[Haskell] #6 syntax-in-functions (1)

안녕하세요. Lemon Kim 입니다 🍋

 

오늘은 드디어!! 함수에서 pattern matching, guard와 where, let, case문을 통해서 반복을 하거나, if-else문을 대치해서 함수를 짧게 만드는 법을 배울 수 있었어요. 이 다음 장인 재귀를 배우고 나면, 그래도 HackerRank의 기본적인 문제들을 푸는 것이 가능해 질 거에요.

 

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2020/01/20 - [공부/함수형 프로그래밍] - [Haskell] #5 Type (2)

 

영어 원문은 여기 http://learnyouahaskell.com/syntax-in-functions

 

 

목차

 

1. pattern matching

1. Non-Exaustive와 순서
2. Factorial 구현으로 알아보는 재귀
3. 리스트, 튜플과 패턴 매칭

 

2. guard, where

3. let

4. case

 

오늘 다룰 내용은 1번 pattern matching 이에요! (왜 나누었냐 하면... 오늘도 정리할 내용이 너무 많아져서...)

1. pattern matching

패턴 매칭을 사용해서, 특정한 상황을 미리 정의해서 먼저 앞에 적어두고, 나머지는 x 등의 변수를 이용해서 함수를 정의해줄 수 있습니다.

 

예를 들어서, 책에서 나온 예제처럼 입력이 7일 때는 "lucky seven"을, 나머지는 "Oh, you're out of luck" 을 출력하는 것처럼 간단한 것도 가능합니다.

 

lucky :: (Integral a) => a -> String  //함수 선언

lucky 7 = "LUCKY NUMBER SEVEN!" 
//여기부터 함수 body 입니다. 7에 대한 특정 상황을 보여주네요!

lucky x = "Sorry, you're out of luck, pal!"
// 나머지는 변수 x가 담당합니다. 

 

 

1. Non-Exaustive와 순서

 

범위가 존재하는 Char 등의 경우에,  모든 경우를 대응해 주지 않은 경우, 대응하지 않은 케이스의 입력이 들어오면 오류가 발생합니다.

 

아래 예를 보죠!

sayHi :: Char -> String
sayHi 'a' = "Hello, " ++ "Ain"
sayHi 'b' = "Hello, " ++ "Benjamin"
sayHi 'c' = "Hello, " ++ "Carmen"

sayHi 'a'
=>Hello, Ain

sayHi 'l' //없는 케이스죠? 

*** Exception: main.hs:(7,1)-(9,33): Non-exhaustive patterns in function sayHi

exhaustive는 모든 경우를 의미한다고 해요. (링크는 미리엄 웹스터 사전 정의로)

 

이를 해결하려면, 아래 코드에 x 등의 변수를 넣어서 모든 경우를 대비해주면 되겠죠?

 

sayHi :: Char -> String

sayHi 'a' = "Hello, " ++ "Ain"

sayHi 'b' = "Hello, " ++ "Benjamin"

sayHi 'c' = "Hello, " ++ "Carmen" 

sayHi x = "Hello, strange. what's your name?" //모든 경우에 대해서 추가해 주었어요!


sayHi 'a'

=> Hello, Ain


sayHi 'l' //없는 케이스죠? 

=> Hello, strange. what's your name? //이제 잘 나오네요

 

그리고 두 번째로, 패턴 매칭은 위에서 부터 순서대로 일어납니다. 순서가 중요해요.

 

sayHi :: (Integral a) => a -> String
sayHi x = "hi, stranger!"
sayHi 1 = "hi, 1"

sayHi 1
=> hi, stranger!

 

원래는 "hi, 1"이 나와야 하겠지만, "hi, stranger"가 대신 출력됩니다. 

 

패턴매칭이 순서대로 일어나서 생기는 현상입니다. 

위처럼 x가 모든 것을 대신할 수 있는 경우, 실행은 되지만 아래 같은 warning을 출력하네요.

