Haskell - 类型和类型类

Haskell 是一种函数式语言，并且它是严格类型的，这意味着整个应用程序中使用的数据类型将在编译时为编译器所知。

内置类型类

在 Haskell 中，每个语句都被视为一个数学表达式，该表达式的类别称为Type。您可以说“Type”是编译时使用的表达式的数据类型。

要了解有关Type的更多信息，我们将使用“:t”命令。一般来说，Type可以被认为是一个值，而Type Class可以被认为是一组相似类型的类型。在本章中，我们将了解不同的内置类型。

INT

Int是表示整数类型数据的类型类。2147483647 到 -2147483647 范围内的每个整数都属于Int类型类。在下面的示例中，函数fType()将根据其定义的类型进行操作。

现场演示 
fType :: Int -> Int -> Int 
fType x y = x*x + y*y
main = print (fType 2 4)

在这里，我们将函数fType()的类型设置为int。该函数接受两个int值并返回一个int值。如果编译并执行这段代码，它将产生以下输出 -

sh-4.3$ ghc -O2 --make *.hs -o main -threaded -rtsopts 
sh-4.3$ main
20

整数

Integer可以被视为Int的超集。该值不受任何数字限制，因此整数可以是任意长度，没有任何限制。要了解Int和Integer类型之间的基本区别，让我们将上面的代码修改如下 -

现场演示 
fType :: Int -> Int -> Int 
fType x y = x*x + y*y 
main = print (fType 212124454 44545454454554545445454544545)

如果编译上面的代码，将抛出以下错误消息 -

main.hs:3:31: Warning:            
   Literal 44545454454554545445454544545 is out of the Int range -
   9223372036854775808..9223372036854775807 
Linking main ...

发生此错误是因为我们的函数 fType() 需要一个 Int 类型值，而我们正在传递一些真正的大 Int 类型值。为了避免这个错误，让我们将类型“Int”修改为“Integer”并观察差异。

现场演示 
fType :: Integer -> Integer -> Integer 
fType x y = x*x + y*y 
main = print (fType 212124454 4454545445455454545445445454544545)

现在，它将产生以下输出 -

sh-4.3$ main
1984297512562793395882644631364297686099210302577374055141

漂浮

看一下下面的代码。它展示了 Float 类型在 Haskell 中的工作原理 -

现场演示 
fType :: Float -> Float -> Float 
fType x y = x*x + y*y 
main = print (fType 2.5 3.8)

该函数采用两个浮点值作为输入，并产生另一个浮点值作为输出。当您编译并执行此代码时，它将产生以下输出 -

sh-4.3$ main
20.689999

双倍的

Double是末尾带有双精度的浮点数。看一下下面的例子 -

现场演示 
fType :: Double -> Double -> Double 
fType x y = x*x + y*y 
main = print (fType 2.56 3.81)

当您执行上面的代码时，它将生成以下输出 -

sh-4.3$ main 
21.0697

布尔

Bool是布尔类型。它可以是 True 或 False。执行以下代码来了解 Bool 类型在 Haskell 中的工作原理 -

现场演示 
main = do  
   let x = True 
   
   if x == False 
      then putStrLn "X matches with Bool Type" 
   else putStrLn "X is not a Bool Type"

在这里，我们将变量“x”定义为 Bool 并将其与另一个布尔值进行比较以检查其原创性。它将产生以下输出 -

sh-4.3$ main
X is not a Bool Type

查尔

Char 代表字符。单引号内的任何内容都被视为字符。在下面的代码中，我们修改了之前的fType()函数以接受 Char 值并返回 Char 值作为输出。

现场演示 
fType :: Char-> Char 
fType x = 'K' 
main = do  
   let x = 'v' 
   print (fType x)

上面的代码将使用'v' char值调用fType()函数，但它返回另一个 char 值，即 'K'。这是它的输出 -

sh-4.3$ main 
'K'

请注意，我们不会显式使用这些类型，因为 Haskell 足够智能，可以在声明之前捕获类型。在本教程的后续章节中，我们将看到不同的类型和 Type 类如何使 Haskell 成为强类型语言。

