一个Java程序员眼中的Haskell
本文尝试用Java中的概念解释Haskell中的概念。
函数(function)
这个似乎不用说，Java也有函数。但Haskell的Function是pure function，同样的输入一定得到同样地输出，也就是所谓的referential transparency。举个例子。函数collectNames
List<String> collectNames(String[] names) {
List<String> result = new ArrayList<String>();
for (String name:names) {
result.add(name);
}
}
这个函数同样的输入一定得到同样地输出，因此可以在所有调用此函数的地方直接用函数的输出替换。
再看看另一个版本的collectNames。
List<String> all = new ArrayList<String>();
List<String> collectNames(String[] names) {for (String name:names) {
all.add(name);
}
return all;
}
这个版本的函数输出和all也有关系，即便是同样地输入也不能保证得到同样地输出，因此无法确定函数调用处的输出，从而无法用函数输出替换函数调用，也就不是referential transparency。
函数调用(function call)
Java的函数调用语法是funcName(arguments), Haskell的函数调用语法去除了括号，简化为funcName arguments。
Haskell的语法还支持中缀写法，比如: 3 `add` 2， 这是Java语法所不具备的。
Haskell的语法默认支持科里化，比如：add 3，会返回一个新函数。在Java里做到这一点稍微麻烦一下，一个近似的方法是构造一个lambda表达式，比如：
(x) -> add(3, x)
Haskell的语法还支持函数组合，比如，negate . abs 相当于Java的lambda表达式
(x) -> negate(abs(x))
多参数的函数组合也是一样，比如，(mul 3) . (add 4) 相当于Java的lambda表达式
(x) -> mul(3, add(4, x))
值类型(type)
Haskell中的值类型定义包括类型名称和值构造函数:
data MyType = ValueContructorA String | ValueConstructorB Float
这与Java中的类和构造方法十分相似。
class MyType {
MyType(String str) {}
MyType(Float f) {}
}
为了表达地更一致，也可以用静态工厂方法
class MyType {
static MyType ValueConstructorA(String str) { return new MyType(); }
static MyType ValueConstructorB(Float f) { return new MyType(); }
}
还可以进一步用接口代替具体类型
interface MyType {
static MyType ValueConstructorA(String str) { return new MyType() {}; }
static MyType ValueConstructorB(Float f) { return new MyType() {}; }
}
至此，这都是形式的相似，要达到Haskell的神似还要做些努力。比如，Haskell的值可以进行模式匹配(pattern matching)、解构(data destructure)，这就要求值构造函数的输出要携带类型以及构造信息，一种简单粗暴的做法是
interface HaskellType {
Class<? extends HaskellType> getType();
Method getConstructor();
Object[] getArgs();
}
interface MyType extends HaskellType {
static MyType ValueConstructorA(String str) {
return new MyType() {
public Class<? extends HaskellType> getType() { return MyType.class; }
public Method getConstructor() {
return MyType.class.getDeclaredMethod("ValueConstructorA", String.class);
}
public Object[] getArgs() { return new Object[] { str }; }
}
}
这里记录了值对象所属的类型，调用的构造方法以及传入的参数，有了这些信息就可以在运行期对值对象进行解构和模式匹配，甚至可以在编译期生成上述代码以及用于解构和模式匹配的代码。
类型构造器(type constructor)
前面看到，Haskell的值类型和Java的类、接口很像，Java的类、接口和方法都支持泛型参数，类似的Haskell的值类型也支持类型参数，比如
data MyType a = ValueConstructorA a
对应到Java中，
interface MyType<T> {
static <U> MyType<U> ValueConstructorA(U u) { return new MyType<U>() {}; }
}
类型类(type class)
Haskell的类型类很像Java的接口，比如，下面的Haskell代码
class Eq a where
(==) :: a -> a -> Bool
(/=) :: a-> a -> Bool
相当于Java中的接口定义
interface Eq<T> {
boolean equal(T l, T r);
default boolean inEqual(T l, T r) { return !equal(l, r); }
}
Functor
到目前为止，本文列举了Haskell中最基本的概念并尝试用Java中的概念进行解释。作为一门函数式语言，Haskell把函数的定义和使用简化到了极致，用Java的对象表达式去解释难免显得笨拙，本文只是希望帮助Java程序员去理解Haskell中的一些概念，无意比较优劣。
