Haskell 简明教程
Haskell 简明教程
Haskell 的语法风格与传统的 C 族语言差别很大。程序由表达式构成，没有命令式语言中的“变量赋值”与“语句顺序执行”概念。
-- 这是单行注释
{-
这是多行块级注释。
{- 多行注释支持嵌套 -}
-}
与 Python 类似，Haskell 使用缩进而非大括号与分号来确定代码块的边界。这套机制在语言规范中被称为越界规则（Offside Rule）：
同级对齐原则：处于同一个逻辑块（如 where、let 或 do）内的多个声明，必须保持相同的起始列缩进。
续行缩进原则：如果一个长表达式拆分为多行，后续行必须比起始声明行缩进更深。
不要使用 Tab：不同编辑器对 Tab 宽度的解释不同，容易让编译器解析出错误的缩进。把编辑器配置为用空格缩进（通常为 2 格或 4 格）。
-- 正确对齐示例：
calculateValues :: Double -> (Double, Double)
calculateValues x = (firstVal, secondVal)
where
firstVal = x * 2 + 1 -- 同列对齐
secondVal = x ^ 2 + 3
在 Haskell 中，所有数据一旦创建就不可变。我们通过名称将表达式绑定到某个标识符：
x = 10
y = 20
z = x + y
这里的 = 代表数学意义上的定义与命名绑定，而不是内存地址的“覆写赋值”。在同一作用域内，同一个名称不能被重复绑定。
常用的基本算术运算符包括：
加法：+
减法：-
乘法：*
浮点除法：/（例如 7 / 2 结果为 3.5）
整数整除：div
整数取模：mod
ghci> 7 / 2
3.5
ghci> div 7 2
3
ghci> mod 7 2
1
Haskell 中的 - 既是二元减法运算符，也是一元负号。为了避免语法歧义，作为参数传递的负数必须用圆括号包裹：
ghci> 10 + (-3)
7
ghci> 10 + -3 -- 语法错误：编译器无法解析两个连续的中缀操作符
在 Haskell 中，操作符与普通函数之间可以双向转换：
中缀转前缀：用圆括号包裹中缀运算符，即可当作普通前缀函数调用：
ghci> (+) 10 20
30
ghci> (*) 5 6
30
前缀转中缀：用反引号包裹双参数函数名（例如 10 `div` 2），即可作为中缀运算符使用：
ghci> 10 `div` 2
5
ghci> 17 `mod` 5
2
用圆括号包裹中缀运算符及其单侧参数，可以得到一个单参数函数：
左侧截断：(2 ^) 等价于 \x -> 2 ^ x （以 2 为底的指数运算）。
右侧截断：(^ 2) 等价于 \x -> x ^ 2 （求平方）。
除法截断：(/ 2) 表示除以 2。
警告
一元减号的截断问题：
表达式 (- 2) 在 Haskell 中并不表示“减去 2 的函数”，而是表示负数 -2 本身。
如果需要表达“减去 2”的函数，可以使用标准库提供的 subtract 2，或显式写成 Lambda：\x -> x - 2。
Haskell 中的函数调用拥有最高的优先级（优先级 10），其结合性为左结合：
f x + g y -- 等价于 (f x) + (g y)，不会被解析为 f (x + g) y
每一个中缀操作符都有对应的优先级（0 到 9）和结合性（左结合 infixl、右结合 infixr、无结合 infix）。可以在 GHCi 中使用 :i 查看：
ghci> :i (+)
infixl 6 +
ghci> :i (*)
infixl 7 *
ghci> :i (^)
infixr 8 ^
乘法优先级为 7，高于加法的 6，因此 2 + 3 * 4 会先计算乘法；而乘方 ^ 是优先级为 8 的右结合操作符，因此 2 ^ 3 ^ 2 等价于 2 ^ (3 ^ 2) = 512。
当需要在局部范围定义临时变量或辅助函数时，Haskell 提供了两种语法：let ... in ... 和 where。
let 是一个表达式，本身有返回值，可以嵌套在任何允许表达式出现的位置：
cylinderArea :: Double -> Double -> Double
cylinderArea r h =
let sideArea = 2 * pi * r * h
topArea = pi * r ^ 2
in sideArea + 2 * topArea
where 是声明级语法，紧跟在函数定义的方程右侧，用于为整个函数（包括其守卫分支）提供辅助定义：
cylinderArea' :: Double -> Double -> Double
cylinderArea' r h = sideArea + 2 * topArea
where
sideArea = 2 * pi * r * h
topArea = pi * r ^ 2
二者的选择：
let 适合小范围临时值计算，或嵌套在列表推导式、单子代码块中。
where 把主计算逻辑放在上面，辅助定义放在下面，适合自顶向下阅读。
字符（Char）：单引号包裹的单个 Unicode 字符，如 'a'、'中'。
字符串（String）：双引号包裹，在底层等价于字符的链表 [Char]。
这里只列出最基本的操作，字符处理、拆分拼接、与数字互转以及 Text 类型会在字符串一章单独介绍。
常用基础列表操作：
列表拼接：++
头部添加元素（Cons）：:
获取首元素：head （空列表上会抛异常）
获取尾部列表：tail （空列表上会抛异常）
截取前 N 个元素：take
舍弃前 N 个元素：drop
列表长度：length
ghci> 'H' : "ello"
"Hello"
ghci> "Hello, " ++ "World!"
"Hello, World!"
ghci> take 2 "Haskell"
"Ha"
ghci> drop 2 "Haskell"
"skell"
在空列表上调用 head [] 或 tail [] 会抛出运行时异常：
ghci> head []
*** Exception: Prelude.head: empty list
实际代码中应尽量避免直接调用 head 与 tail，优先用模式匹配，或使用来自 Data.List 的安全解构函数 uncons：
import Data.List (uncons)
-- uncons :: [a] -> Maybe (a, [a])
safeHead :: [a] -> Maybe a
safeHead xs = case uncons xs of
Nothing -> Nothing
Just (h, _) -> Just h
Haskell 用空格缩进（Offside Rule）划定声明块边界，不要使用 Tab。
中缀操作符可用 (op) 转为前缀，前缀函数可用反引号转为中缀。
操作符截断支持单侧填参，但“减去 n”要写成 subtract n，因为 (- n) 是负数。
函数应用优先级最高（10），操作符的优先级与结合性决定求值次序。
尽量不用 head/tail 这类偏函数，优先用模式匹配。