minute 10) (Second 0)
Mul (Add One Ten) (Neg (Mul Six Zero))
За одним исключением, если конструктор бинарный, символьный (начинается с двоеточия), мы помеща-
ем его между аргументов:
(One :+ Ten) :* (Neg (Six :* Zero))
3.3 Структура функций
Функции описывают одни значения в терминах других. При этом важно понимать, что функция это лишь
новое имя, пусть и составное. Мы можем написать 5, или 2+3, это лишь два разных имени для одной кон-
станты. Теперь мы разобрались с тем, что константы это деревья. Значит функции строят одни деревья из
других. Как они это делают? Для этого этого в Haskell есть две операции: это композиция и декомпозиция де-
ревьев. С помощью композиции мы строим из простых деревьев сложные, а с помощью декомпозиции разбиваем
составные деревья на простейшие.
Композиция и декомпозиция объединены в одной операции, с которой мы уже встречались, это операция
определения синонима. Давайте вспомним какое-нибудь объявление функции:
(+) a
Zero
= a
(+) a
(Succ b)
= Succ (a + b)
Смотрите в этой функции слева от знака равно мы проводим декомпозицию второго аргумента, а в правой
части мы составляем новое дерево из тех значений, что были нами получены слева от знака равно. Или
посмотрим на другой пример:
show (Time h m s) = show h ++ ”:” ++ show m ++ ”:” ++ show s
Слева от знака равно мы также выделили из составного дерева (Time h m s) три его дочерних для корня
узла и связали их с переменными h, m и s. А справа от знака равно мы составили из этих переменных новое
выражение.
Итак операцию объявления синонима можно представить в таком виде:
name
декомпозиция
=
композиция
В каждом уравнении у нас три части: новое имя, декомпозиция, поступающих на вход аргументов, и
композиция нового значения. Теперь давайте остановимся поподробнее на каждой из этих операций.
Структура функций | 45
Композиция и частичное применение
Композиция строится по очень простому правилу, если у нас есть значение f типа a -> b и значение x
типа a, мы можем получить новое значение (f x) типа b. Это основное правило построения новых значений,
поэтому давайте запишем его отдельно:
f :: a -> b,
x :: a
—————————
(f x) :: b
Сверху от черты, то что у нас есть, а снизу от черты то, что мы можем получить. Это операция называется
применением или аппликацией.
Выражения, полученные таким образом, напоминают строчную запись дерева, но есть одна тонкость, ко-
торую мы обошли стороной. В случае деревьев мы строили только константы, и конструктор получал столько
аргументов, сколько у него было дочерних узлов (или подтипов). Так мы строили константы. Но в Haskell мы
можем с помощью применения строить функции на лету, передавая меньшее число аргументов, этот процесс
называется частичным применением или каррированием (currying). Поясним на примере, предположим у нас
есть функция двух аргументов:
add :: Nat -> Nat -> Nat
add a b = …
На самом деле компилятор воспринимает эту запись так:
add :: Nat -> (Nat -> Nat)
add a b = …
Функция add является функцией одного аргумента, которая в свою очередь возвращает функцию одного
аргумента (Nat -> Nat). Когда мы пишем в где-нибудь в правой части функции:
… =
… (add Zero (Succ Zero)) …
Компилятор воспринимает эту запись так:
… =
… ((add Zero) (Succ Zero)) …
Присмотримся к этому выражению, что изменилось? У нас появились новые скобки, вокруг выражения
(add Zero). Давайте посмотрим как происходит применение:
add :: Nat -> (Nat -> Nat),
Zero :: Nat
———————————————-
(add Zero) :: Nat -> Nat
Итак применение функции add к Zero возвращает новую функцию (add Zero), которая зависит от одного
аргумента. Теперь применим к этой функции второе значение:
(add Zero) :: Nat -> Nat,
(Succ Zero) :: Nat
———————————————-
((add Zero) (Succ Zero)) :: Nat
И только теперь мы получили константу. Обратите внимание на то, что получившаяся константа не может
принять ещё один аргумент. Поскольку в правиле для применения функция f должна содержать стрелку, а
у нас есть лишь Nat, это значение может участвовать в других выражениях лишь на месте аргумента.
Тоже самое работает и для функций от большего числа аргументов, если мы пишем
fun :: a1 -> a2 -> a3 -> a4 -> res
… = fun a b c d
На самом деле мы пишем
fun :: a1 -> (a2 -> (a3 -> (a4 -> res)))
… = (((fun a) b) c) d
46 | Глава 3: Типы
Это очень удобно. Так, определив лишь одну функцию fun, мы получили в подарок ещё три функции
(fun a), (fun a b) и (fun a b c). С ростом числа аргументов растёт и число подарков. Если смотреть на
функцию fun, как на функцию одного аргумента, то она представляется таким генератором функций типа
a2 -> a3 -> a4 -> res, который зависит от параметра. Применение функций через пробел значительно
упрощает процесс комбинирования функций.
Поэтому в Haskell аргументы функций, которые играют роль параметров или специфических флагов, то
есть аргументы, которые меняются редко обычно пишутся в начале функции. Например
process :: Param1 -> Param2 -> Arg1 -> Arg2 -> Result