Haskell中的模式匹配如何使用？

模式匹配是 Haskell 中的一种强大特性，用于检查数据结构并从中提取值。以下是一些常见的模式匹配用法示例：

函数定义中的模式匹配

-- 定义一个计算阶乘的函数

factorial :: Integer -> Integer

factorial 0 = 1

factorial n = n * factorial (n - 1)

列表模式匹配

-- 计算列表的长度

length' :: [a] -> Int

length' [] = 0

length' (_:xs) = 1 + length' xs

元组模式匹配

-- 解构元组

addPairs :: (Int, Int) -> (Int, Int) -> (Int, Int)

addPairs (a, b) (c, d) = (a + c, b + d)

case 表达式中的模式匹配

-- 使用 case 表达式进行模式匹配

describeList :: [a] -> String

describeList xs = case xs of

  [] -> "The list is empty."

  [x] -> "The list has one element."

  _ -> "The list has multiple elements."

where 子句中的模式匹配

-- 使用 where 子句进行模式匹配

headAndTail :: [a] -> (a, [a])

headAndTail xs = (head xs, tail xs)

  where

    head (x:_) = x

    tail (_:xs) = xs

let 表达式中的模式匹配

-- 使用 let 表达式进行模式匹配

letExample :: (Int, Int)

letExample = let (a, b) = (1, 2) in (a + b, a - b)

数据类型中的模式匹配

-- 定义一个简单的二叉树数据类型

data Tree a = Empty | Node a (Tree a) (Tree a)

-- 计算二叉树的深度

treeDepth :: Tree a -> Int

treeDepth Empty = 0

treeDepth (Node _ left right) = 1 + max (treeDepth left) (treeDepth right)

通过这些示例，我们可以看到 Haskell 中模式匹配的多种用法。模式匹配使得代码更加简洁和易读，同时也增强了类型安全性。