поиска корней уравнения методом деления пополам. Если функция f непрерывна и в двух точках a и b
( a < b) значения функции имеют разные знаки, то это говорит о том, что где-то на отрезке [ a, b] урав-
нение f( x) = 0 имеет решение. Мы можем найти его так. Посмотрим какой знак у значения функции в
середине отрезка. Если значение равно нулю, то нам повезло и мы нашли решение, если нет, то из двух
концов отрезка выбрем тот, у которого знак значения функции f отличается от знака значения в сере-
дине отрезка. Далее повторим эту процедуру на новом отрезке. И так пока мы не найдём корень или
отрезок не стянется в точку. Внутри функции выделите память под концы отрезка и последовательно
изменяйте их внутри типа ST.
Упражнения | 125
Глава 8
IO
Пока мы не написали ещё ни одной программы, которой можно было бы пользоваться вне интерпретато-
ра. Предполагается, что программа как-то взаимодействует с пользователем (ожидает ввода с клавиатуры)
и изменяет состояние компьютера (выводит сообщения на экран, записывает данные в файлы). Но пока что
мы не знаем как взаимодействовать с окружающим миром.
Самое время узнать! Сначала мы посмотрим какие проблемы связаны с реализацией взаимодействия с
пользователем. Как эти проблемы решаются в Haskell. Потом мы научимся решать несколько типичных задач,
связанных с вводом/выводом.
8.1 Чистота и побочные эффекты
Когда мы определяем новые функции или константы мы лишь даём новые имена комбинациям значений.
В этом смысле у нас ничего не изменяется. По-другому это называется функциональной чистотой (referential
transparency). Это свойство говорит о том, что мы свободно можем заменить в тексте программы любой
синоним на его определение и это никак не скажется на результате.
Функция является чистой, если её выход зависит только от её входов. В любой момент выполнения про-
граммы для одних и тех же входов будет один и тот же выход. Это свойство очень ценно. Оно облегчает
понимание поведения функции. Оно говорит о том, что функция может зависеть от других функций толь-
ко явно. Если мы видим, что другая функция используется в данной функции, то она используется в этой
функции. У нас нет таинственных глобальных переменных, в которые мы можем записывать данные из од-
ной функции и читать их с помощью другой. Мы вообще не можем ничего записывать и ничего читать. Мы
не можем изменять состояния, мы можем лишь давать новые имена или строить новые выражения из уже
существующих.
Но в этот статичный мир описаний не вписывается взаимодействие с пользователем. Предположим, что
мы хотим написать такую программу: мы набираем на клавиатуре имя файла, нажимаем Enter и программа
показывает на экране содержимое этого файла, затем мы набираем текст, нажимаем Enter и текст дописыва-
ется в конец файла, файл сохраняется. Это описание предполагает упорядоченность действий. Мы не можем
сначала сохранить текст, затем прочитать обновления. Тогда текст останется прежним.
Ещё один пример. Предположим у нас есть функция getChar, которая читает букву с клавиатуры. И
функция print, которая выводит строку на экран И посмотрим на такое выражение:
let c = getChar
in
print $ c : c : []
О чём говорит это выражение? Возможно, прочитай с клавиатуры букву и выведи её на экран дважды.
Но возможен и другой вариант, если в нашем языке все определения это синонимы мы можем записать это
выражение так:
print $ getChar : getChar : []
Это выражение уже говорит о том, что читать с клавиатуры необходимо дважды! А ведь мы сделали обыч-
ное преобразование, заменили вхождения синонима на его определение, но смысл изменился. Взаимодей-
ствие с пользователем нарушает чистоту функций, нечистые функции называются функциями с побочными
эффектами.
Как быть? Можно ли внести в мир описаний порядок выполнения, сохранив преимущества функциональ-
ной чистоты? Долгое время этот вопрос был очень трудным для чистых функциональных языков. Как можно
пользоваться языком, который не позволяет сделать такие базовые вещи как ввод/вывод?
126 | Глава 8: IO
8.2 Монада IO
Где-то мы уже встречались с такой проблемой. Когда мы говорили о типе ST и обновлении значений. Там
тоже были проблемы порядка вычислений, нам удалось преодолеть их с помощью скрытой передачи фиктив-