Haskell與抽象(1)-----high order and typeclass初步

當(dāng)我們談?wù)摰揭婚T(mén)編程語(yǔ)言或者說(shuō)一種編程方式的時(shí)候乞封,抽象(Abstraction)是顯然無(wú)法回避的一個(gè)話題。
老司機(jī)修車(chē)修的是有車(chē)牌的真車(chē)不是螺絲螺絲鋼板鋼板基协!抽象的任務(wù)就是在我們的編程中抽象出車(chē)這個(gè)比較大概念歌亲。在面向?qū)ο缶幊讨校覀円话銜?huì)使用類(lèi)和接口進(jìn)行抽象澜驮,熟練的使用類(lèi)和接口也是從咸魚(yú)邁向真正程序員的重要一步陷揪。嘛,當(dāng)然不是所有人都能熟練的說(shuō)出Subtyping, Ad-hoc杂穷, parametric polymophism到底都是個(gè)啥玩意(被你們知乎大佬教育了哦悍缠,只能用英文,不知道的都是辣雞程序員耐量,好高級(jí)呀)
嘛飞蚓!莫慌,這篇文章接下來(lái)需要說(shuō)的東西和這些沒(méi)有半毛錢(qián)關(guān)系廊蜒,編程都是很實(shí)在的東西趴拧,沒(méi)有必要去裝逼。

其實(shí)我們?cè)谥暗膬?nèi)容中已經(jīng)涉及過(guò)抽象了山叮。思考我們是如何解決把list中所有元素加一這個(gè)操作的? 沒(méi)錯(cuò)著榴,map其實(shí)就已經(jīng)是一種抽象了, 它是對(duì)遞歸遍歷list(recusion)這個(gè)操作的一種抽象屁倔,它使用了高階函數(shù)(high-order function), 來(lái)完成了對(duì)recursion這種方式的抽象脑又, 我們?cè)诤竺娴拇a中就可以不必再直接的去遞歸,而是利用map加函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)啦锐借。其實(shí)除了map问麸,haskell對(duì)于遞歸還有一種常見(jiàn)的抽象方式fold

fold:: (a -> b -> a) -> a -> [b] -> a

foldr f z [x1, x2, ..., xn] == x1 `f` (x2 `f` ... (xn `f` z)...)

foldl f z [x1, x2, ..., xn] == (...((z `f` x1) `f` x2) `f`...) `f` xn

直接看定義可能會(huì)比較抽象,fold最常見(jiàn)的應(yīng)用場(chǎng)景是求和

foldl (\acc x -> acc+x) 0 [1,2,3,4]

試試不完全調(diào)用钞翔!

mysum = foldl (+) 0

是不是感受到了高階函數(shù)的威力严卖,我們的代碼邏輯被大大的簡(jiǎn)化了,你可以試試用遞歸布轿,但是我想你知道了這個(gè)函數(shù)肯定不會(huì)再想用遞歸寫(xiě)list操作了哮笆。


高階函數(shù)顯然只是我們的抽象之旅的第一步俺亮,還記得之前提到過(guò)的可以帶給你Eq,Show等神奇效果的typeclass嘛,我們現(xiàn)在來(lái)進(jìn)一步了解一下它疟呐。

你是一個(gè)不甘寂寞的宅男,雖然你追不到美少女东且,但是會(huì)計(jì)學(xué)院的妹子還是要爭(zhēng)取一下的启具,你決定展示你注孤生的修電腦技術(shù)

修電腦一般是從拆開(kāi)始的,我們先來(lái)封裝一下電腦這個(gè)數(shù)據(jù)類(lèi)型吧
顯然電腦這么復(fù)雜的東西用之前的表示小朋友的Algebra Data type表達(dá)起來(lái)已經(jīng)是力不從心了珊泳,來(lái)點(diǎn)復(fù)雜的Record Syntax吧鲁冯!

data Computer = Computer { brand :: String
                         , hdd :: Int
                         , mem :: Int
                         , skews :: [Bool]
                         }

