# Глава 19. Наши типы Вот мы и добрались до Второго Кита Haskell — до Типов. Конечно, мы работали с типами почти с самого начала, но вам уже порядком надоели все эти `Int` и `String`, не правда ли? Пришла пора познакомиться с типами куда ближе. ## Знакомство Удивительно, но в Haskell очень мало встроенных типов, то есть таких, о которых компилятор знает с самого начала. Есть `Int`, есть `Double`, `Char`, ну и ещё несколько. Все же остальные типы, даже носящие статус стандартных, не являются встроенными в язык. Вместо этого они определены в стандартной или иных библиотеках, причём определены точно так же, как мы будем определять и наши собственные типы. А поскольку без своих типов написать сколь-нибудь серьёзное приложение у нас не получится, тема эта достойна самого пристального взгляда. Определим тип `Transport` для двух известных протоколов транспортного уровня модели OSI: ```haskell data Transport = TCP | UDP ``` Перед нами — очень простой, но уже наш собственный тип. Рассмотрим его внимательнее. Ключевое слово `data` — это начало определения типа. Далее следует название типа, в данном случае `Transport`. Имя любого типа обязано начинаться с большой буквы. Затем идёт знак равенства, после которого начинается фактическое описание типа, его «тело». В данном случае оно состоит из двух простейших конструкторов. **Конструктор значения** (англ. data constructor) — это то, что строит значение данного типа. Здесь у нас два конструктора, `TCP` и `UDP`, каждый из которых строит значение типа `Transport`. Имя конструктора тоже обязано начинаться с большой буквы. Иногда для краткости конструктор значения называют просто конструктором. Подобное определение легко читается: ```haskell data Transport = TCP | UDP -- тип Transport это TCP или UDP ``` Теперь мы можем использовать тип `Transport`, то есть создавать значения этого типа и что-то с ними делать. Например, в `let`-выражении: ```haskell let protocol = TCP ``` Мы создали значение `protocol` типа `Transport`, использовав конструктор `TCP`. А можно и так: ```haskell let protocol = UDP ``` Хотя мы использовали разные конструкторы, тип значения `protocol` в обоих случаях один и тот же — `Transport`. Расширить подобный тип предельно просто. Добавим новый протокол SCTP (Stream Control Transmission Protocol): ```haskell data Transport = TCP | UDP | SCTP ``` Третий конструктор значения дал нам третий способ создать значение типа `Transport`. ## Значение-пустышка Задумаемся: говоря о значении типа `Transport` — о чём в действительности идёт речь? Казалось бы, значения-то фактического нет: ни числа никакого, ни строки — просто три конструктора. Так вот они и есть значения. Когда мы пишем: ```haskell let protocol = SCTP ``` мы создаём значение типа `Transport` с конкретным содержимым в виде `SCTP`. Конструктор — это и есть содержимое. Данный вид конструктора называется **нульарным** (англ. nullary). Тип `Transport` имеет три нульарных конструктора. И даже столь простой тип уже может быть полезен нам: ```haskell {.example_for_playground .example_for_playground_001} checkProtocol :: Transport -> String checkProtocol transport = case transport of TCP -> "That's TCP protocol." UDP -> "That's UDP protocol." SCTP -> "That's SCTP protocol." main :: IO () main = putStrLn . checkProtocol $ TCP ``` В результате увидим: ```bash That's TCP protocol. ``` Функция `checkProtocol` объявлена как принимающая аргумент типа `Transport`, а применяется она к значению, порождённому конструктором `TCP`. В данном случае конструкция `case-of` сравнивает аргумент с конструкторами. Именно поэтому нам не нужна функция `otherwise`, ведь никаким иным способом, кроме как с помощью трёх конструкторов, значение типа `Transport` создать невозможно, а значит, один из конструкторов гарантированно совпадёт. Тип, состоящий только из нульарных конструкторов, называют ещё перечислением (англ. enumeration). Конструкторов может быть сколько угодно, в том числе один-единственный (хотя польза от подобного типа была бы невелика). Вот ещё один известный пример: ```haskell data Day = Sunday | Monday | Tuesday | Wednesday | Thursday | Friday | Saturday ``` Здесь значение типа `Day` отражено одним из семи конструкторов. Обратите внимание на форматирование, когда ментальные «ИЛИ» выровнены строго под знаком равенства. Такой стиль вы встретите во многих реальных Haskell-проектах. ## Директива deriving Что будет, если попытаться вывести значение нашего типа `Day` в консоль? Или сравнить одно значение этого типа с другим? ```haskell {.example_for_playground} module Main where data Day = Sunday | Monday | Tuesday | Wednesday | Thursday | Friday | Saturday main :: IO() main = do print Wednesday print $ Wednesday > Tuesday ``` Компилятор сообщит об ошибке! И это логично, ведь он понятия не имеет, как приводить значения типа `Day` к строке или как их сравнивать между собой: ``` No instance for ‘Show Day’ arising from a use of ‘print’ ... No instance for ‘Ord Day’ arising from a use of ‘>’ ``` Однако очень часто мы хотим, чтобы наши типы имели некое поведение по умолчанию, например для проверки на равенство, возможности сортировки, вывода в консоль. Ключевое слово `deriving` как раз используется, чтобы у пользовательского типа появилась такая возможность: ```haskell {.example_for_playground} module Main where data Day = Sunday | Monday | Tuesday | Wednesday | Thursday | Friday | Saturday deriving (Eq, Ord, Show) main :: IO() main = do print Wednesday print $ Wednesday > Tuesday ``` Директива `deriving` позволяет сделать наш тип экземпляром одного или нескольких **классов типов.