第二天稼钩，讓我們回歸基礎(chǔ)顾稀，來看看 Text.Show 這個 base 中非常基本的函數(shù)庫坝撑。
初步使用
對 Text.Show 的最基礎(chǔ)使用静秆，莫過于自動推導(dǎo) Show 的實例，可以分別使用 deriving 的兩種形式來完成這個功能：
-- Option 1: deriving 子句
data MyType = ThisType Int | ThatType MyType
deriving (Show)
-------------------------------------------------------
-- Option 2: 獨立的 deriving 聲明
-- 需要開啟這個擴展巡李，才能使用獨立 deriving
{-# LANGUAGE StandaloneDeriving #-}
data MyType = ThisType Int | ThatType MyType
-- 故意隔開一行抚笔，表示不是子句
deriving instance Show MyType
在 GHCi 中簡單調(diào)用 show 來看看輸出的結(jié)果：
Prelude> let a = ThatType $ ThatType $ ThisType 10
Prelude> print a
-- 輸出結(jié)果為：
ThatType (ThatType (ThisType 10))
可以看到推導(dǎo)出的 MyType 的 Show 實例，非常聰明的給我們的數(shù)據(jù)加上了括號和空格击儡，這樣看上去就完全和它的實際意義吻合了塔沃。
初探源碼
讓我們來看一下 Text.Show 內(nèi)部都是怎么實現(xiàn)的，Show 這個 type class 都定義了什么接口方法？
class Show a where
{-# MINIMAL showsPrec | show #-}
showsPrec :: Int -- ^ the operator precedence of the enclosing
-- context (a number from @0@ to @11@).
-- Function application has precedence @10@.
-> a -- ^ the value to be converted to a 'String'
-> ShowS
-- | A specialised variant of 'showsPrec', using precedence context
-- zero, and returning an ordinary 'String'.
show :: a -> String
showList :: [a] -> ShowS
showsPrec _ x s = show x ++ s
show x = shows x ""
showList ls s = showList__ shows ls s
從以上代碼可已看出以下幾點：
- 有一個叫
Shows的類型出現(xiàn)了兩次蛀柴，那是什么鬼螃概？ -
Show這個類型類的最小實現(xiàn)是show或者showsPrec - 除此之外的方法，就只有
showList鸽疾，為什么需要showList呢吊洼？
Shows 類型
看一下 Shows 類型的定義：
type ShowS = String -> String
這種定義方法十分有趣，我們可以直接把 Shows 看作是字符串類型制肮，只不過兩個字符串的鏈接冒窍，變得不太一樣：
-- 普通字符串
str1 = "foo"
str2 = "bar"
str3 = str1 ++ str2
-- Shows
str1 = (++) "foo"
str2 = (++) "bar"
str3 = str1 . str2
使用 Shows 最大的好處是，獲得 O(1) 的拼接效率豺鼻，這特別適合像 Show 這樣需要拼接眾多小字符串的場景综液。事實上，像 Shows 這樣表示字符串或數(shù)組的方式儒飒，被稱作 Difference List 谬莹，即把一個數(shù)組表示為 [a] -> [a]。在 Hackage 上還專門有一個庫桩了，實現(xiàn)了一個叫 DList 的類型附帽，來對應(yīng)這個概念，其中包含了一部分非常常用的數(shù)組操作函數(shù)井誉。
show 函數(shù)
在 Text.Show 中蕉扮，我們平時用的做多的肯定就是 show，而實際上颗圣，默認(rèn)的 show 的定義非常簡單：
show x = showsPrec 0 x ""
其實就是 precedence = 0 的情況下喳钟，最終拼接一個空字符串，獲得返回結(jié)果欠啤。
showsPrec 函數(shù)
我們可以拆開 showsPrec 的名字荚藻，來理解它的存在價值，即 'shows' + 'Prec(edence)' 洁段，也就是說 showsPrec 是一個最終返回 Shows 類型的，會考慮代碼組合優(yōu)先級的函數(shù)共郭。
Shows 的部分已經(jīng)講過了祠丝，現(xiàn)在來看下 Precedence 是干嘛用的。簡單說就是：
- 大目標(biāo)：當(dāng)我們需要輸出一個自定義類型的 toString 字符串除嘹，其實我們是希望能夠一眼看出它在計算機內(nèi)部實際代表的內(nèi)容
- 小目標(biāo)：在輸出一個表達(dá)式時写半，toString 字符串需要能表達(dá)出操作符優(yōu)先級，有必要的話尉咕，加上括號以作區(qū)隔叠蝇。
下面我們以 Text.Show 源代碼中的示例為參考：
infixr 5 :^:
data Tree a = Leaf a | Tree a :^: Tree a
-- the derived instance of 'Show' is equivalent to
instance (Show a) => Show (Tree a) where
showsPrec d (Leaf m) = showParen (d > app_prec) $
showString "Leaf " . showsPrec (app_prec+1) m
where app_prec = 10
showsPrec d (u :^: v) = showParen (d > up_prec) $
showsPrec (up_prec+1) u .
