Практика работы на языке Haskell

Душкин Р. В.
Практика работы
на языке Haskell
Москва, 2016

УДК
004.4
ББК
32.973.26018.2
Д86
Душкин Р. В.
Д86
Практика работы на языке Haskell. – М.: ДМК Пресс, 2010. – 288 с., ил.
ISBN 9785970603635
В книге рассматриваются прикладные аспекты работы на языке функ
ционального программирования Haskell. Приводятся описания инструмен
тальных средств пяти классов – трансляторов, интегрированных сред раз
работки, вспомогательных утилит, специализированных библиотек и
справочноархивных систем. Для каждого программного средства приво
дится краткое описание, его функциональность и примеры использования.
Книга станет хорошим подспорьем как для начинающих программис
тов, так и для профессионалов, использующих в своей практике функцио
нальную парадигму программирования.
На сайте издательства дмк.рф имеются все описанные в книге инструме
нты для полноценной работы на языке Haskell.
УДК 004.4
ББК 32.973.26018.2
Все права защищены. Любая часть этой книги не может быть воспроизведена в какой бы то
ни было форме и какими бы то ни было средствами без письменного разрешения владельцев
авторских прав.
Материал, изложенный в данной книге, многократно проверен. Но, поскольку вероятность
технических ошибок все равно существует, издательство не может гарантировать абсолютную
точность и правильность приводимых сведений. В связи с этим издательство не несет ответст
венности за возможные ошибки, связанные с использованием книги.
© Душкин Р. В., 2010
   ISBN 9785970603635
© Издание, ДМК Пресс, 2016

Оглавление
Новая парадигма
6
Краткое содержание книги
8
1
Трансляторы
11
1.1
Интерпретатор HUGS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
11
1.1.1
Паспорт программного средства
. . . . . . . . . . . . . . . .
12
1.1.2
Общее описание . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
12
1.1.3
Функциональность и использование
. . . . . . . . . . . . . .
13
1.1.4
Другие способы запуска интерпретатора HUGS
. . . . . . .
23
1.1.5
Часто задаваемые вопросы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
24
1.1.6
Окончательные замечания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
26
1.2
Компилятор GHC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
26
1.2.1
Паспорт программного средства
. . . . . . . . . . . . . . . .
27
1.2.2
Общее описание . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
27
1.2.3
Функциональность и использование
. . . . . . . . . . . . . .
28
1.2.4
Советы о различных способах компиляции . . . . . . . . . .
43
1.2.5
Директивы компилятора . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
47
1.2.6
Кратко о расширениях языка Haskell
. . . . . . . . . . . . .
51
2
Интегрированная среда разработки
53
2.1
Универсальная среда разработки Eclipse . . . . . . . . . . . . . . . .
54
2.1.1
Паспорт программного средства
. . . . . . . . . . . . . . . .
54
2.1.2
Общее описание . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
55
2.1.3
Функциональность и использование
. . . . . . . . . . . . . .
57

Оглавление
2.2
Надстройка EclipseFP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
58
2.2.1
Паспорт программного средства
. . . . . . . . . . . . . . . .
59
2.2.2
Общее описание . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
59
2.2.3
Функциональность и использование
. . . . . . . . . . . . . .
61
3
Утилиты
70
3.1
Препроцессор DrIFT
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
70
3.1.1
Паспорт программного средства
. . . . . . . . . . . . . . . .
72
3.1.2
Общее описание . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
72
3.1.3
Функциональность и использование
. . . . . . . . . . . . . .
75
3.1.4
Разработка собственных правил . . . . . . . . . . . . . . . . .
78
3.2
Отладчик Buddha . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
81
3.2.1
Паспорт программного средства
. . . . . . . . . . . . . . . .
83
3.2.2
Общее описание . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
83
3.2.3
Функциональность и использование
. . . . . . . . . . . . . .
84
3.2.4
Команды отладчика . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
88
3.3
Оптимизатор HLint . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
91
3.3.1
Паспорт программного средства
. . . . . . . . . . . . . . . .
92
3.3.2
Установка, запуск и некоторые особенности . . . . . . . . . .
92
3.3.3
Добавление новых правил . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
96
3.4
Система сборки документации Haddock . . . . . . . . . . . . . . . .
97
3.4.1
Паспорт программного средства
. . . . . . . . . . . . . . . .
99
3.4.2
Общее описание . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
99
3.4.3
Функциональность и использование
. . . . . . . . . . . . . . 105
3.5
Система контроля версий Darcs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
3.5.1
Паспорт программного средства
. . . . . . . . . . . . . . . . 112
3.5.2
Использование программного средства . . . . . . . . . . . . . 113
3.5.3
Набор команд для управления репозиторием . . . . . . . . . 115
3.6
Инсталляционная система Cabal
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
3.6.1
Паспорт программного средства
. . . . . . . . . . . . . . . . 142
3.6.2
Общее описание . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
3.6.3
Функциональность и использование
. . . . . . . . . . . . . . 143
3.6.4
Часто задаваемые вопросы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156