EQ 类型类别

EQ类型类是一个接口，提供测试表达式相等性的功能。任何想要检查表达式相等性的类型类都应该是该 EQ 类型类的一部分。

上面提到的所有标准 Type 类都是该EQ类的一部分。每当我们使用上述任何类型检查是否相等时，我们实际上是在调用EQ类型类。

在以下示例中，我们在内部使用“==”或“/=”操作来使用EQ类型。

现场演示 
main = do 
   if 8 /= 8 
      then putStrLn "The values are Equal" 
   else putStrLn "The values are not Equal"

它将产生以下输出 -

sh-4.3$ main 
The values are not Equal

订单类型类别

Ord是另一个接口类，它为我们提供排序功能。到目前为止我们使用的所有类型都是这个Ord接口的一部分。与 EQ 接口一样，Ord 接口可以使用“">”、“<”、“<=”、“">=”、“比较”来调用。

请在下面的示例中使用此类型类的“比较”功能。

现场演示 
main = print (4 <= 2)

在这里，Haskell 编译器将检查 4 是否小于或等于 2。由于不小于或等于 2，代码将产生以下输出 -

sh-4.3$ main 
False

展示

Show具有将其参数打印为字符串的功能。无论它的参数是什么，它总是将结果打印为字符串。在下面的示例中，我们将使用此接口打印整个列表。“show”可以用来调用该接口。

现场演示 
main = print (show [1..10])

它将在控制台上产生以下输出。这里，双引号表示它是一个String类型值。

sh-4.3$ main 
"[1,2,3,4,5,6,7,8,9,10]"

读

Read接口的作用与Show相同，但它不会以String格式打印结果。在下面的代码中，我们使用read接口读取字符串值并将其转换为 Int 值。

现场演示 
main = print (readInt "12") 
readInt :: String -> Int 
readInt = read

在这里，我们将一个 String 变量（“12”）传递给readInt方法，该方法在转换后返回 12（一个 Int 值）。这是它的输出 -

sh-4.3$ main 
12

枚举

Enum是 Type 类的另一种类型，它支持 Haskell 中的顺序或有序功能。该 Type 类可以通过Succ、Pred、Bool、Char等命令访问。

以下代码显示如何查找 12 的后继值。

现场演示 
main = print (succ 12)

它将产生以下输出 -

sh-4.3$ main
13

有界

所有具有上限和下限的类型都属于该类型类别。例如，Int类型数据的最大界限为“9223372036854775807”，最小界限为“-9223372036854775808”。

下面的代码展示了 Haskell 如何确定 Int 类型的最大和最小界限。

现场演示 
main = do 
   print (maxBound :: Int) 
   print (minBound :: Int)

它将产生以下输出 -

sh-4.3$ main
9223372036854775807
-9223372036854775808

现在，尝试找出 Char、Float 和 Bool 类型的最大和最小界限。

数量

该类型类用于数字运算。Int、Integer、Float 和 Double 等类型都属于此 Type 类。看一下下面的代码 -

现场演示 
main = do 
   print(2 :: Int)  
   print(2 :: Float)

它将产生以下输出 -

sh-4.3$ main
2
2.0

不可缺少的

Integral可以被认为是 Num Type Class 的子类。Num Type 类保存所有类型的数字，而 Integral 类型类仅用于整数。Int 和 Integer 是该 Type 类下的类型。

漂浮的

与 Integral 一样，Floating 也是 Num Type 类的一部分，但它只保存浮点数。因此，Float和Double属于此类。

自定义类型类

与任何其他编程语言一样，Haskell 允许开发人员定义用户定义的类型。在下面的示例中，我们将创建一个用户定义类型并使用它。

现场演示 
data Area = Circle Float Float Float  
surface :: Area -> Float   
surface (Circle _ _ r) = pi * r ^ 2   
main = print (surface $ Circle 10 20 10 )

在这里，我们创建了一个名为Area的新类型。接下来，我们使用这种类型来计算圆的面积。在上面的示例中，“surface”是一个函数，它将Area作为输入并生成Float作为输出。

请记住，“data”在这里是一个关键字，Haskell 中的所有用户定义类型始终以大写字母开头。

它将产生以下输出 -

sh-4.3$ main
314.15927