Programowanie w systemie UNIX/Haskell

"A language that doesn't affect the way you think about programming, is not worth knowing. "

Haskell zmieni twój sposób myślenia o programowaniu (:-))

Wykorzystuje teorię kategorii.

Cechy Haskella

• jest to język czysto funkcyjny:
  • nie ma zmiennych w znaczeniu pojemników na wartości jak np. w C, są stałe (niewiadome jak w matematyce)
  • nie ma efektów ubocznych
• lenistwo: obliczenia są wykonywane w momencie kiedy ich rezultat jest potrzebny, nie wcześniej. W efekcie możesz definiować nieskończone struktury danych, pod warunkiem, że nie używasz ich w całości.
• nie ma pętli (używa rekurencji)
• funkcje wyższego rzędu - funkcje mogą być argumentami innych funkcji. Umożliwia to składanie przekształceń.
• polimorfizm
• klasy typów
• monady

Instalacja

Potrzebujemy:

• kompilator/interpreter (GHC)
• menadżer pakietów (cabal)
• edytor (np. Gedit ma podświetlanie składni Haskella)

Metody:

• z użyciem standardowych instalatorów (stabilna, ale zwykle nie najnowsza wersja), np.:
  • Centrum Oprogramowania Ubuntu
  • Menadżer Pakietów Synaptic
• ręczna najnowszej wersji

Przykłady

Funkcje

Przykład

Haskell square :: Int -> Int square n = n*n

C int square(int n) { return n*n; }

Listy

Listy skończone

sum [1..10]

product [1..10]

Listy nieskończone (przykład leniwego wartościowania):

[1,3..]
[1,3,5,7,9,11,13,15,17,19,21,23,25,27,29,31,33,{Interrupted!}

take 20 [1,3..]
[1,3,5,7,9,11,13,15,17,19,21,23,25,27,29,31,33,35,37,39]

Wejście i wyjście

Wczytywanie argumentów:

-- http://zvon.org/other/haskell/Outputsystem/getArgs_f.html
-- save it as a file a.hs
-- runhaskell a.hs 1 33 aaaa
import System
main = do 
x <- getArgs
print x

Wczytywanie pliku tekstowego, którego nazwa jest podana jako argument programu:

-- save it as a file f.hs
-- runhaskell f.hs gruff.txt
import System 
main = do 
args <- System.getArgs
let fileName = head args
print fileName
-- read text file
text <- readFile fileName
--  
putStrLn text

Pliki z kodem w Haskellu

hs

Pliki z rozszerzeniem hs zawierają kod Haskella.

Funkcje

Definicję funkcji mojafunkcja zapisz do pliku mojafunkcja.hs W trybie interaktywnym ( ghci) wczytujesz funkcję za pomocą komendy:

:l mojafunkcja 

albo

:r -- reload current script

Moduł

Moduł zawiera kilka funkcji. Każdy moduł to jeden plik. Nazwa modułu odpowiada nazwie pliku, z wyjątkiem modułu głównego.

Standardowe moduły:

• Prelude

Pakiet

Pakiet zawsze zawiera:

• jeden lub kilka modułów

Może zawierać:

• kod w języku C
• pliki nagłówkowe
• dokumentację
• testy dla zawartych modułów
• dodatkowe narzędzia

Polecenie:

ghc-pkg list

pokazuje listę zainstalowanych pakietów

Możemy poprosić o opis jednego z zainstalowanych modułów, np time:

ghc-pkg describe time

Cabal

Cabal jest to program ułatwiający pracę z pakietami.

Pakiety cabala mogą występować w 3 postaciach:

• kodu źródłowego (skompresowanego w plikach tar-ball, zip)
• plikach binarnych
• specjalnych postaciach: RPM, pakiety Debiana, windows

Program

Kompletny program w Haskellu zawiera jeden lub więcej modułów (w tym główny moduł Main) skompilowanych z użyciem pakietów (w tym pakiet Prelude)

Pierwszy program

Najprostszy program składa się z:

• jednego głównego pakietu (main)
• jednego głównego modułu (Main)
• jednej głównej funkcji (main).

-- moduł główny Main
module Main
  (main) -- nazwa eksportowanej funkcji
   where
-- definicja funkcji main
main = putStrLn "Hello world"

Program zapisujemy do pliku, np. w.hs

Jak widać nazwa pliku zawierającego moduł główny nie musi być taka sama jak nazwa modułu.

Program kompilujemy:

ghc -o w w.hs

i uruchomiamy:

./w

Pierwszy projekt

Projekt

hsl

Pliki z rozszerzeniem hsl zawierają kod w stylu programowania piśmiennego (ang. literate programming)

Jak pracować w Haskellu

• tryb interaktywny (ghci)
• kompilacja kodu (ghc)
• z użyciem skryptu runhaskell

runhaskell

Z użyciem skryptu BASHA:

runhaskell m.hs

ghc

W trybie kompilacji najpierw kompilujemy:

ghc -o m  m.hs

potem uruchamiamy wykonywalny plik:

./m

ghci

W trybie interaktywnym:

ghci m.hs

potem uruchamiamy funkcję:

main

Ładowanie (wczytanie) modułów:

:load + nazwa

Po wczytaniu modułu trzeba go uaktywnić:

:module + nazwa

np.:

:m + Fractal.RUFF.Mandelbrot.Address

uaktywnia moduł Address z pakietu RUFF (m jest skrótem od module )

Problemy

cabal: unrecognised command: sandbox (try --help)

Może wersja cabala jest za stara? Sprawdzamy:

cabal -V

przykładowy wynik:

cabal-install version 1.16.0.2
using version 1.16.0 of the Cabal library 

upgrade:

cabal install cabal-install

oraz:

export PATH="$HOME/.cabal/bin:${PATH}"

Zobacz również

• Marcin Szlenk - programowanie w języku Haskell i funkcyjne
• Haskell - Tomek „QsoRiX” Rydzynski
• Programowanie funkcyjne - Marcin Kubica