showString " :^: " .
showsPrec (up_prec+1) v
where up_prec = 5
-- Note that right-associativity of @:^:@ is ignored. For example,
--
-- * @'show' (Leaf 1 :^: Leaf 2 :^: Leaf 3)@ produces the string
-- @\"Leaf 1 :^: (Leaf 2 :^: Leaf 3)\"@.
上面的例子可以看到，這個 Tree a 的 Show 實例定義年缎，就是在轉(zhuǎn)為字符串時悔捶，顯示地把右結(jié)合的那組括號打印出來铃慷，即原來的 Leaf 1 :^: Leaf 2 :^: Leaf 3 輸出后變成了 "Leaf 1 :^: (Leaf 2 :^: Leaf 3)"。
第一個 pattern match 匹配了
Leaf m的情況蜕该，表示只有在當(dāng)前優(yōu)先級大于 10 的情況下犁柜，也就是函數(shù)調(diào)用 (function application) 的優(yōu)先級時，才在Leaf m外圍增加括號堂淡。且對于更深一步的內(nèi)容馋缅，采用優(yōu)先級 11 進行處理。第二個 pattern match 匹配了
Tree a :^: Tree a的情況绢淀，當(dāng)優(yōu)先級的要求超過 5 （也就是:^:所定義的優(yōu)先級） 時萤悴，才需要在外面加上括號。且對于更深一步的內(nèi)容皆的，采用優(yōu)先級 6 進行處理稚疹。
到這里，我們已經(jīng)可以看出祭务， showsPrec 的第一個參數(shù) precedence内狗，其實表達(dá)的就是，需要我內(nèi)部最外層的操作符達(dá)到什么樣的優(yōu)先級义锥，才不需要在外圍加括號柳沙。
到這里，當(dāng)我們再看到 Data.Set 的 Show 實例拌倍，應(yīng)該就會很好理解了：
instance Show a => Show (Set a) where
showsPrec p xs = showParen (p > 10) $
showString "fromList " . shows (toList xs)
showList 函數(shù)
眾所周知赂鲤，String 就是 [Char]，即內(nèi)部類型為 Char 的數(shù)組柱恤，而打印一個 String 的結(jié)果也和打印其他數(shù)組不同：
Prelude> print [1,2,3]
--- 結(jié)果為：
[1,2,3]
Prelude> print ['a','b','c']
--- 結(jié)果為：
“abc"
其原因是数初， instance Show Char 中定義了特殊的 showList：
instance Show Char where
showsPrec _ '\'' = showString "'\\''"
showsPrec _ c = showChar '\'' . showLitChar c . showChar '\''
showList cs = showChar '"' . showLitString cs . showChar '"'
看著很不錯，但這就是為什么一定要有 showList 的原因嗎梗顺？為什么不能直接給 [Char] 定義 Show 實例呢泡孩？類似如下：
instance Show [Char] where
...
其實這里使用了一個 trick，并被國外的某位仁兄定義為 「The “extra-method” trick pattern」寺谤。其初衷就是為了避免 overlapping instances 仑鸥。來看下 Text.Show 源代碼的這部分定義：
instance Show a => Show [a] where
showsPrec _ = showList
在有這個通用 Show [a] 存在的情況下，如果還要定義 instance Show [Char]变屁，就會造成 overlapping instances眼俊。當(dāng)然也可以這么繼續(xù)寫，前提是開啟 OverlappingInstances 擴展 （這是一個會造成 instance 小混亂的開關(guān)粟关，不開為妙）疮胖。這時候，trick 就來了，即使把新加一個 showList 方法澎灸，并讓它在 class 中的默認(rèn)實現(xiàn)與 instance Show Char 中的實現(xiàn)不同院塞，實現(xiàn)多態(tài)，這是可以的；骱ⅰ迫悠！
這就是產(chǎn)生 showList 的原因。
總結(jié)
可以看到巩梢，看似簡單的 Text.Show 创泄，其背后還是有非常多值得借鑒和理解的知識點的。下一次我們繼續(xù)來看一個基礎(chǔ)模塊 Read ~
