纯函数式编程是一种编程范式，它的核心思想是通过纯函数的方式来进行编程。纯函数指的是函数的输出仅依赖于输入，并且没有副作用（side effects）。换句话说，相同的输入始终产生相同的输出，而且函数不会改变任何外部状态或进行任何 IO 操作(幂等性)。

特点和优势：

• 确定性：纯函数式编程中的函数是确定性的，因为它们的输出仅取决于输入，不受外部状态的影响。
• 可测试性：由于纯函数没有副作用，它们非常容易进行单元测试。
• 可并行性：纯函数式编程中的函数可以无缝并行执行，因为它们之间不存在共享的可变状态。

一、Haskell 如何支持纯函数式编程：

Haskell 是一种纯函数式编程语言，它通过一些特性来支持纯函数式编程范式：

1. 纯函数：在 Haskell 中，函数默认就是纯函数，这意味着函数的求值结果只依赖于参数的值，不受外部状态的影响。这种特性使得 Haskell 代码更加可靠、可维护，并且易于理解和推理。

2. 不可变数据：Haskell 中的数据是不可变的（immutable），一旦创建后就不能被修改。这种不可变性保证了数据的一致性和稳定性，避免了因为数据的改变而引发的副作用。

3. 惰性求值：Haskell 使用惰性求值（lazy evaluation），这意味着表达式只在需要时才会被求值。惰性求值允许 Haskell 程序员编写更简洁的代码，并且可以提高性能。

4. 类型系统：Haskell 的强大类型系统是纯函数式编程的重要支柱之一。它提供了静态类型检查、类型推断、高阶类型等功能，可以帮助程序员在编译时捕获错误，并且提供了很多高级的类型特性来编写更安全、更抽象的代码。

5. 模块化：Haskell 支持模块化编程，允许将代码分割成小的模块，每个模块都可以独立编译和测试。模块化编程有助于提高代码的可维护性和可重用性。

二、Glasgow

"Glasgow" 是一个术语，通常用来指代 "Glasgow Haskell Compiler" (GHC) 项目。这个项目是一个用于编译和执行 Haskell 语言代码的工具集合，其中最为人熟知的组件是 GHC 编译器和 GHCi 交互式环境。

1. GHC（Glasgow Haskell Compiler）

• 功能：GHC 是一个高度优化的 Haskell 编译器，用于将 Haskell 代码编译成机器码，以便执行。它支持 Haskell 语言的各种特性，包括惰性求值、高阶函数、类型推断等。
• 特性：
  • 强大的优化：GHC 提供了一系列优化选项，可以有效地将 Haskell 代码转换成高效的机器码。
  • 类型推断：GHC 的类型推断功能能够自动推断出 Haskell 代码中的类型，减少了手动类型注解的需求。
  • 模块化：支持模块化开发，可以将 Haskell 代码组织成模块，以便更好地管理和复用代码。

2. GHCi（Glasgow Haskell Compiler Interactive）

• 功能：GHCi 是 GHC 的一个交互式环境，可以用来交互式地运行 Haskell 代码片段，并进行实时的调试和探索。
• 特性：
  • 交互式编程：GHCi 允许用户逐行执行 Haskell 代码，并立即查看结果，方便调试和实验。
  • 类型查询：可以使用 GHCi 查询表达式的类型，这对于理解代码、调试以及学习 Haskell 非常有帮助。
  • 模块加载：可以在 GHCi 中加载和交互式地使用 Haskell 模块，这有助于在 REPL（Read-Eval-Print Loop）中进行模块测试和实验。
  • 常用方式：

