第4回　再帰とデータ型の話をしよう

山下 伸夫
株式会社タイムインターメディア

2009/2/16

文字と文字列

- PR -

　文字データの型はCharで、文字リテラルはシングルクオート「'」で文字を囲んで表す。

　文字列データの型はStringで、文字列リテラルはダブルクオート「"」で文字列を囲む。

Prelude> 'a'
'a'
Prelude> "a"
"a"
Prelude> "This is a character string."
"This is a character string."
Prelude> ""
""
Prelude> ''

<interactive>:1:1:
    lexical error in string/character literal at character '\''
Prelude Data.Char>

　文字'a'と文字列"a"は別ものなので注意してほしい。'a'はアルファベットの最初の文字の小文字である。"a"は'a'を1字だけ含む文字列だ。空の文字列""は存在するが、空の文字というのは存在しない。

　文字関連のユーティリティ関数はData.Charモジュールで定義されているので、文字や文字列を扱うときは、このモジュールをインポートして使う。ghci上でモジュールを新たにインポートするときは、:moduleコマンドを使う。

Prelude> :module + Data.Char
Prelude Data.Char> _

　ghciのデフォルトの設定では、新たにモジュールを追加インポートするとプロンプトにも追加したモジュール名が現れるようになる。

Prelude Data.Char> toUpper 'a'
'A'
Prelude Data.Char> toLower 'A'
'a'

　日本語の扱いは現在のところ少し工夫が必要となる。これについては次回以降で説明する。

リスト

　値の集合や並びを表現するには、リストというデータ構造を使う。リストはHaskellでは最も重要なデータ構造の1つである。どのように表現されるかghciを使って試してみよう。

注：
ghciの起動オプション-v0は、ghciが起動時にバージョン情報やモジュールのロード情報などの表示を抑制するものである

$ ghci -v0
Prelude> _

　リストは複数の値（を表わす式）を含んでいるデータ構造である。これを直接表現するには、要素をコンマ「,」で区切り、全体を角括弧「[ ]」で囲む。要素を持たない空のリストというものも [ ]で表現できる。

Prelude> [1,2,3]
[1,2,3]
Prelude> []
[]
Prelude> ["foo","bar","baz","quux","fnord","xyzzy"]
["foo","bar","baz","quux","fnord","xyzzy"]

　リストの型は、要素の型を角括弧で囲んで表す。

ints :: [Int]
ints = [1,2,3,4,5]

strs :: [String]
strs = ["hoge","huga","hage","hige"]

　リストは以下のように構成できる値である。

  1. 空リスト[ ]はリスト
  2. 要素になる値（を表す式）をリストの先頭に加えたものはリスト

　1と2の手順で構成できるもののみがリストである。

　このように、最も基本的な構成（この場合、空リスト）から始めて、繰り返し積み上げて、データ構造を構成していく方法を帰納的構成という。また、このような方法で定義されているデータ型を「帰納的に構成されたデータ型」という。

　リストはHaskellでは組み込みであるが、実質以下のように定義されている（実際は、組み込みで定義されているので以下のようなコードはHaskellでは不正である）。

data [a] = []
         | a : [a]

　少し分かりにくいので説明しよう。型 [a]と表現するのと、型 [ ] aと表現するのは同じことを表現している。型を表す場合、 [ ]は引数（これも型を表現するもの）を1つ取る型構成子である。

　[a]は要素の型がaであるようなリスト型、すなわち「aのリスト」型である。data宣言の右辺は、先ほどのリストの構成法の1と2に対応している。右辺の [ ]は空リストを表すデータ構成子である。2行目は「:」がデータ構成子である。

　Haskellでは「:」で始まり、記号だけで構成されるデータ構成子が使える。これは2項演算子と同じ使い方をする。すなわち、2つの引数の間に置く。

Prelude> 1:[]
[1]
Prelude> 2:(3:(4:[]))
[2,3,4]
Prelude> 1:[2,3,4]
[1,2,3,4]

　「:」はデータ構成子であるが、左側の値を右側のリストに追加する2項演算子と見なせる。この場合、「:」は右結合性を持つので、2:(3:(4:[]))は2:3:4:[]と書いてもよい。

Prelude> 2:3:4:[]
[2,3,4]

文字列は文字のリスト

　文字列の型はStringであるが、これはPrelude内で、

type String = [Char]

と宣言されているので、実は文字のリストなのである。文字列リテラルのダブルクオートで囲う書き方は、リストの要素が文字である [Char]型の値の場合にのみ使える記法ともいえる。

Prelude> :type ['s','t','r','i','n','g']
['s','t','r','i','n','g'] :: [Char]
Prelude> ['s','t','r','i','n','g']
"string"
Prelude> :type "string"
"string" :: [Char]
prelude> 'a':' ':"string"
"a string"

　文字列はリストなので、文字列処理のほとんどはリスト処理である。リスト処理はHaskellの基本であり、そのための関数は多くPreludeに含まれている。それゆえ、Preludeにあるリスト関連の関数を習熟するとHaskellプログラミングがぐっと楽しくなる。

　次回はプログラムを通じてリスト処理について解説する。

3/3
  

Index
再帰とデータ型の話をしよう
  Page1
階乗を計算する関数
階段の昇り方
  Page2
計算の効率
データ型の話をしよう
論理値型
数値型
Page3
文字と文字列
リスト
文字列は文字のリスト

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