 

main.hs:3:1: warning: [-Woverlapping-patterns] Pattern match is redundant In an equation for ‘sayHi’: sayHi 1 = ... | 3 | sayHi 1 = "hi, 1" | ^^^^^^^^^^^^^^^^^ 

 

2. Factorial 구현으로 알아보는 재귀

 

패턴 매칭으로 재귀를 구현 할 수 있습니다. 

 

Factorial의 정의를 잠시 생각해볼까요?

 

factorial (0) = 1
factorial (n) = n * factorial(n - 1) 

 

위의 문자를 패턴 매칭으로 그대로 옮길 수 있습니다.

myFactorial :: (Integral a) => a -> a
myFactorial 0 = 1
myFactorial n = n * myFactorial (n-1) //이를 통해서 factorial을 n 번 반복할 수 있습니다.


myFactorial 3 => 6
myFactorial 0 => 1

 

이를 응용해, 반복문을 구현할 수 있겠넹요.

 

 

3. 리스트, 튜플과 패턴 매칭

당연히 기본 타입인 튜플, 리스트에서도 사용할 수 있습니다. 예제는 위의 링크의 교재에서 갖고 왔습니다.

 

튜플에서 사용하기

addVectors :: (Num a) => (a, a) -> (a, a) -> (a, a)  
addVectors a b = (fst a + fst b, snd a + snd b)  

//위의 함수를 아래처럼 패턴 매칭을 사용해 변경할 수 있습니다.


addVectors :: (Num a) => (a, a) -> (a, a) -> (a, a)  
addVectors (x1, y1) (x2, y2) = (x1 + x2, y1 + y2)   

 

리스트에서 사용하기

head' :: [a] -> a  
head' [] = error "Can't call head on an empty list, dummy!"  //빈 리스트의 경우를 패턴 매칭을 활용해 처리하고 있습니다.
head' (x:_) = x   //빈 리스트가 아닌 나머지 경우.

리스트에서 패턴 매칭을 사용할 때, : 연산자를 사용해서, x:y:z:[] 등의 형태로, 들어오는 리스트의 갯수를 패턴 매칭으로 제한하거나 활용할 수 있습니다. 

 

책에서는 이 활용을 특히 재귀 함수를 구현 할 때, 많이 사용한다고 하는데요, 아마 다음 장에 나오지 않을까 싶네요!

tell :: (Show a) => [a] -> String  
tell [] = "The list is empty"  
tell (x:[]) = "The list has one element: " ++ show x  
tell (x:y: []) = "The list has two elements: " ++ show x ++ " and " ++ show y  
tell (x:y:_) = "This list is long. The first two elements are: " ++ show x ++ " and " ++ show y  

 

오늘은 여기까지에요! 다음 시간에는 guard와 where를 사용하는 법을 정리해보도록 할게요.

 

오늘 고생 많으셨어요. 좋은 하루 되시길 바랍니다 :)

 

 

 

 

+ 보너스 : 파일을 직접 컴파일해서 main 함수에서 출력 할 때 주의할 점. putStrLn을 쓰면 show 등으로 문자열로 바꾸어주자.

 

공부도 할 겸 main 파일로 만들어서 컴파일 하니까 계속 안되서... 엄청 답답해 하다 해결해서 남깁니다.

 

문제가 된 main 파일

myFactorial :: (Integral a) => a -> a
myFactorial 0 = 1
myFactorial n = n * myFactorial (n-1)

main = do
      putStrLn (myFactorial 3)

에러 메시지

main.hs:27:13: error: • No instance for (Integral String) arising from a use of ‘myFactorial’ • In the first argument of ‘putStrLn’, namely ‘(myFactorial 3)’

 

계속 이렇게 안 되길래... 도대체 뭐가 문제지?!? 하다가 나머지 예제서 putStrLn은 모두 String을 인자로 받고 있으니... 설마...하고 

show 함수를 사용했더니... 해결...

 

해결한 main 파일

//위와 내용은 같아요... just show만 추가...
putStrLn (show(myFactorial 3))

 

혹시라도 main에서 출력해야하는 알고리즘 문제를 풀고 계시거나 main 문을 사용하시는 분들은 참고해주세요...ㅎㅎ...