haskell-notes

execWriter, которая возвращает лишь сообщение. Это стандартные для Writer функции.

Посмотрим как работает эта функция:

*Exp> countBiFuns (n 2)

0

*Exp> countBiFuns (n 2 + n 1 + 2 + 3)

3

Накопление результата | 115

Накопление логических значений

В модуле Data.Monoid определены два типа для накопления логических значений. Это типы All и Any. С

помощью типа All мы можем проверить выполняется ли некоторое свойство для всех значений. А с помощью

типа Any мы можем узнать, что существует хотя бы один элемент, для которых это свойство выполнено.

Посмотрим на определение экземпляров класса Monoid для этих типов:

newtype All = All { getAll :: Bool }

instance Monoid All where

mempty = All True

All x ‘mappend‘ All y = All (x && y)

В типе All мы накапливаем значения с помощью логического “и”. Нейтральным элементом является кон-

структор True. Итоговое значение накопителя будет равно True только в том случае, если все накапливаемые

сообщения были равны True.

В типе Any всё наоборот:

instance Monoid Any where

mempty = Any False

Any x ‘mappend‘ Any y = Any (x || y)

Посмотрим как работают эти типы. Составим функцию, которая проверяет отсутствие оператора минус

в выражении:

noNeg :: Exp -> Bool

noNeg = not . getAny . execWriter . anyNeg

anyNeg :: Exp -> Writer Any ()

anyNeg x = case x of

Neg _

-> tell (Any True)

Add a b -> bi a b

Mul a b -> bi a b

_

-> pure ()

where bi a b = anyNeg a *> anyNeg b

Функция anyNeg проверяет есть ли в выражении хотя бы один конструктор Neg. В функции noNeg мы

извлекаем результат и берём его отрицание, чтобы убедиться в том что в выражении не встретилось ни

одного конструктора Neg.

*Exp> noNeg (n 2 + n 1 + 2 + 3)

True

*Exp> noNeg (n 2 n 1 + 2 + 3)

False

Накопление списков

Экземпляр класса Monoid определён и для списков. Предположим у нас есть дерево, в каждом узле кото-

рого находятся числа, давайте соберём все числа больше 5, но меньше 10. Деревья мы возьмём из модуля

Data.Tree:

data Tree a

= Node

{ rootLabel :: a

— значение метки

, subForest :: Forest a

— ноль или несколько дочерних деревьев

}

type Forest a = [Tree a]

Интересный тип. Тип Tree определён через Forest, а Forest определён через Tree. По этому типу мы

видим, что каждый узел содержит некоторое значение типа a, и список дочерних деревьев.

Составим дерево:

*Exp> :m Data.Tree

Prelude Data.Tree> let t a = Node a []

Prelude Data.Tree> let list a = Node a []

Prelude Data.Tree> let bi v a b = Node v [a, b]

Prelude Data.Tree> let un v a

= Node v [a]

Prelude Data.Tree>

Prelude Data.Tree> let tree1 = bi 10 (un 2 $ un 6 $ list 7) (list 5)

Prelude Data.Tree> let tree2 = bi 12 tree1 (bi 8 tree1 tree1)

116 | Глава 7: Функторы и монады: примеры

Теперь составим функцию, которая будет обходить дерево, и собирать числа из заданного диапазона:

type Diap a = (a, a)

inDiap :: Ord a => Diap a -> Tree a -> [a]

inDiap d = execWriter . inDiap’ d

inDiap’ :: Ord a => Diap a -> Tree a -> Writer [a] ()

inDiap’ d (Node v xs) = pick d v *> mapM_ (inDiap’ d) xs

where pick (a, b) v

| (a <= v) && (v <= b)

= tell [v]

| otherwise

= pure ()

Как и раньше у нас две функции, одна выполняет вычисления, другая извлекает результат из Writer. В

функции pick мы проверяем число на принадлежность интервалу, если это так мы добавляем число к резуль-

тату, а если нет пропускаем его, добавляя нейтральный элемент (в функции pure). Обратите внимание на то

как мы обрабатываем список дочерних поддервьев. Функция mapM_ является аналогом функции mapM, Она ис-

пользуется, если результат функции не важен, а важны те действия, которые происходят при преобразовании

списка. В нашем случае это накопление результата. Посмотрим на определение этой функции:

mapM_ :: Monad m => (a -> m b) ->

[a] -> m ()

mapM_ f = sequence_ . map f

sequence_ :: Monad m => [m a] -> m ()

sequence_ = foldr (>> ) (return ())

Основное отличие состоит в функции sequence_. Раньше мы собирали значения в список, а теперь отбра-

сываем их с помощью константной функции >> . В конце мы возвращаем значение единичного типа ().

Теперь сохраним в модуле Tree определение функции и вспомогательные функции создания деревьев

un, bi, и list и посмотрим как наша функция работает:

*Tree> inDiap (4, 10) tree2

[10,6,7,5,8,10,6,7,5,10,6,7,5]

*Tree> inDiap (5, 8) tree2

[6,7,5,8,6,7,5,6,7,5]

*Tree> inDiap (0, 3) tree2

[2,2,2]

7.5 Монада изменяемых значений ST

Возможно читатели, для которых “родным” является один из императивных языков, немного заскучали

по изменяемым значениям. Мы говорили, что в Haskell ничего не изменяется, мы даём всё более и более

сложные имена статическим значениям, а потом вычислитель редуцирует имена к настоящим значениям.

Но есть алгоритмы, которые очень элегантно описываются в терминах изменяемых значений. Примером

такого алгоритма может быть быстрая сортировка. Задача состоит в перестановке элементов массива так,

чтобы на выходе любой последующий элемент массива был больше предыдущего (для списков эту задачу

решают функции sort и sortBy).

Само по себе явление обновления значения является побочным эффектом. Оно ломает представление о

Страницы: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162