Оглавление
5
4
Библиотеки
160
4.1
Библиотека комбинаторов синтаксического анализа Parsec . . . . . 161
4.1.1
Паспорт программного средства
. . . . . . . . . . . . . . . . 163
4.1.2
Примеры вариантов использования . . . . . . . . . . . . . . . 163
4.1.3
Экспортируемые программные сущности
. . . . . . . . . . . 169
4.2
Библиотека комбинаторов для вывода информации PPrint . . . . . 195
4.2.1
Паспорт программного средства
. . . . . . . . . . . . . . . . 196
4.2.2
Общее описание . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197
4.2.3
Экспортируемые программные сущности
. . . . . . . . . . . 199
4.3
Работа с базами данных HaskellDB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212
4.3.1
Паспорт программного средства
. . . . . . . . . . . . . . . . 212
4.3.2
Общее описание . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213
4.3.3
Экспортируемые программные сущности
. . . . . . . . . . . 217
4.4
Разработка графических интерфейсов пользователя wxHaskell . . . 233
4.4.1
Паспорт программного средства
. . . . . . . . . . . . . . . . 234
4.4.2
Общее описание . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234
4.4.3
Примеры использования . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235
4.5
Организация сетевого взаимодействия HaskellNet
. . . . . . . . . . 242
4.5.1
Паспорт программного средства
. . . . . . . . . . . . . . . . 243
4.5.2
Экспортируемые программные сущности
. . . . . . . . . . . 243
5
Справочные системы и прочие инструменты
273
5.1
Общий архив библиотек Hackage
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273
5.1.1
Паспорт программного средства
. . . . . . . . . . . . . . . . 275
5.2
Система поиска Hoogle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275
5.2.1
Паспорт программного средства
. . . . . . . . . . . . . . . . 276
5.2.2
Функциональность и использование
. . . . . . . . . . . . . . 276
5.3
Утилита HsColour . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278
5.3.1
Паспорт программного средства
. . . . . . . . . . . . . . . . 279
5.3.2
Использование утилиты
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279
5.3.3
Конфигурирование цветовых палитр . . . . . . . . . . . . . . 280
Заключение
282
Литература
284

Новая парадигма
Внимательное изучение опыта написания и последующего распространения
первых книг на русском языке о функциональном языке программирования
Haskell [4, 5] подсказывает, что при работе над этими и другими подобными
книгами упускается один очень важный момент. Более того, некоторые заинтересованные читатели в своих отзывах явно указывали на эту проблему, предлагая сменить сухой теоретический стиль изложения дал¼ких от практического
применения фундаментальных знаний на более приземл¼нное описание того, что
и как можно сделать при помощи функционального программирования и функциональных языков. В книге [4] была произведена попытка сделать это, но, тем
не менее, книга вышла несколько оторванной от реальности. Впрочем, такова,
по всей видимости, судьба любого справочника.
Вместе с тем ещ¼ в 1998 году один из апологетов функционального программирования Ф. Уодлер написал статью [22] о том, почему функциональные языки
программирования не получают широкого распространения. В качестве одной
из причин было указано крайне малое количество инструментальных средств,
утилит, библиотек и прочих инструментов, позволяющих потенциальному разработчику сесть и начать работать на понравившемся ему функциональном языке
программирования. Но вот на дворе XXI век, и к настоящему времени для языка
Haskell выпущено огромное количество разнообразнейших инструментов, позволяющих создавать полноценные приложения для любой предметной области. Но
почему же интерес к этому языку и его популярность вс¼ ещ¼ не могут быть
сравнимы с популярностью таких языков, как Java или C++?
Один из возможных вариантов ответа заключается в том, что кроме замечательных инструментов необходимо создавать методическое обеспечение в должном объ¼ме, которое позволит людям, не имеющим достаточного энтузиазма, на

чать хотя бы интересоваться проблемой. Но уже упомянутые книги, предоставляющие фундаментальные знания, отпугивают новичков кажущейся на первый
взгляд ¾суровой¿ математикой. А новичкам интересно найти в одном месте все
инструменты, быстро установить их на свой персональный компьютер и написать
свою первую программу ¾Hello, world!¿. Но в книгах и статьях новичков продолжают пугать быстрыми сортировками, оторванными от жизни факториалами
и числами Фибоначчи.
Кому это нужно? Нет, несомненно, базовое образование и понимание глубинных основ науки о вычислениях крайне желательно для профессионального
программиста. Но вс¼ это может быть нав¼рстано позже, когда сформируется
потребность понимания процессов, происходящих в недрах трансляторов функциональных языков. ¾Что такое ленивые вычисления?¿, ¾Почему ядро языка
Haskell представляет собой типизированное λ-исчисление?¿, ¾Зачем программисту комбинаторная логика?¿, ¾Какие реальные применения в области программирования могут иметь монады?¿ и т. д.  все эти вопросы заинтересованный
функциональным программированием специалист сможет задать себе и своим
коллегам намного позже, когда проникнется сутью и духом функционального
программирования. И тогда он найд¼т всю необходимую теоретическую информацию, которой создано более чем достаточно.
Итак, в деле популяризации функционального программирования объявляется новая парадигма. Она заключается в предоставлении читателю конкретной
прикладной информации о том, как применять функциональное программирование на практике для разработки программных систем любой сложности. Более
того, в е¼ рамках будут отсутствовать многомудрые повествования о морфизмах,
теории категорий, β-редукции и прочих подобных вещах. И настоящая книга следует этой парадигме  она описывает существующий инструментарий, который
уже сегодня можно взять и использовать на практике. Более того, на прилагаемом к книге CD записаны все программные средства, описываемые в книге, поэтому читатель сможет воспользоваться всеми новыми знаниями непосредственно в процессе чтения.
В добрый путь!

