サンプルプログラム集１（NP Haskell編2）

標準入力とループの基礎

• 標準入力から１行読んで標準入力に書く

  -- do 表記法(モナドを使いやすくする表記法)を使う場合
  main :: IO ()
  main = do x <- getLine
            putStrLn x    -- putStrLnは文字列出力関数
  
  -- 上記は以下の糖衣構文（理解できればこのケースではこちらがシンプル）
  main :: IO ()
  main = getLine >>= putStrLn

• 上記を（標準入力からの入力が終了する=EOF まで）繰り返す。

  import System.IO
  rl :: IO ()
  rl=do
    e<-isEOF
    if e
      then return ()
      else do
        r<-getLine
        putStrLn r
        rl
  main :: IO ()
  main=rl

  • rl を再帰的に呼ぶことで繰り返しを実現している。

  • isEOF関数で終了判定をしている。isEOFは System.IOモジュールに収められているのでそれを事前にimportしておく必要がある。

    -- 同じプログラムの、doを使わない書き方
    import System.IO
    -- rl :: IO ()
    rl = isEOF >>= (\e -> if e then return () else getLine>>=putStrLn>>=return rl)
    -- main :: IO ()
    main=rl

• シンプルな繰り返し

  mapM print [1..10]

  基本的解説：

  • 1から10の10個の整数からなるリストの各要素について、関数 print を適用する。
    • putStrLn が文字列専用であるのに対し、print は Show a => a である型なら何でも受け取る。

  少し進んだ解説：

  • mapM は （多くのプログラミング言語にもある）mapメソッド（リスト等の各要素にメソッドを適用する） の「モナド版」と説明されている。
    • print という関数が IOモナドに属するものなのでここでは mapではなく mapM が使われる。

• 同じものを繰り返す

  take 10 $ repeat "hello"
  --- または
  replicate 10 "hello"

  • これらの関数のシグニチャは以下のように確認しておくこと。

    :t take --> take :: Int -> [a] -> [a]
    :t repeat --> repeat :: a -> [a]
    :t replicate --> replicate :: Int -> a -> [a]

• 同じものを一定回数繰り返してputStrLnさせるには、

  -- リストからのアプローチ
  mapM print $ replicate 10 "hello"
    --or
  sequence $ map print $ replicate 10 "hello"
  -- 再帰関数を使う 書き方１ （if と >> を使う）
  p :: Int -> [Char] -> IO ()
  p n str=if n <=0      ‐‐ if 式で改行をどう入れるべきかは諸説ある
    then return ()
    else
         print str >> p (n - 1) str
  --   書き方２ （ガード と do を使う) -- 以下型シグニチャは省略
  p n str
    |n<=0 = return ()
    |otherwise = do
      print str
      p (n - 1) str
  --   書き方３ （場合分けした関数定義（パターンマッチが行われる)）
  p 0 str = return ()
  p n str = print str >> p (n - 1) str

• 無名再帰の例

  import Control.Monad.Fix
  fix (\p n str -> if n <= 0 then return 0 else print str >> p (n-1) str) 10 "hello"

  • 一般的な言語では無名関数（ラムダ式として表現することが多い）で再帰はできないが、
  • Haskellでは 不動点コンビネータと呼ばれる fix関数を使って実現できる
    • これは当面のプログラミングには知らなくていいレベルの話だが参考のためここに紹介しておいた。

本節のまとめ

• 基本的なコード（Rubyだと２～３行で書けるような）を実現するために本節では多くのサンプルコードを含む長いページになった。
• これは、Haskellでは（RubyやScalaでもそうだが）１つのことを実現するために複数のアプローチがあり（プログラマの選択に委ねられる）、
  本節では初学者のためにバリエーションを提示しようと試みたから。
• 当面のプログラム作りにすべての技術を理解してから次に進むという必要はないだろうが、 今後例示するコードを理解する一助とするために、迷ったらこのページに戻ってきて下さい。