Haskell *

By Mike Vanier

В предыдущих статьях этой серии мы изучали концептуальный базис монад, но обсуждение наше было слишком абстрактным. Теперь, когда вы, я надеюсь, поняли, что монады такое и для чего они нужны, пришло время для детального рассмотрения специфических монад. Это значит, что мы определим корректные воплощения класса типов Monad для множества различных понятий вычислений, которые мы увидели раньше. Мы используем наши знания, чтобы получить монадическую композицию в каждом конкретном случае через монадическое применение (оператор >>=), и с помощью монадных законов мы выведем определение return.

В этом блоге уже много написано о самом языке Haskell, и было несколько статей о его практическом применении. Сейчас я вдохновенно расскажу еще об одном реальном применении языка в производстве.

У программ на хаскеле есть одно свойство. После компиляции мы получаем самодостаточный бинарник, один файл с исполняемым машинным кодом. Языков с компиляторами, удобных для веб разработки, не так уж и много. Это свойство не имеет особого значения. Однако, оно позволяет добиться непревзойдённого удобства установки программ. И не только установки, но и всего того, что скрывается за английским словом deployment.

Веб-приложения используют дополнительные данные — изображения, стили css, скрипты javascript. Как правило они хранятся отдельно от исполняемого кода приложения в файловой системе веб-сервера. Но если этих дополнительных ресурсов меньше мегабайта — почему бы не встроить их прямо в бинарник? Сделаем deployment веб-приложений проще!

By Mike Vanier

В прошлой статье я рассказал о двух фундаментальных монадических операциях класса типов Monad: оператор связывания (bind, >>=) и функция return. В этой статье я закончу с определением класса типов Monad и расскажу о монадных законах.

By Mike Vanier

Две фундаментальные монадические операции

Помните, я говорил, что монады обобщают композицию и применение функций? Вот об этом здесь и поговорим. Наберитесь терпения, нам потребуется какое-то время.

К этому моменту, я надеюсь, у вас сложилось хотя бы смутное ощущение монад, что они такое и для чего используются. Я уже упоминал одну из особенностей функционального программирования — композицию функций, благодаря которой мы создаем новые функции, объединяя старые. Функциональные программисты постоянно говорят о «комбинируемости» {1}, подразумевая, что если что-то в языке программирования не комбинируется, значит, оно немногого стоит. Аналогично, наши новоявленные монадические функции не были столь же полезны, если бы они не компоновались так, как это есть на самом деле. Но мы еще увидим, для их композиции нельзя использовать стандартную функцию «точка» (.) языка Haskell. Мы придем к выводу, что тут нужно что-то большее, и определим две фундаментальные монадические операции (или, для начала, их типы).

By Mike Vanier

В сообществе любителей Haskell прижилась шутка, что каждый Haskell-программист должен в процессе своего обучения написать одно или несколько руководств по монадам. И я — не исключение. Но я знаю, что существует очень много руководств по этой теме, многие из них хороши, — так зачем мне писать Еще Одно? Две причины:

1. Я думаю, что могу объяснить некоторые стороны монад лучше, чем многие другие руководства, которые я видел.
2. Я стал гораздо лучше понимать монады, чем теперь и хочу поделиться по мере сил и возможностей.

Предварительные требования

Так как я буду писать примеры на Haskell, для вас, читатель, было бы полезно знать его, включая такие разделы, как полиморфизм и классы типов. Без этих знаний материал будет сложен для понимания. Уже написаны десятки вводных руководств по Haskell, которые стоит прочитать неподготовленному читателю, и потом вернуться к серии этих статей.

А вот знать теорию категорий, очень абстрактную ветвь математики, я не требую, хоть в ней и описывается теория монад (в терминах данной статьи). Конечно, знание теории категорий не навредит, но это не обязательно, чтобы понять представленный материал. Я не верю тем, кто говорит, что вам необходима теория категорий перед изучением монад в приложении к языкам программирования, — это не так. Если вы ее изучали, — хорошо, но я не вижу преимуществ в том, чтобы использовать терминологию оттуда.

Продолжение — это состояние программы в определённый момент, которое мы потом можем использовать, чтобы вернуться в то состояние.
С помощью продолжений можно реализовать обработку исключений, подобие goto и множество других вещей напоминающих императивные конструкции.
Также, используя продолжения можно улучшить производительность программы, убирая ненужные «обёртывания» и сопоставления с образцом.

