类型和类型类（ Types and Type Class）

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小牛编辑

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2023-12-01

Haskell是一种函数式语言，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在编译时将为编译器所知。

内置类型类

在Haskell中，每个语句都被视为一个数学表达式，该表达式的类别被称为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更多信息，我们将使用“:t”命令。通常， Type可以被视为一个值，而Type Class可以被认为是一组类似的类型。在本章中，我们将了解不同的内置类型。

诠释

Int是表示Integer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。在以下示例中，函数fType()将根据其定义的类型运行。

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

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。如果你编译并执行这段代码，那么它将产生以下输出 -

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

Integer

Integer可以被视为Int的超集。该值不受任何数字的限制，因此整数可以是任意长度而没有任何限制。要查看Int和Integer类型之间的基本区别，让我们修改上面的代码如下 -

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

如果您编译上面的代码，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（）期望一个Int类型值，并且我们传递一些真正的大Int类型值。为了避免这个错误，让我们用“整数”修改类型“Int”并观察差异。

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

浮动

看看下面这段代码。它显示了Float类型在Haskell中的工作原理 -

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

该函数将两个浮点值作为输入，并产生另一个浮点值作为输出。编译并执行此代码时，它将生成以下输出 -

sh-4.3$ main
20.689999

双

Double是一个浮点数，最后是双精度。看看下面的例子 -

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

Bool

Bool是一个布尔类型。它可以是True或False。执行以下代码以了解Bool类型在Haskell中的工作方式 -

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始性。它将产生以下输出 -

sh-4.3$ main
X is not a Bool Type

Char

字符代表字符。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。

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

上面的代码将使用char值'v'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，我们将看到不同类型和类型类如何使Haskell成为强类型语言。

EQ类型

EQ类型类是一个接口，它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Type类都应该是此EQ Type类的一部分。

上面提到的所有标准类型类都是此EQ类的一部分。每当我们使用上面提到的任何类型检查任何相等时，我们实际上是在调用EQ类型类。

在以下示例中，我们使用“==”或“/ =”操作在内部使用EQ类型。

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

Ord类型

Ord是另一个接口类，它为我们提供了排序功能。到目前为止我们使用的所有types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。

请在下面的示例中找到我们使用此类型类的“比较”功能的示例。

main = print (4 <= 2)

这里，Haskell编译器将检查4是否小于或等于2.由于它不是，代码将产生以下输出 -

sh-4.3$ main 
False

Show

Show具有将其参数作为String打印的功能。无论它的论点是什么，它总是将结果打印为String。在以下示例中，我们将使用此界面打印整个列表。 “show”可用于调用此接口。

main = print (show [1..10])

它将在控制台上生成以下输出。这里，双引号表示它是String类型值。

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

Read

Read接口与Show相同，但不会以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。

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

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

Enum

Enum是另一种Type类，它在Haskell中启用顺序或有序功能。可以通过Succ, Pred, Bool, Char等命令访问此Type类。

以下代码显示了如何查找12的后继值。

main = print (succ 12)

它将产生以下输出 -

sh-4.3$ main
13

Bounded

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

以下代码显示了Haskell如何确定Int类型的最大和最小边界。

main = do 
   print (maxBound :: Int) 
   print (minBound :: Int)

它将产生以下输出 -

sh-4.3$ main
9223372036854775807
-9223372036854775808

现在，尝试查找Char，Float和Bool类型的最大和最小边界。

Num

此类型类用于数值运算。 Int，Integer，Float和Double等类型属于此Type类。看看下面的代码 -

main = do 
   print(2 :: Int)  
   print(2 :: Float)

它将产生以下输出 -

sh-4.3$ main
2
2.0

Integral

Integral可以被认为是Num类型的子类。 Num Type类包含所有类型的数字，而Integral类类仅用于整数。 Int和Integer是此Type类下的类型。

Floating

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属于这种类型。

自定义类型

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。在以下示例中，我们将创建用户定义的类型并使用它。

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，我们使用此类型来计算圆的面积。在上面的例子中，“surface”是一个函数，它将Area作为输入并产生Float作为输出。

请记住，“data”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