هاسکل یک زبان برنامهنویسی با نوعدهی ایستا و کاملاً تابعی است که به خاطر بیانگری و استحکامش شناخته شده است. این زبان بر استفاده از توابع ریاضی و عدم تغییرپذیری تأکید دارد و به توسعهدهندگان این امکان را میدهد که کدهای مختصر و واضحتری بنویسند. هاسکل به گونهای طراحی شده است که توسعه برنامههای بزرگ مقیاس را تسهیل کند و در عین حال سطح بالایی از انتزاع را حفظ کند. این زبان به ویژه برای وظایفی که شامل الگوریتمهای پیچیده، تحلیل داده و برنامهنویسی همزمان است، به خاطر سیستم نوع قدرتمند و ارزیابی تنبلش بسیار مناسب است.
هاسکل در اواخر دهه 1980 به عنوان یک زبان برنامهنویسی استاندارد و متنباز به منظور یکپارچهسازی چندین زبان تابعی موجود، از جمله میراندا و ML، تصور شد. این زبان به نام هاسکل کوری، ریاضیدان و منطقدان، نامگذاری شد که کار او در منطق ترکیبی پایهگذار برنامهنویسی تابعی بود.
تلاشهای اولیه منجر به ایجاد اولین نسخه، هاسکل 1.0، در سال 1990 شد. در سالهای بعد، گسترشها و بهبودهای مختلفی معرفی شد و استاندارد هاسکل 98 در سال 1999 منتشر گردید. این استانداردسازی به منظور ایجاد یک پایه پایدار برای اکوسیستم کتابخانه در حال رشد و تسهیل پذیرش گستردهتر در هر دو حوزه دانشگاه و صنعت بود.
امروز، هاسکل به یک زبان چندمنظوره بالغ تبدیل شده است که به طور گستردهای در دانشگاه، صنعت و تحقیق استفاده میشود. با توسعه ابزارهایی مانند GHC (کامپایلر هاسکل گلاسگو) و کتابخانههایی مانند پلتفرم هاسکل، جامعه پشتیبانی گستردهای برای برنامههای مختلف، به ویژه در زمینههایی مانند علم داده، مالی و توسعه وب فراهم کرده است.
هاسکل از مجموعهای از زبانهای تابعی و پارادایمها الهام میگیرد و ایدههایی از زبانهایی مانند لیسپ و ML را در بر میگیرد. همچنین ریشههای مشترکی با زبانهایی مانند ارلنگ و اسکالا دارد، به ویژه در جنبههای برنامهنویسی تابعی. سیستم نوع هاسکل بر زبانهایی مانند راست و سوئیفت تأثیر گذاشته است که عناصر برنامهنویسی تابعی را در کنار پارادایمهای دستوری گنجاندهاند.
هاسکل از یک سیستم نوعدهی ایستای قوی استفاده میکند که نوعها را در زمان کامپایل بررسی میکند. این رویکرد خطاهای زمان اجرا را به حداقل میرساند و قابلیت اطمینان کد را افزایش میدهد.
add :: Int -> Int -> Int
add x y = x + y
هاسکل میتواند نوعها را به طور خودکار استنتاج کند و این امکان را برای اعلام توابع مختصر فراهم میآورد در حالی که ایمنی نوع را حفظ میکند.
square x = x * x
استراتژی ارزیابی هاسکل تنبل است، به این معنی که عبارات تا زمانی که واقعاً به مقادیرشان نیاز نباشد، ارزیابی نمیشوند و این امکان را برای ساختارهای داده نامتناهی و بهبود عملکرد در برخی سناریوها فراهم میکند.
ones :: [Int]
ones = 1 : ones -- ایجاد یک لیست نامتناهی از 1ها
توابع در هاسکل به عنوان شهروندان درجه یک محسوب میشوند، به این معنی که میتوان آنها را به عنوان آرگومانها منتقل کرد، از توابع دیگر بازگرداند و در ساختارهای داده ذخیره کرد.
applyTwice f x = f (f x)
تطابق الگو یک روش مختصر برای تجزیه دادهها فراهم میکند و کد را خواناتر و نوشتن آن را آسانتر میکند.
describeList :: [a] -> String
describeList [] = "لیست خالی است."
describeList [x] = "لیست یک عنصر دارد."
describeList xs = "لیست چندین عنصر دارد."
