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第⼆章：类型和函数 第⼆章：类型和函数 类型是⼲什么⽤的？ Haskell 中的每个函数和表达式都带有各⾃的类型，通常称⼀个表达式拥有类型 T ， 或者说这个表达式的类型为 T 。举个例 ，布尔值 True 的类型为 Bool ，⽽字符串 foo 的类型为 String 。⼀个值的类型标识了它和该类型的其他值所共有的⼀簇属性 （property ），⽐如我们可以对数字进⾏相加，对列表进⾏拼接，诸如此类。 在对 Haskell 的类型系统进⾏更深⼊的探讨之前，不妨先来了解下，我们为什么要关 ⼼类型 —— 也即是，它们是⼲什么⽤的？ 在计算机的最底层，处理的都是没有任何附加结构的字节 （byte ）。⽽类型系统在这 个基础上提供了抽象：它为那些单纯的字节加上了意义，使得我们可以说“这些字节 是⽂本” ，“那些字节是机票预约数据” ，等等。 通常情况下，类型系统还会在标识类型的基础上更进⼀步：它会阻⽌我们混合使⽤不 同的类型，避免程序错误。⽐如说，类型系统通常不会允许将⼀个酒店预约数据当作 汽车租凭数据来使⽤。 引⼊抽象的使得我们可以忽略底层细节。举个例 ，如果程序中的某个值是⼀个字符 串，那么我不必考虑这个字符串在内部是如何实现的，只要像操作其他字符串⼀样， 操作这个字符串就可以了。 类型系统的⼀个有趣的地⽅是，不同的类型系统的表现并不完全相同。实际上，不同 类型系统有时候处理的还是不同种类的问题。 除此之外，⼀门语⾔的类型系统，还会深切地影响这门语⾔的使⽤者思考和编写程序 的⽅式。⽽ Haskell 的类型系统则允许程序员以⾮常抽象的层次思考，并写出简洁、 ⾼效、健壮的代码。 Haskell 的类型系统 Haskell 中的类型有三个有趣的⽅⾯：⾸先，它们是强 （strong ）类型的；其次，它们 是静态 （static ）的；第三，它们可以通过⾃动推导 （automatically inferred ）得出。 后⾯的三个⼩节会分别讨论这三个⽅⾯，介绍它们的长处和短处，并列举 Haskell 类 型系统的概念和其他语⾔⾥相关构思之间的相似性。 强类型 Haskell 的强类型系统会拒绝执⾏任何⽆意义的表达式，保证程序不会因为这些表达式 ⽽引起错误：⽐如将整数当作函数来使⽤，或者将⼀个字符串传给⼀个只接受整数参 数的函数，等等。 遵守类型规则的表达式被称为是“类型正确的” （well typed ），⽽不遵守类型规则、会 引起类型错误的表达式被称为是“类型不正确的” （ill typed ）。 Haskell 强类型系统的另⼀个作⽤是，它不会⾃动地将值从⼀个类型转换到另⼀个类型 （转换有时又称为强制或变换）。举个例 ，如果将⼀个整数值作为参数传给了⼀个 接受浮点数的函数，C 编译器会⾃动且静默 （silently ）地将参数从整数类型转换为浮 点类型，⽽ Haskell 编译器则会引发⼀个编译错误。 要在 Haskell 中进⾏类型转换，必须显式地使⽤类型转换函数。 有些时候，强类型会让某种类型代码的编写变得困难。⽐如说，⼀种编写底层 C 代码 的典型⽅式就是将⼀系列字节数组当作复杂的数据结构来操作。这种做法的效率⾮常 ⾼，因为它避免了对字节的复制操作。因为 Haskell 不允许这种形式的转换，所以要 获得同等结构形式的数据，可能需要进⾏⼀些复制操作，这可能会对性能造成细微影 响。 强类型的最⼤好处是可以让 bug 在代码实际运⾏之前浮现出来。⽐如说，在强类型的 语⾔中，“不⼩⼼将整数当成了字符串来使⽤”这样的情况不可能出现。 [注意：这⾥说的“bug”指的是类型错误，和我们常说的、通常意义上的 bug 有⼀些区 别。 静态类型 静态类型系统指的是，编译器可以在编译期 （⽽不是执⾏期）知道每个值和表达式的 类型。Haskell 编译器或解释器会察觉出类型不正确的表达式，并拒绝这些表达式的执 ⾏： Prelude True False interactive:2:9: Couldnt match expected type Bool with actual type [Char] In the second argument of (), namely False In the expression: True False In an equation for it: it = True False