騷氣的縮進(jìn)是你把妹的關(guān)鍵
這里用了[Bool]來(lái)模擬我們的螺絲有沒(méi)有被擰開(kāi),這個(gè)類(lèi)型總是讀起來(lái)不舒服色查,Haskell引以為傲的類(lèi)型系統(tǒng)顯然是無(wú)法接受的

type Skew = [Bool]   ------------------------ skews :: Skew

千萬(wàn)不要小看了薯演,類(lèi)型這種東西,在很多其他的編程語(yǔ)言中類(lèi)型的概念都是被弱化的秧了,但是在這里跨扮,類(lèi)型將你你最大的挑戰(zhàn)!準(zhǔn)備接受rank n type的蹂躪吧验毡,類(lèi)型在函數(shù)式編程中理論上不是必要的衡创,只要有l(wèi)ambda演算就可以,但是目前函數(shù)式語(yǔ)言發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)就是使用復(fù)雜的類(lèi)型系統(tǒng)

俗話說(shuō)要想電腦修的好晶通,先要螺絲擰的好璃氢,當(dāng)然螺絲不是電腦上才有,你只需要把你精湛的擰螺絲技術(shù)遷移過(guò)來(lái)就好了狮辽。這時(shí)候我們的Typeclass就可以登場(chǎng)了一也,擰螺絲這動(dòng)作可以如下描述:

class RemoveSkew a where
    removeOne :: a -> a
    removeAll :: a -> a
--- a 類(lèi)型沒(méi)有變化,總不能擰個(gè)螺絲喉脖,電腦就不是電腦了
data Computer = Computer { brand :: String
                         , skews :: [Bool]         -- 我很懶
                         }  deriving (RemoveSkew)
--- 使用我們學(xué)過(guò)的魔法“deriving”!
--- 不過(guò)當(dāng)然編譯器還沒(méi)有讓Computer學(xué)會(huì)魔法椰苟,來(lái)一發(fā)吧
instance RemoveSkew Computer where
    removeAll (Computer{ brand=b, skrews=ss}) = Computer{ brand=b, skrews=[]}
  -- 我很懶省略一個(gè)需要實(shí)現(xiàn)的函數(shù)

Nice, 終于可以拆一臺(tái)有螺絲的電腦了!


碎碎念:
從結(jié)果上來(lái)說(shuō)typeclass 具有的抽象能力比較類(lèi)似與面向?qū)ο螽?dāng)中的interface. 使用類(lèi)似interface的東西可以輕松的實(shí)現(xiàn)多態(tài)! 甚至還有點(diǎn)像操作符重載和函數(shù)重載动看,當(dāng)然在這里個(gè)人覺(jué)得使用時(shí)Ad-hoc來(lái)類(lèi)比有點(diǎn)不太合適尊剔,但是最后得到的效果是一樣的。我們代碼的靈活性和可移植型可讀性都因?yàn)檫@一層抽象得到了非常高的提升菱皆。
想到現(xiàn)在java web或者是前端中也很強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)model與業(yè)務(wù)邏輯的分離须误,從這一角度上來(lái)說(shuō),typeclass這種更加輕量級(jí)的抽象方式似乎還是非常合理的仇轻,取消了類(lèi)的概念也不會(huì)對(duì)我們的抽象能力有什么變化京痢。這一點(diǎn)在比較新的編程語(yǔ)言中已經(jīng)比較常見(jiàn)了,比如kotlin篷店,data type的加入加上interface delegation等等確實(shí)可以讓封裝變得更加輕量化(告別getter setter, 各種factory等等)祭椰。

Ok, 抽象作為我們編程中最核心的工作當(dāng)然函數(shù)式語(yǔ)言必須提供更加強(qiáng)大的工具來(lái)支持臭家, 下次來(lái)講講Type parameters和Kind好了,感覺(jué)需要減少?gòu)U話方淤,縮短篇幅钉赁,現(xiàn)在的還是太羅嗦了。

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