تمام دادهها در هاسکل غیرقابل تغییر هستند، به این معنی که پس از ایجاد نمیتوانند تغییر کنند. این امر سبک برنامهنویسی اعلامی را تشویق میکند و از عوارض جانبی جلوگیری میکند.
x = 5
-- x = x + 1 -- این باعث ایجاد خطا میشود
هاسکل از موناها برای مدیریت عوارض جانبی و مدیریت حالت استفاده میکند و یک انتزاع قدرتمند برای توالی محاسبات فراهم میآورد.
import Control.Monad
main = do
putStrLn "نام خود را وارد کنید:"
name <- getLine
putStrLn ("سلام، " ++ name ++ "!")
درک لیستها امکان ساخت مختصر و خوانا از لیستها را بر اساس لیستهای موجود فراهم میکند و قابلیتهای فیلتر و نگاشت را در بر میگیرد.
evens = [x | x <- [1..10], even x] -- تولید یک لیست از اعداد زوج
هاسکل استفاده از توابع مرتبه بالاتر را تشویق میکند و به توابع این امکان را میدهد که توابع دیگر را به عنوان پارامتر بپذیرند.
map :: (a -> b) -> [a] -> [b]
map f xs = [f x | x <- xs]
کلاسهای نوع هاسکل امکان چندریختی را فراهم میکنند و به توسعهدهندگان این امکان را میدهند که رابطهای عمومی را تعریف کنند که انواع مختلف میتوانند آنها را پیادهسازی کنند.
class Eq a where
(==) :: a -> a -> Bool
GHC پرکاربردترین کامپایلر هاسکل است که یک کامپایلر بهینهسازی با عملکرد بالا و پشتیبانی گسترده از ویژگیهای هاسکل، از جمله همزمانی و موازیسازی را ارائه میدهد.
استک و کابال سیستمهای ساخت محبوبی برای مدیریت پروژههای هاسکل هستند. استک بر روی ساختهای قابل تکرار تمرکز دارد، در حالی که کابال یک سیستم مدیریت بسته انعطافپذیرتر را ارائه میدهد.
IDEهای رایج برای توسعه هاسکل شامل Visual Studio Code، IntelliJ IDEA با پلاگین هاسکل و Atom با پشتیبانی از هاسکل هستند. این IDEها ویژگیهایی مانند هایلایت سینتکس، اشکالزدایی و ادغام با GHC را فراهم میکنند.
برای ساخت یک پروژه هاسکل با استفاده از استک، معمولاً یک پروژه جدید با stack new project-name
ایجاد میکنید و سپس از stack build
برای کامپایل کد استفاده میکنید. برای کابال، فرآیند با cabal init
برای پیکربندی پروژه آغاز میشود و سپس با cabal build
ادامه مییابد.
هاسکل در حوزههای مختلفی استفاده میشود، از جمله:
هاسکل به خاطر پارادایم کاملاً تابعی، نوعدهی ایستای قوی و تنبلی خود متمایز است که با زبانهای دستوریتر مانند C++، جاوا و پایتون تضاد دارد.
برای توسعهدهندگانی که به دنبال ترجمه کد هاسکل به زبانهای دیگر هستند، ابزارهایی مانند hsc2hs
میتوانند به ادغام هاسکل با کتابخانههای C کمک کنند. ابزارهای مختلف ترجمه منبع به منبع در دسترس هستند، هرچند عمدتاً برای زبانهایی مانند C و C++ میباشند. حفظ وضوح کد و استفاده از نظرات در هاسکل میتواند فرآیند ترجمه را آسانتر کند.