Haskell プログラミング入門

インタプリタの起動

ghci コマンドでインタプリタを起動する．「:quit」または「:q」または「CTRL + D」（同時押し）で終了する．

ghci

評価

式から値を得ることを評価という．式と値については後述する．式から得られた値を，その式の評価結果という．

四則演算

四則演算: +, -, *, /

2 * 3
10 + 20
3 / 5
1 / 3
10 - 20

べき乗: ^

2 ^ 10

かっこの内側が先に評価される．

1.05 * (10 + 20 + 30)

整数に関する演算

• succ

関数と関数適用

複数の式を一般化して「ラムダ 仮引数の並び 本体式」の形で表現したものを関数抽象（ラムダ抽象）という．

関数は引数と戻り値の間に対応関係を持つ．

関数適用では，仮引数を実際の値に束縛し，本体式を評価する．

以下の例では，関数 (\ x -> x * 1.05) に値 100，値 200，式 (100 + 200 + 300) を適用している．

1.05 * 100
1.05 * 200
1.05 * (100 + 200 + 300)
(\ x -> x * 1.05) 100
(\ x -> x * 1.05) 200
(\ x -> x * 1.05) (100 + 200 + 300)

値としての関数

式と値，ファーストクラスオブジェクト

変数を値に束縛できる．これにより変数と値が結びつく．束縛された変数は変数名で参照できる．

let を用いた束縛の例を示す．

let foo = 100
let ans = True
let name = "kaneko"

関数も値である．値にはさまざまな型がある．

let foo n = 2 ^ n
foo 10
foo 12

記号 => は簡約の過程を示す．左辺は式，右辺は式または値である．値はそれ以上簡約できない．

値の種類

• 数値：

  整数型には Integer（任意精度）と Int（固定精度）がある．浮動小数点型には Float と Double がある．数値リテラルの型は文脈に応じて推論される．

  数値に関する関数の例： abs（絶対値），negate（符号反転），div（整数除算），mod（剰余），fromIntegral（整数型変換）

• 文字列：

  文字列は文字のリストである．型は String であり，[Char] の型シノニムである．文字列リテラルはダブルクォート，文字リテラルはシングルクォートで囲む．

• ブール値：

  Bool 型は True と False の2値を持つ．論理演算子として &&（論理積），||（論理和），not（否定）がある．比較演算子（==，/=，<，>，<=，>=）は Bool 型を返す．

• リスト：

  要素の並びをまとめたデータ構造である．

  

  リストに関する関数の例： length（リストの要素数）， take（リストの先頭から任意個数の要素を取得．結果はリスト）， reverse（リストの逆転．結果はリスト）， head（リストの先頭要素）， tail（リストの第2要素以降．結果はリスト）

  

  take，head，tail における実行時エラーについては後述する．

• タプル：

  タプルは固定個数の要素をまとめたデータ構造である．各要素は異なる型を持てる．例えば (1, "hello") は Int と String の組である．要素数2のタプルには fst（第1要素の取得）と snd（第2要素の取得）を使用できる．

• 関数：

  関数は第一級オブジェクトである．関数を変数に束縛する，引数として渡す，戻り値として返すといった操作が可能である．

データ型

Haskell は静的型付け言語であり，すべての式の型はコンパイル時に決定される．型推論により，多くの場合は型を明示しなくてもコンパイラが型を決定する．

型を明示する場合は :: を用いる．例えば x :: Int は変数 x が Int 型であることを示す．

ghci では :type コマンド（略記 :t）で式の型を確認できる．

副作用

副作用とは，計算の過程で外部とのやり取りを行うことである．画面表示やキーボード入力が該当する．

print による画面表示の例を示す．

readLn によるデータ入力の例を示す．

再帰関数

ghci で複数行にわたる定義を入力する場合は :{ と :} で囲む．

:{
let
  kaijou 0 = 1
  kaijou n = n * kaijou (n - 1)
:}
kaijou 5

遅延束縛