Так что же такое Haskell?
Язык Haskell – это чисто функциональный язык программирования. В императивных языках результат достигается при передаче компьютеру последовательности команд, которые он затем выполняет. При этом компьютер может изменять своё состояние. Например, мы устанавливаем переменную a равной 5, производим какое-либо действие, а затем меняем её значение... Кроме того, у нас есть управляющие инструкции, позволяющие повторять несколько раз определённые действия, такие как циклы for и while. В чисто функциональных языках вы не говорите компьютеру, как делать те или иные вещи, – скорее вы говорите, что представляет собой ваша проблема.
Факториал числа – это произведение целых чисел от 1 до данного числа; сумма списка чисел – это первое число плюс сумма всех остальных чисел, и так далее. Вы можете выразить обе эти операции в виде функций. В функциональной программе нельзя присвоить переменной сначала одно значение, а затем какое-то другое. Если вы решили, что a будет равняться 5, то потом уже не сможете просто передумать и заменить значение на что-либо ещё. В конце концов, вы же сами сказали, что a равно 5! Вы что, врун какой-нибудь?
В чисто функциональных языках у функций отсутствуют побочные эффекты. Функция может сделать только одно: рассчитать что-нибудь и возвратить это как результат. Поначалу такое ограничение смущает, но в действительности оно имеет приятные последствия: если функция вызывается дважды с одними и теми же параметрами, это гарантирует, что оба раза вернётся одинаковый результат. Это свойство называется ссылочной прозрачностью. Оно позволяет программисту легко установить (и даже доказать), что функция корректна, а также строить более сложные функции, объединяя простые друг с другом.
Haskell – ленивый язык. Это означает, что он не будет выполнять функции и производить вычисления, пока это действительно вам не потребовалось для вывода результата (если иное не указано явно). Подобное поведение возможно как раз благодаря ссылочной прозрачности. Если вы знаете, что результат функции зависит только от переданных ей параметров, неважно, в какой именно момент вы её вызываете. Haskell, будучи ленивым языком, пользуется этой возможностью и откладывает вычисления на то время, на какое это вообще возможно. Как только вы захотите отобразить результаты, Haskell проделает минимум вычислений, достаточных для их отображения. Ленивость также позволяет создавать бесконечные структуры данных, потому что реально вычислять требуется только ту часть структуры данных, которую необходимо отобразить.
Предположим, что у нас есть неизменяемый список чисел xs = [1,2,3,4,5,6,7] и функция doubleMe («УдвойМеня»), которая умножает каждый элемент на 2 и затем возвращает новый список. Если мы захотим умножить наш список на 8 в императивных языках, то сделаем так:
doubleMe(doubleMe(doubleMe(xs)))
При вызове, вероятно, будет получен список, а затем создана и возвращена копия. Затем список будет получен ещё два раза – с возвращением результата. В ленивых языках программирования вызов doubleMe со списком без форсирования получения результата означает, что программа скажет вам что-то вроде: «Да-да, я сделаю это позже!». Но когда вы захотите увидеть результат, то первая функция doubleMe скажет второй, что ей требуется результат, и немедленно! Вторая функция передаст это третьей, и та неохотно вернёт удвоенную 1, то есть 2.
Вторая получит и вернёт первой функции результат – 4. Первая увидит результат и выдаст вам 8. Так что потребуется только один проход по списку, и он будет выполнен только тогда, когда действительно окажется необходим.
Язык Haskell – статически типизированный язык. Когда вы компилируете вашу программу, то компилятор знает, какой кусок кода – число, какой – строка и т. д. Это означает, что множество возможных ошибок будет обнаружено во время компиляции. Если, скажем, вы захотите сложить вместе число и строку, то компилятор вам «пожалуется».
В Haskell есть очень хорошая система типов, которая умеет автоматически делать вывод типов. Это означает, что вам не нужно описывать тип в каждом куске кода, потому что система типов может вычислить это сама. Если, скажем, a = 5 + 4, то вам нет необходимости говорить, что a – число, так как это может быть выведено автоматически. Вывод типов делает ваш код более универсальным. Если функция принимает два параметра и складывает их, а тип параметров не задан явно, то функция будет работать с любыми двумя параметрами, которые ведут себя как числа.