В этой статье я расскажу, как можно реализовать продолжения в Haskell, и покажу несколько интересных функций работающих с ними.

Мне приходилось участвовать в проектах на c++ с количеством строк более 600 000. Поэтому сложно назвать проект на 5000 строк настоящим. И тем не менее, для хаскеля и мотивации just for fun это немалый объём.

Эта небольшая программа[1] пишется в свободное время, поэтому времени ей сильно не хватает.

Хотелось бы описать некоторые впечатления об использовании хаскеля на практике.

Совсем недавно издательство No Starch Press подготовило и выпустило печатное издание замечательного учебника Learn You a Haskell for Great Good! (онлайн-версия), написанного Miran Lipovača.

Я хочу представить вам самый актуальный перевод главы 11 Аппликативные функторы, оригиналом для которого послужило именно издание от No Starch Press, адаптированное для печати.

Скорее всего, это последняя часть, опубликованная точно в срок. Мой отпуск почти закончился, и теперь писать по статье в неделю будет очень сложно. Спасибо всем, кому было интересно руководство «Haskell Quest Tutorial»!

Living Room
You are in the living room. There is a doorway to the east, a wooden door with strange gothic lettering to the west, which appears to be nailed shut, a trophy case, and a large oriental rug in the center of the room.
Above the trophy case hangs an elvish sword of great antiquity.
A battery-powered brass lantern is on the trophy case.

Содержание:
Приветствие
Часть 1 — Преддверие
Часть 2 — Лес
Часть 3 — Поляна
Часть 4 — Вид каньона
Часть 5 — Зал

Часть 5,
в которой мы из маленькой ошибки выведем значительные следствия, а затем добавим в игру объекты.

Canyon View
You are at the top of Great Canyon on its west wall. From here there is a marvelous view of the canyon and parts of the Frigid River upstream. Across the canyon, the walls of the White Cliffs join the mighty ramparts of the Flathead Mountains to the east. Following the Canyon upstream to the north, Aragain Falls may be seen, complete with rainbow. The mighty Frigid River flows out from a great dark cavern. To the west and south can be seen an immense forest, stretching for miles around. A path leads northwest. It is possible to climb down into the canyon here.

Содержание:
Приветствие
Часть 1 — Преддверие
Часть 2 — Лес
Часть 3 — Поляна
Часть 4 — Вид каньона
Часть 5 — Зал

Часть 4,
в которой мы займёмся рефакторингом, реализуем пару действий, узнаем о pattern matching и рекурсии, а так же сделаем из квеста настоящую программу.

Clearing
You are in a small clearing in a well marked forest path that extends to the east and west.

Содержание:
Приветствие
Часть 1 — Преддверие
Часть 2 — Лес
Часть 3 — Поляна
Часть 4 — Вид каньона
Часть 5 — Зал

Часть 3,
в которой мы станем учиться волшебству с АТД и познаем магические преобразователи Show и Read.

В прошлой части мы изобретали различные варианты describeLocation, а в конце создали три алгебраических типа — Location, Direction, Action. Я обмолвился про волшебство и удивительные возможности АТД, но сказал, что мы рассмотрим их позже. Мы только унаследовали наши типы от класса типов Eq, в котором лежат операции "==" и "/=", а теперь…

Прелюдия

Не так давно я прочитал на Хабре статью, которая напомнила мне про интересную головоломку, которую называют «Загадкой Эйнштейна» или «Zebra puzzle». Вероятно многие из вас решали эту задачку на листке бумаги и гордились тем, что входят в несколько процентов населения земли, способных на это.

Прочитав статью, я задумался над программным решением этой задачи. Подход, приведенный в статье был интересен и вполне оправдал название блога, но показался мне не совсем понятным. В данный момент я интересуюсь языком программирования Haskell, который прекрасно подходит и сам по себе для разминки мозгов, решение же головоломки на нем показалось мне прекрасным вызовом.

Forest
This is a forest, with trees in all directions. To the east, there appears to be sunlight.
You hear in the distance the chirping of song bird.

Содержание:
Приветствие
Часть 1 — Преддверие
Часть 2 — Лес
Часть 3 — Поляна
Часть 4 — Вид каньона
Часть 5 — Зал

Часть 2,
в которой мы будем мучить функцию describeLocation, и даже узнаем, что такое АТД.

