Тип для представления светофора

Итак, что мы можем сделать с классом после того, как объявили его? Весьма немногое. Но как только мы начнём создавать экзем- пляры этого класса, то станем получать интересные результаты. Посмотрим на этот тип:

data TrafficLight = Red | Yellow | Green

 

Он определяет состояние светофора. Обра- тите внимание, что мы не порождаем автома- тическую реализацию классов для него. Мы со- бираемся реализовать их поддержку вручную, даже несмотря на то, что многое можно было бы сгенерировать автоматически, например экземпляры для классов Eq и Show. Вот как мы создадим экземпляр для класса Eq.

instance Eq TrafficLight where Red == Red = True

Green == Green = True Yellow == Yellow = True

_ == _ = False

Экземпляр создан с помощью ключевого слова instance. Таким образом, ключевое слово class служит для определения новых классов типов, а ключевое слово instance – для того, чтобы сделать для нашего типа экземпляр не-

которого класса. Когда мы определяли класс Eq, то записали де- кларацию class Eq a where и сказали, что идентификатор a играет роль типа, который мы позднее будем делать экземпляром класса. Теперь мы это ясно видим, потому что когда мы создаём экземпляр, то пишем: instance Eq TrafficLight where. Мы заменили идентифика- тор на название нашего типа.

Так как операция == была определена в объявлении класса через вызов операции /= и наоборот, следует переопределить только одну функцию в объявлении экземпляра класса. Это называется минималь- ным полным определением класса типов – имеется в виду минимум фун- кций, которые надо реализовать, чтобы наш тип мог вести себя так, как предписано классом. Для того чтобы создать минимально пол- ное определение для класса Eq, нам нужно реализовать или оператор

==, или оператор /=. Если бы класс Eq был определён таким образом:

class Eq a where

(==):: a –> a –> Bool

(/=):: a –> a –> Bool

то нам бы потребовалось реализовывать обе функции при создании экземпляра, потому что язык Haskell не знал бы, как эти функции

 

взаимосвязаны. В этом случае минимально полным определением были бы обе функции, == и /=.

Мы реализовали оператор == с помощью сопоставления с образ- цом. Так как комбинаций двух неравных цветов значительно больше, чем комбинаций равных, мы перечислили все равные цвета и затем использовали маску подстановки, которая говорит, что если ни один из предыдущих образцов не подошёл, то два цвета не равны.

Давайте сделаем для нашего типа экземпляр класса Show. Чтобы удовлетворить минимально полному определению для класса Show, мы должны реализовать функцию show, которая принимает значе- ние и возвращает строку:

instance Show TrafficLight where show Red = "Красный свет" show Yellow = "Жёлтый свет" show Green = "Зелёный свет"

Мы снова использовали сопоставление с образцом, чтобы до- стичь нашей цели. Давайте посмотрим, как это всё работает:

ghci> Red == Red True

ghci> Red == Yellow False

ghci> Red `elem` [Red, Yellow, Green]

True

ghci> [Red, Yellow, Green]

[Красный свет,Жёлтый свет,Зелёный свет]

Можно было бы просто автоматически сгенерировать экзем- пляр для класса Eq с абсолютно тем же результатом (мы этого не сделали в образовательных целях). Кроме того, автоматическая генерация для класса Show просто напрямую переводила бы конс- трукторы значений в строки. Если нам требуется печатать что-то дополнительно, то придётся создавать экземпляр класса Show вруч- ную.

 

Наследование классов

Также можно создавать классы типов, которые являются подклас- сами других классов типов. Декларация класса Num довольно длин- на, но вот её начало:

 

class (Eq a) => Num a where

...

Как уже говорилось ранее, есть множество мест, куда мы можем втиснуть ограничения на класс. Наша запись равнозначна записи class Num a where, но мы требуем, чтобы тип a имел экземпляр клас- са Eq. Это означает, что мы должны определить для нашего типа экземпляр класса Eq до того, как сможем сделать для него экземп- ляр класса Num. Прежде чем некоторый тип сможет рассматривать- ся как число, мы должны иметь возможность проверять значения этого типа на равенство.

Ну вот и всё, что надо знать про наследование, – это просто ог- раничения на класс типа-параметра при объявлении класса. При написании тел функций в декларации класса или при их опреде- лении в экземпляре класса мы можем полагать, что тип а имеет эк- земпляр для класса Eq и, следовательно, допускается использование операторов == и /= со значениями этого типа.