一場探索純函數式的旅程 …當中的習題解答可以在 我的 Gist 上找到 …可以在 Google Play 或 Pubu 購買 Python Tutorial 系列文章的電子書。

函數式程式設計（Functional programming）已經歷經時代的考驗，這年頭做為一個開發者，或多或少都有聽過函數式程式設計這個名詞，不少主流語言中，也已經或逐步出現函數式程式設計的基礎元素，就連 Java 這個保守的語言，在 Java 8 中，除了 Lambda 語法本身具有一級函式（First class function）概念之外，也突然出現了不少函數式概念的 API。

這類主流語言中，不少本身並不是以函數式為主要典範（Paradigm），為了讓函數式元素在其本身中不至於過於突兀，這類元素多多少少都有經過一些調整，這類調整是必要的，這也是函數式程式設計得以逐漸為開發者接受的主因之一，經過調整之後，才使得讓這類元素得以成為開發者使用的選項之一。

然而，也正因為經過調整，在試圖從這類語言中探討函數式概念時，總有種朦朦朧朧看不清楚真貌的感覺，那麼，來學習一門純函數式語言如何？這就成了我想撰寫 Haskell Tutorial 一開始的動機。

實際上，已經有不少 Haskell 的好書，像是《Learn You a Haskell for Great Good!》，線上觀看是免費的，如果想購買電子書或實體書也行，中文翻譯為《Haskell 趣學指南》；其他書籍像是《Real World Haskell》也有線上版、電子書、實體書的選擇。

自己想來寫寫看，無非就是想整理一下這幾年的心得，用自己的順序來構築一個路徑。

安裝 GHC

那麼，就不閒話了，來看看如何用 Haskell 寫個「哈囉！世界！」吧！首先，安裝 Haskell 編譯器，這邊是在 Ubuntu Linux 下進行：

sudo apt-get install ghc

這邊使用的是 GHC（Glasgow Haskell Compiler），安裝好之後，實際上也會有個 GHCI，也就是直譯環境可以使用，直接輸入 ghci 指令就可以進入，先來幾個簡單的指令：

在這邊基本上可以看到，Haskell 是強型別語言，數值 5 不能與字串 “10″ 直接進行運算。要離開 GHCI，可以輸入 :q 或按下 Ctrl+D。實際上，在 GHCI 環境中時，你可以輸入 來取得許多環境中可使用的指令說明，讓我們再度進入 GHCI：

來試著用 :set prompt 改一下 GHCI 中的提示文字：

哈囉！世界！

一般來說，不少文件或書籍在介紹 Haskell 相關元素時，會有不少篇幅是使用 GHCI 來介紹的，因為這樣可以不用一開始接觸那麼多觀念，不過，我還是想先寫個原始碼、編譯、執行介紹，以便在一開始就能稍微瞭解這個流程。

那麼，該是來寫個「哈囉！世界！」的時候了，使用你慣用的編輯器，寫個 hello.hs：

main = putStrLn "哈囉！世界！"

原始碼記得用 UTF-8，這是 Ubuntu Linux 下預設的文字編碼，如果你要使用中文，這是最簡單的方式。Haskell 的程式進入點是 main 函式，putStrLn 會輸出指定文字之後換行，至於那個 =，在 Haskell 中，每個函式都必須有傳回值，= 表示putStrLn 的傳回值（IO ()，現在不用太去管它）會指定給 main 作為其傳回值。

在存檔之後，使用 ghc 進行編譯：

可以看到，編譯成功之後，會產生兩個檔案，.hi 是介面檔（interface file），包括了 hello 揭露（export）的函式訊息，.o 是目的碼（object code），執行之後，就可以看到「哈囉！世界！」。

互動版「哈囉！世界！」

還沒結束，通常我的第一個「哈囉！世界！」不會那麼簡單，至少要有個能與使用者互動的過程，那麼以下是第二個版本的「哈囉！世界！」：

請輸入你的名稱：

main = do
  putStrLn "請輸入你的名稱："
  name <- getLine
  putStrLn ("哈囉！" ++ name ++ "！")

寫個能顯示中文、有基本互動的「哈囉！世界！」，會比在那比哪個程式語言的「哈囉！世界！」可以最短來得有意義，通常可以稍微揭露一門語言背後的複雜度。像是在這邊，就看到了幾個之後都還會詳加探討的元素。

先探討幾個簡單的元素，第一是縮排，Haskell 對縮排有嚴格的要求，同一層次的程式碼必須擁有相同縮排，這點與 Python 類似，但稍微寬鬆一些，例如，以下也是可以的：

main = do putStrLn "請輸入你的名稱："
          name <- getLine
          putStrLn ("哈囉！" ++ name ++ "！")

因為 do 包括的區塊是位於同一層縮排，但以下就不行：

main = do putStrLn "請輸入你的名稱："
    name <- getLine
    putStrLn ("哈囉！" ++ name ++ "！")

接下來可以看到 ++，這可以用來串接字串，實際上，之後會看到，++ 實際上是個函式，事實上，Haskell 中幾乎都是函式，像 +、-、*、/ 運算都是函式。

在編譯與執行之後，你會看到以下結果：

嗯？提示輸入名稱可以不換行嗎？可以是可以，可以將 putStrLn 改為 putStr 就不會換行了，不過編譯後執行時反而更怪了：

提示文字怎麼會在輸入之後才出來，預設情況下，輸出會被緩衝，直到遇到換行符號，或者是緩衝區滿了才會輸出，你可以直接出清（flush）緩衝區：

import System.IO

main = do putStr "請輸入你的名稱："
          hFlush stdout
          name <- getLine
          putStrLn ("哈囉！" ++ name ++ "！")

hFlush 位於 System.IO 模組，在這邊使用 import 將之匯入，這樣一來就順眼多了：

更多細節

以上的解釋，作為之後範例程式的基礎已經足夠，不過，我還有幾個細節沒解釋，例如 do 與 <- 的作用，以下作個簡單解釋，不過有點複雜，你可以跳過沒關係，之後有機會就會解釋的！

在第一個「哈囉！世界！」中，putStrLn 會有 I/O 動作，I/O 動作實際執行是在被指定給 main 時，如果有多個 I/O 動作呢？你沒辦法將多個 I/O 動作同時指定給一個 main，那麼就把這些 I/O 動作串在一起，成為一個大的 I/O 動作，那就是 do 的作用。

至於 <-，嗯！從 IO Monad 中取出東西然後指定給 name！Monad？一聽就很嚇人，其實，Monad 就只是個模式，只是相對來說，這個模式比較不容易觀察與抽取出來，我會在 Java Community Conf 2014 中，試著用白話文以及 Java 來解釋 Monad 模式，如果有機會的話，可以去聽聽看！

至於 IO Monad 的作用，在 Haskell 中是作為無副作用（side effect）的解套工具 … 嗯！越來越遠了 … 喂喂喂！你還在嗎？ … XD

一步一步來吧！之後的文章看過之後，你就慢慢會瞭解的！

後續 >> Haskell Tutorial（2）一絲不苟的型態系統