Настало время получше подумать над игрой. Что это будет? Классическая приключенческая игра, где можно куда-то идти, находить и использовать предметы, взаимодействовать с неигровыми персонажами? Или это будет rogue-like текстовая игра с магией, злыми существами, с кучей оружия, брони, свитков, мечей и луков? Или, быть может, мы хотим создать квесты а-ля «Космические рейнджеры-2»? Ну, по части игровой механики мы пойдем по стопам Zork, а историю выберем другую — замечательный НФ-квест Lighthouse. Просто потому, что он мне нравится.

Введение

Бытует мнение, что Хаскелл — это язык для нердов-математиков. Конечно, это все стереотипы, но туториалов по нему действительно мало, что несколько препятствует изучению. Особенно мало таких, где пишутся реальные приложения (тут выделяется замечательный Real World Haskell, который, впрочем, несколько сумбурен). Поэтому возникла идея написать этот туториал, об одной из наименее освещенных областей в Хаскелле — выводе графики. Постараюсь сделать его подробным, но предполагается, что читатель знаком с основами Хаскелла, особенно с понятием монад. Если нет — рекомендую почитать этот топик, а также книги, которые советует Skiminok в комментариях к нему.
Дисклеймер: работа будет вестись с экспериментальной библиотекой. Так что не удивляйтесь всяким извратам, для того, чтобы все работало.

Shall we?

West of House
You are standing in an open field west of a white house, with a boarded front door.
There is a small mailbox here.

> open mailbox
Opening the small mailbox reveals a leaflet.

> read leaflet
(Taken)
«WELCOME TO ZORK!

ZORK is a game of adventure, danger, and low cunning. In it you will explore some of the most amazing territory ever by mortals. No computer should be without one!»

Содержание:
Приветствие
Часть 1 — Преддверие
Часть 2 — Лес
Часть 3 — Поляна
Часть 4 — Вид каньона
Часть 5 — Зал

Часть 1,
в которой мы познакомимся с не всеми основами языка Haskell и напишем одну полезную для квеста функцию.

Итак, вы стоите в самом начале, перед закрытой дверью и видите почтовый ящик.

Добрый день, любители приключений!

Вы, конечно, играли в текстовую приключенческую игру Zork. Вы еще помните эти недели, когда вы искали вход в подземелье, или думали, как пройти мимо гоблинов с дубинками. Вы помните, как махали мечом, вы даже испробовали различные варианты «hit self» и «kill self». Программа понимала ваши команды, — результат был предсказуем… Весело и удивительно было изучать текстовый мир Zork! И вам, конечно, хотелось создать что-то подобное своими руками. Так может, попробуем? Вместе? В этом руководстве вы будете шаг за шагом создавать свою текстовую игру на замечательном языке Haskell.

Я постараюсь объяснять все используемые концепции так детально, как будто рассказываю это тем, кто ничего не знает о Haskell, — или даже о программировании. Это, быть может, не всегда получится, поскольку руководство пишется параллельно с кодом, для изучения языка. Я готов ответить на все ваши вопросы, если смогу. Искушенные хаскеллисты могут посчитать ответы, объяснения и программный код где-то корявыми или не полностью верными. Это ничего: чем дальше в лес, — тем злее волки тем богаче флора и фауна. У нас есть кусок глины, — и скоро он станет чем-нибудь оформленным, вазой, например. Я не могу заранее сказать, сколько будет статей, как они будут выглядеть, и к чему мы придем. «Знать путь и пройти его — не одно и то же».

Начало серии Куча Хаскеля
В этой статье мы сосредоточимся на вас. Вы всё крутитесь около кучи Хаскеля и норовите открыть подарок. В конце концов, подарки сами по себе не открываются.

Начало серии Куча Хаскеля

Дух новогодних подарков

Сегодня в статье мы кратко рассмотрим, что происходит, когда вы в куче Хаскеля открываете подарок с духом внутри. Почти во всём, что есть в куче, кроме констант и того, что уже вычислено, сидит дух. Весь вопрос в том, что станет делать дух в подарке.

Куча Хаскеля — довольно странное место. Она не похожа на кучу в традиционном языке со строгими вычислениями...

… которая представляет из себя кучу мусора из старых добрых простых данных!