** Например, `Bounded`, `Enum`, `Eq`, `Ord`, `Read`, `Show`. Как следствие у типа появляется нужное нам поведение. О классах типов мы поговорим в следующих главах. А пока кратко опишем, для чего именно нужен каждый из перечисленных классов типов: - `Bounded` предназначен для типов, у значений которых есть максимальное и минимальное значение. - `Enum` полезен для типов, у значений которых можно определить предшествующие и последующие значения. Например, для типа `Day` мы вправе указать `deriving (Enum)`, а для типа `Transport` это было бы бессмысленно. - `Eq` и `Ord` необходимы для сравнения и проверки значений на равенство. - `Read` нужен, чтобы конвертировать строку в значение типа. - `Show` выполняет обратную функцию: превращает значение типа в строку. Заведите тип `Day`, перечисляющий дни недели. {.task_text} Заведите тип `WorkMode` с двумя конструкторами: `FiveDays` и `SixDays` для пятидневной и шестидневной рабочей недели. {.task_text} А теперь напишите функцию `workingDays`, которая принимает аргумент типа `WorkMode` и в зависимости от его значения возвращает список рабочих дней включая субботу или без нее. {.task_text} ```haskell {.task_source #haskell_chapter_0190_task_0010} module Main where -- Your code here main :: IO() main = do print $ workingDays FiveDays print $ workingDays SixDays ``` Функция `workingDays` возвращает список типа `[Day]`, и в случае пятидневной рабочей недели, отражённой конструктором `FiveDays`, этот список сформирован пятью конструкторами, а в случае шестидневной — шестью конструкторами. {.task_hint} ```haskell {.task_answer} module Main where data Day = Sunday | Monday | Tuesday | Wednesday | Thursday | Friday | Saturday deriving (Show) data WorkMode = FiveDays | SixDays workingDays :: WorkMode -> [Day] workingDays FiveDays = [Monday, Tuesday, Wednesday, Thursday, Friday] workingDays SixDays = [Monday, Tuesday, Wednesday, Thursday, Friday, Saturday] main :: IO() main = do print $ workingDays FiveDays print $ workingDays SixDays ``` Заведите тип-перечисление `Theme` из трех значений: `Light`, `Dark`, `Default`. Оно характеризует цветовую тему некоей IDE. {.task_text} Уже готова функция `getTheme`, которая по названию конкретной цветовой гаммы получает тему. Например, цветовая гамма "abyss" относится к темной теме. {.task_text} Вам необходимо написать тело функции `countThemes`. Эта функция принимает два списка: {.task_text} - Список строковых названий тем. Например, `["Light", "Default"]`. - Список строк — названий цветовых гамм, выбранных различными пользователями. {.task_text} Функция должна вернуть количество цветовых гамм, относящихся к заданным темам. Например, `countThemes ["Dark", "Default"] ["abyss", "solarized light", "default"]` вернет 2, то есть количество цветовых гамм из второго списка, которые соответствуют темам из первого списка. {.task_text} Чтобы преобразовать строку в значение типа-перечисления, воспользуйтесь функцией `read`. {.task_text} ```haskell {.task_source #haskell_chapter_0190_task_0020} module Main where -- Define Theme type getTheme :: String -> Theme getTheme theme = case theme of "abyss" -> Dark "dracula" -> Dark "solarized light" -> Light "night blue" -> Dark _ -> Default countThemes :: [String] -> [String] -> Int countThemes themeNames themes = -- Your code here main :: IO() main = do print $ countThemes ["Dark", "Default"] ["default", "solarized light", "solarized light"] print $ countThemes ["Dark"] ["abyss", "dracula", "solarized light"] print $ countThemes ["Light", "Default"] ["high contrast", "solarized light", "solarized light", "night blue"] print $ countThemes ["Light", "Dark"] ["abyss", "solarized light", "solarized light", "night blue"] ``` Для того чтобы значения типа `Theme` можно было читать из строки, писать в строку и сравнивать между собой, допишите к определению типа: `deriving (Eq, Read, Show)`. В теле функции вы можете завести блок `where` и в нем два выражения. Первое выражение — `targets`, являющееся применением функции `read` к каждому элементу `themeNames`. Второе выражение — `sources`. Это применение функции `getTheme` к каждому элементу `themes`. В теле функции останется отфильтровать `sources` по наличию элемента в `targets` и посчитать длину результирующего списка. {.task_hint} ```haskell {.task_answer} module Main where data Theme = Light | Dark | Default deriving (Eq, Read, Show) getTheme :: String -> Theme getTheme theme = case theme of "abyss" -> Dark "dracula" -> Dark "solarized light" -> Light "night blue" -> Dark _ -> Default countThemes :: [String] -> [String] -> Int countThemes themeNames themes = length $ filter (\x -> elem x targets) sources where targets = map read themeNames sources = map getTheme themes main :: IO() main = do print $ countThemes ["Dark", "Default"] ["default", "solarized light", "solarized light"] print $ countThemes ["Dark"] ["abyss", "dracula", "solarized light"] print $ countThemes ["Light", "Default"] ["high contrast", "solarized light", "solarized light", "night blue"] print $ countThemes ["Light", "Dark"] ["abyss", "solarized light", "solarized light", "night blue"] ``` Польза от типов, сформированных нульарными конструкторами, не очень велика, хотя встречаться с такими типами вы будете часто. Приоткрою секрет: новый тип можно определить не только с помощью ключевого слова `data`, но об этом [узнаем](/courses/haskell/chapters/haskell_chapter_0220/) в одной из следующих глав. А теперь мы можем познакомиться с типами куда более полезными.