Краткое содержание книги
Данная книга разбита на пять глав, каждая из которых посвящена отдельному классу программных средств, предназначенных для работы с языком
Haskell  разработки приложений на н¼м. Главы посвящены следующим классам
инструментария:
1) трансляторам;
2) интегрированным средам разработки;
3) дополнительным утилитам;
4) важнейшим библиотекам языка;
5) справочным системам.
Выбор перечисленных классов программных средств обусловлен кибернетическим пониманием процесса преобразования идеи в разуме разработчика в создаваемое им программное средство, которое созда¼тся при помощи системы взаимосвязанных инструментов. Этот процесс схематично показан на рис. 1.
Каждая глава делится на разделы, каждый раздел отвед¼н одному продукту одного из подклассов того класса программных средств, которому посвящена
глава. Так, к примеру, в первой главе, посвящ¼нной трансляторам, описывается
по одному компилятору и интерпретатору. Так сделано сознательно  в книге
представлен оптимальный (но не полный, поскольку охватить вс¼ сразу невозможно), на взгляд автора, набор инструментов. В любом случае, в описании каждого конкретного программного средства в обязательном порядке указываются
некоторые альтернативные решения, которые каждый читатель сможет найти
в сети Интернет.

Рис. 1. Кибернетическая схема преобразования идеи в законченное программное
средство
Каждое описываемое программное средство рассматривается в следующем
ключе. В самом начале ид¼т так называемый ¾паспорт программного средства¿  перечень значений ключевых характеристик. Этот перечень можно использовать для быстрого ознакомления с основным назначением программного
средства, а также для сравнения их друг с другом. На стр. 12 показан пример
такого паспорта для интерпретатора HUGS. Все таблицы паспортов унифицированы, другое дело, что в некоторых случаях сравнение программных средств
не имеет смысла (пример  компилятор и библиотека для него).
Смысл граф паспорта в большинстве случаев понятен из их названия. В графе
¾Последняя версия¿ приводится номер выпуска соответствующего инструментального средства на весну  лето 2009 года. Графа ¾Язык¿ показывает язык
графического интерфейса пользователя и (или) документации. Графа ¾Размер¿
содержит указание на размер инсталляционного пакета под операционную систему Windows. Наконец, в графе ¾Аналоги¿ представлены в большинстве случаев
лишь некоторые аналоги, которые показались автору вполне достойными конкурентами рассматриваемому средству.
В целях единообразия представления исходных кодов здесь используется
определ¼нное форматирование текста, которое специальным образом выделяет
структурные элементы функций и других программных сущностей. В отличие
от предыдущих публикаций автора при в¼рстке этой книги использовался пакет

Краткое содержание книги
L
A
T
EX ¾listings¿ со специально включ¼нной поддержкой языка Haskell, а потому
структурные элементы оформляются в стиле этого пакета.
Таким образом, обычные идентификаторы из программ на языке Haskell
при упоминании в тексте книги записываются при помощи моноширинного
шрифта: foldr, last, Functor, fst и т. д. Ключевые слова, в свою очередь, выделяются полужирным начертанием обычного шрифта: let, class, module. Знаки операций и специальные символы при записи внутри текста ограничиваются
круглыми скобками: (//), ($) и т. д., а сами скобки при необходимости выделения
в тексте записываются в кавычках: ¾[¿, ¾}¿.
Отдельные определения программных сущностей оформляются программными блоками с акцентированием ключевых слов, прич¼м сам текст исходных кодов
записывается моноширинным шрифтом с небольшой разрядкой:
class Pretty a where
pretty
: :
a −> Doc
prettyList
: :
[ a ] −> Doc
prettyList = list
.
map pretty
К книге прикладывается компакт-диск, на который записаны все описываемые в книге инструменты. Само собой, те из них, которые находятся в активной
стадии разработки, могут быть выпущены в новой версии, поэтому читателю
рекомендуется внимательно смотреть в паспорте программного средства в графу ¾частота обновления¿, на основании записи в которой станет ясно, имеет ли
смысл проверять наличие новой версии соответствующего инструмента на его
официальном сайте. К имеющимся на компакт-диске инструментам по возможности прикладывается и документация на них.
Для описания представленных в книге программных продуктов, библиотек
и инструментов использовались материалы и документация, прилагаемые к соответствующим программам, а также дополнительные статьи и книги, перечисленные в списке литературы.