Haskell Tutorial（2）一絲不苟的型態系統 << 前情

來寫個簡單的程式，可以接受使用者輸入整數，判斷其為奇數或偶數，下面這個範例是以〈Haskell Tutorial（1）哈囉！世界！〉中的範例為樣版略做擴充：

import System.IO

main = do
    putStr "請輸入整數："
    hFlush stdout
    input <- getLine
    let number = read input::Int
        result = if number `mod` 2 == 0 then "偶數" else "奇數"
    putStrLn (input ++ "是" ++ result ++ "！")

使用 ghc 編譯，以下是個執行示範：

let 關鍵字

在這邊的新範例中，第一個看到新元素是 let 關鍵字，你可以用它來定義一個名稱，let number = 就字面意義上可以理解為「令 number 等於 …」，它的語法之一是 let ... in ...。例如：

上圖中可以看到，「在 a + 20 中，你令 a 為 10」，而 let 指定的名稱，只在 in 之中有效，在其他範圍中不可見。如果你省略了 in，那 let 指定的名稱會在接下來的整個程式互動過程中都有效。

注意！我使用的描述是「let 指定的名稱」，而不是使用「let 指定的變數」，Haskell 中沒有主流程式語言中所謂的變數，當你寫下 let a = 10，表示 a 就是 10，不會再是什麼其他的東西，這像是數學中代數的概念，你可以令 x = 10，那麼 x 就是 10 了，不會代表別的！

在上例中，你也可以看到，let ... in ... 是個運算式，也就是說，它執行之後會傳回結果。

當你寫下 let a = 10，試圖指定 a 為其他的東西，就會引發編譯錯誤：

因此，主流程式語言中的變數在 Haskell 中是不存在的，你可以說 a 是個名稱，或說是個代數，令代數為某值之後就不可變（Immutable），是純函數式世界的明顯特徵之一。

別讓以下的過程讓你混淆了：

在上面的例子中，你的 let a = 10 省略了 in，因此，a 在後續範圍中可見，當你重新使用 let a = 20 時，其實是建立了另一個範圍，而這個新的範圍中有個 a 為 20，跟前一個範圍的 a 沒有關係。

read 與 mod 函式

如果你在 GHCI 中使用 :t getLine，這會告訴你 getLine 函式的型態為 getLine :: IO String，簡單來說，這表示 <- 取出的值會是 String，可是我們需要一個 Int 才能進行運算啊？你可以使用 read 函式，這可以將字串轉換為指定的型態，read input::Int 表示將 String 的 input 值轉換為 Int 值後傳回。

mod 函式是餘除函式，它會傳回兩數相除後的餘數，基本上你可以使用 mod 10 2 呼叫函式，表示要計算出 10 除以 2 的餘數，例如：

基本上，你也可以看到，Haskell 中呼叫函式並給定引數時，並不使用括號。不過，我們希望這類有兩個運算元的函式呼叫可以比較像數學式一些，這時你可以使用如上使用 ` 來括住函式。

if … then … else …

在其他程式語言中，會有 if..else 流程控制語法，在 Haskell 中是 if ... then ... else ...，它是個運算式，也就是說它會有傳回值：

定義函式

一開始的範例，把所有程式碼都寫在 main 中，這樣並不好懂，使用函式來稍微整理一下會比較好：

import System.IO

prompt text = do
    putStr text
    hFlush stdout

descOddEven number =
    if number `mod` 2 == 0 then "偶數" else "奇數"

main = do
    prompt "請輸入整數："
    input <- getLine
    let desc = descOddEven (read input::Int)
    putStrLn (input ++ "是" ++ desc ++ "！")

如〈Haskell Tutorial（2）一絲不苟的型態系統〉中談過的，Haskell 具有強大的型態推斷能力，因而在這邊，你可以完全不用定義型態相關資訊。當然，如果你夠有信心，也可以指定函式應有的型態：

import System.IO

prompt :: String -> IO ()
prompt text = do
    putStr text
    hFlush stdout

descOddEven :: Int -> String
descOddEven number =
    if number `mod` 2 == 0 then "偶數" else "奇數"

main = do
    prompt "請輸入整數："
    input <- getLine
    let desc = descOddEven (read input::Int)
    putStrLn (input ++ "是" ++ desc ++ "！")

String -> IO () 表示 prompt 接受一個字串，傳回一個 IO ()，這是一個輸出操作的傳回結果，prompt 中有兩個輸出操作，因此用 do 將它們串成為一個大的輸出操作。Int -> String 表示，descOddEven 接受一個 Int，傳回一個 String。可以看到，Haskell 中任何函式之後都是接受 =，也就是都會有傳回值，即使它是個輸入輸出操作，也會有傳回值，像是 IO ()。

注意！在函式中，參數也是不可變的，每當你呼叫函式時，你是令參數為指定的引數，在函式中，你無法改變參數的值，只能引用它的值。

先暫且不管那些有輸入輸出副作用（Side effect）的函式，像是 putStr、getLine 或這邊自訂的 prompt。

先將目光放在像 mod、read 或這邊自訂的 descOddEven，因為在這類函式中，你無法改變參數值，只能引用它的值，因此，只要指定的引數相同，無論呼叫多少次函式，結果都會是相同的，也就是這類函式沒有副作用，相同函式在相同引數下，可預期會有相同的結果，這樣的特性稱為引用透明性（Referential Transparency），這樣的透明性能使得你容易驗證函式的正確性。

透過適當的函式封裝了一些流程，現在 main 中的主流程就清楚多了：顯示提示文字、取得輸入、計算出奇偶描述字串、顯示格式化的結果。

當然，這篇的標題寫明了是「初探」，這表示在 Haskell 中，函式還有更多值得探討的地方 …

後續 >> Haskell Tutorial（4）這裏，那裏，到處都是函式