《Real World Haskell》笔记（6）：使用类型类

类型类的作用

• 若无类型类，必须为不同类型（type）实现功能类似的非重名的函数（function）以使用
• 若用类型类，则可以提高效率。例如， 如果能用 == 对比任何类型的值，就会很方便

通过类型类可以定义通用（generic）函数，该函数能对几乎任何东西（anything）合法。对于具有比较功能的函数而言，通过写一个通用函数，能够比较所有的东西，即 generic programming ：如果一段代码可以进行比较，generic code应该就能够接受任何数据类型，并且对于这些类型，编译器是知道如何比较的，如果以后新类型被添加进来，现有的代码也不应该被修改。

类型类(Typeclass) 与 实例(Instance)

类型类定义一系列函数，这些函数对于不同类型而言具有不同的函数实现。

class BasicEq a where
    isEqual :: a -> a -> Bool
    isEqual x y = not (isNotEqual x y)

    isNotEqual :: a -> a -> Bool
    isNotEqual x y = not (isEqual x y)
--isEqual :: (BasicEq a) => a -> a -> Bool
--对于所有的类型 a ，只要 a 是 BasicEq 的一个实例，isEqual 接受两个类型为 a 的参数，返回一个 Bool

instance BasicEq Bool where--定义类型类实例
    isEqual False False = True
    isEqual True  True  = True
    isEqual _     _     = False

{-类型类Eq

class  Eq a  where
 (==), (/=) :: a -> a -> Bool
    -- Minimal complete definition:
    --     (==) or (/=)
 x /= y     =  not (x == y)
 x == y     =  not (x /= y)

-}

• 使用 class 关键字声明 typeclass ，命名为 BasicEq
• 引用命名为 a 的 instance type ，只要实现了类型类中定义的函数，实例类型可以是任何类型
• 在类型类的定义的第一行，引用实例类型的命名可以是任意的，需要注意的是若使用 a 来表示实例类型，那么函数签名中也必须使用 a 来代表这个实例类型
• 为了避免让类型类的用户为所有类型都定义两个函数，可以提供两个函数的默认实现，不过每个函数取决于另一个来计算答案，因此至少一个函数要被实现，否则代码将产生死循环

重要的内置类型类

• Show类型类用于将值转换为字符串， show :: Show a => a -> String
show 1=="1" show "str"=="\"str\"" putStrLn "1"->1 putStrLn "\"str\""->"str"
print 1->1 print "1"->"1"
• Read类型类用于将字符串转换为值，read :: Read a => String -> a
  为使read函数返回正确类型的值，必须给它指定正确的类型，例如read "3"会因未指定类型导致异常，read "5.0"::Integer会因Integer解析器不能接受小数点导致异常，正确如read "3"::Double，值为3.0

序列化

把内存中的数据转化成为序列的过程

Prelude> let years = [1999, 2010, 2012]
Prelude> show years
"[1999,2010,2012]"
Prelude> writeFile "years.txt" (show years) #序列化
Prelude> input <- readFile "years.txt"
Prelude> input                  
"[1999,2010,2012]"
Prelude> (read input)::[Int] #反序列化
[1999,2010,2012]

数值类型及其对应类型类

类型	解释	Bits	Bounded	Floating	Fractional	Integral	Num	Real	RealFrac
Double	双精度浮点数			X	X		X	X	X
Float	单精度浮点数			X	X		X	X	X
Int	固定精度带符号整数	X	X			X	X	X
Integer	任意精度带符号整数	X				X	X	X
Rational or any Ratio	任意精度有理数				X		X	X	X
Word	固定精度无符号整数	X	X			X	X	X

自动派生

• Haskell可以自动将类型派生为 Read 、 Show 、 Bounded 、 Enum 、 Eq 和 Ord 的实例
• 自动派生某个类型类的一个实例时，该类型的值构造器的构造子也必须是给定类型类的实例

--由于Book不是类型类Show的实例，BookInfo不能自动派生
data Book = Book
data BookInfo = BookInfo Book
                deriving (Show)

newtype关键字

newtype NewtypeInt = N Int
    deriving (Eq, Ord, Show)

newtype 目的是重命名一个存在着的类型，来给它一个独特的身份，声明方式与data相似。

data与newtype的区别：

• newtype 只能有一个值构造器，并且构造器仅有一个字段，newtype的作用是限制已存在类型使用
• data 关键字创建的类型，有一个簿记保持（book-keeping）的开销在运行时，追踪（track）某个值是由哪个值构造器创造的

type与newtype的区别：

• type 关键字以另一各名字引用(refer to)某个类型，即类型别名
• newtype 关键字隐藏一个类型的本性(nature)，上例中 NewtypeInt 提供 Int 的 Eq 、 Ord 和 Show 实例，但用户并不知道它被实现为一个 Int，只知道它有一个“唯一标识符”（newtype）