    • 加载和退出：

      • :load 或 :l：加载一个 Haskell 源文件或模块。例如：:load MyModule.hs

      • :reload 或 :r：重新加载当前已加载的 Haskell 文件或模块。

      • :quit 或 :q：退出 GHCi。

    •  浏览模块和类型信息：

      • :module 或 :m：导入指定的模块。例如：:module Data.List

      • :info：显示关于模块、类型、函数等的信息。例如：:info Maybe

    •  类型查询和检查：

      • :type 或 :t：查询表达式的类型。例如：:type head

      • :kind：查询类型的种类信息。例如：:kind Maybe

      • :show ：显示当前的上下文、绑定等。例如：:show bindings

    •  编辑和历史记录：

      • :edit 或 :e：使用默认编辑器打开当前正在编辑的模块。例如：:edit MyModule

      • :history 或 :h：显示输入历史记录。可以与 !n 指令一起使用来重复执行历史记录中的命令。

    •  调试和评估：

      • :trace：跟踪一个函数的执行，并显示每个步骤的信息。

      • :step：在调试模式下一步一步地执行程序。

      • :break：在指定的函数或模式匹配上设置断点。

      • :continue 或 :c：继续执行程序直到下一个断点或到程序结束。

    •  其他：

      • :set：设置 GHCi 的选项。例如：:set -XOverloadedStrings

      • :unset：取消设置的 GHCi 选项。

      • :doc：查看函数或类型的文档。例如：:doc map

总的来说，Glasgow Haskell Compiler（GHC）是一个功能强大的 Haskell 编译器，而 GHCi 是 GHC 的一个交互式环境，用于交互式地运行和测试 Haskell 代码。这两个工具一起为 Haskell 开发者提供了强大的开发环境，支持他们编写、调试和优化 Haskell 代码。

三、库函数

Haskell 标准库中提供了许多常用的函数，这些函数用于操作列表、数值、字符串等数据类型，以及实现各种算法和数据结构。以下是一些 Haskell 标准库中常用的函数及其简要介绍：

1. 列表函数：

• map：对列表中的每个元素应用函数。
• filter：根据给定条件筛选列表中的元素。
• foldl 和 foldr：对列表进行左折叠和右折叠操作。
• head 和 tail：分别返回列表的头部元素和除了头部元素之外的部分。
• take 和 drop：分别返回列表的前 n 个元素和除了前 n 个元素之外的部分。
• zip 和 unzip：将两个列表组合成一个元组的列表，或者将元组的列表拆分为两个列表。

2. 数值函数：

• sum 和 product：计算列表中数值的总和和乘积。
• maximum 和 minimum：找到列表中的最大值和最小值。
• abs 和 signum：分别返回数值的绝对值和符号。
• sqrt 和 log：计算数值的平方根和自然对数。

3. 字符串函数：

• length：返回字符串的长度。
• concat：连接多个字符串为一个字符串。
• takeWhile 和 dropWhile：根据给定条件截取字符串的前缀和后缀。
• words 和 unwords：将字符串分割为单词列表，或将单词列表连接为一个字符串。

4. 布尔函数：

• not：取反操作。
• and 和 or：分别计算布尔列表的逻辑与和逻辑或。

5. 函数组合和应用：

• (.)：函数组合操作符，将两个函数组合为一个新的函数。
• ($)：函数应用操作符，用于简化函数应用的优先级。

6. IO 函数：

• putStrLn 和 print：分别用于输出字符串和值到标准输出。
• getLine 和 readLn：分别用于从标准输入读取一行和读取一个值。

四、类型介绍

1. 原始数据类型（Primitive Data Types）：

• Int：有限精度的整数类型。
• Integer：任意精度的整数类型。
• Float 和 Double：浮点数类型，分别为单精度和双精度。
• Bool：布尔类型，表示逻辑值 True 或 False。
• Char：字符类型，表示单个 Unicode 字符。

2. 列表类型（List Types）：

• []：空列表的类型。
• [a]：包含任意类型元素的列表类型。
• [Int]、[Char] 等：包含特定类型元素的列表类型。

3. 元组类型（Tuple Types）：

• (a, b)：包含两个元素的元组类型，第一个元素的类型为 a，第二个元素的类型为 b。
• (Int, Char)、(Double, Double, Double) 等：具体类型的元组类型。

4. 自定义数据类型（Custom Data Types）：

• data 关键字用于定义新的数据类型。
• type 关键字用于定义类型别名。
• 自定义数据类型可以是代数数据类型（Algebraic Data Types），包括枚举类型、记录类型和联合类型。
• 例如：

  data Color = Red | Green | Blue  -- 枚举类型
  data Person = Person String Int   -- 记录类型
  data Maybe a = Nothing | Just a   -- 联合类型
  

5. 类型参数化（Parameterized Types）：

• 数据类型可以是参数化的，允许在定义类型时使用类型变量。
• 例如：

  data Maybe a = Nothing | Just a   -- Maybe 类型是参数化的，a 是类型变量
  

6. 类型类（Type Classes）：

• 类型类是一组相关的类型的接口，定义了一组共同的操作。
• 类型类约束了某个类型必须实现的方法。
• 例如：

  class Eq a where(==) :: a -> a -> Bool
  

7. 新型数据类型（Newtype）：

• 使用 newtype 关键字定义的数据类型，通常用于封装现有类型，提供更严格的类型检查。
• 例如：

  newtype Meter = Meter Double