C++模版編程實(shí)現(xiàn)Haskell的函數(shù)模式匹配特性[圖]

C++模版編程實(shí)現(xiàn)Haskell的函數(shù)模式匹配特性[圖]：
大神 Bartosz Milewski 在2009年寫(xiě)了一篇文章《What Does Haskell Have to Do with C++?》，使用C++實(shí)現(xiàn)Haskell函數(shù)式編程語(yǔ)言的一些特性?！緜魉烷T(mén)在文末】
其中有這樣一段例子：
// code 1
1.template<int n>class fact {
2.public:

3. staticconstint value = n * fact<n -1>::value;
   4.};

4. 6.template<>class fact<0>{// specialization for n = 0
   7.public:

5. staticconstint value =1;
   9.};
   注：原文中使用的是struct關(guān)鍵字，這里改為class并加上了public
   我猜，你沒(méi)看懂。沒(méi)關(guān)系，我們先跳過(guò)上面這一段有著【令人恐怖的語(yǔ)法】的C++模版代碼。
   上面的例子想干嘛呢？其實(shí)它只是想計(jì)算n的階乘。
   
   如果你在C語(yǔ)言里面學(xué)過(guò)遞歸，應(yīng)該知道下面這段計(jì)算階乘的遞歸函數(shù)
   // code 2
   int fact(int n){
   if(0== n )
   return1; //0階問(wèn)題答案。0! 等于1
   else
   return( n fact( n -1)); //問(wèn)題降階：n階->n-1階
   }
   它的效果就等于下面的代碼
   // code 3
   int fact2(int n){ // 用 for 循環(huán)計(jì)算階乘
   int p =1;
   for(int i=n; i >=1; i--)
   p = i;
   return p;
   }
   那么，第一段代碼（code1）與第二段代碼（code2）的區(qū)別在哪里呢？
   區(qū)別在于，code1是在編譯時(shí)（由編譯器）計(jì)算的，code2是在運(yùn)行時(shí)（就是代碼運(yùn)行的時(shí)候）計(jì)算的。
   現(xiàn)在來(lái)解釋一下code1 （部分根據(jù)Bartosz Milewski文中的說(shuō)法）
   // code 1
   / 第1行代碼聲明了一個(gè)類模版 fact。
   這個(gè)模版接受一個(gè)“非類型參數(shù)”n，
   n是整數(shù)。
   /
   1.template<int n>class fact {
   2.public:
   / 第3行代碼聲明了一個(gè)靜態(tài)整型常量
   成員 value。而 value 的值是使用
   遞歸模版表示的
   /
6. staticconstint value = n * fact<n -1>::value;
   4.};

7. / 第6行代碼是“特化”類模版fact，
   也就是顯式地給出某種類型參數(shù)的
   類模板的一個(gè)實(shí)例的代碼，而非由
   編譯器生成。
   在這里，是給出了參數(shù)n為0時(shí)模板
   fact的代碼。這樣，編譯器不會(huì)再
   根據(jù)類模版fact生成n=0時(shí)的代碼
   關(guān)于模版特化，詳見(jiàn)文末鏈接
   /
   6.template<>class fact<0>{// specialization for n = 0
   7.public:

8. static const int value = 1;
9. };
   / 根據(jù)C++規(guī)范，模版特化的代碼必須
   放到模版聲明之后。
   因此上面的代碼看上去好像先處理了
   由n階到n-1階的降階問(wèn)題，然后再給
   出了0階的解答
   這可不像code2。code2中有if/else，
   因此可以把降階代碼與0階解答代碼調(diào)
   換先后次序（當(dāng)然if條件得改）。
   /
   那么這個(gè)用模版計(jì)算階乘的代碼（類？）該怎么用呢？如下：
   cout <<"Factorial of 0 = "<< fact<0>::value << endl;
   其中，C++編譯器會(huì)為“fact<0>::value”這個(gè)調(diào)用匹配最合適的模版代碼，也就是code1中的第6-9行代碼。
   如果用非零參數(shù)調(diào)用呢？
   cout <<"Factorial of 8 = "<< fact<8>::value << endl;
   其中，C++編譯器會(huì)為“fact<8>::value”這個(gè)調(diào)用匹配code1中的第1-4行代碼。
   前面blahblhaaaaaaaaaaaah講了一大堆，其實(shí)都不是正經(jīng)事兒。
   正經(jīng)是下面的Haskell代碼：
   //code 4
10. fact 0=1
11. fact n = n * fact (n -1)
    上面兩行代碼定義了函數(shù)fact。fact是函數(shù)名，fact的后面、等號(hào)的前面是函數(shù)的參數(shù)。等號(hào)后面是函數(shù)體，函數(shù)體的計(jì)算結(jié)果就是fact函數(shù)的返回值。

    當(dāng)程序員調(diào)用【fact 8】的時(shí)候（參數(shù)是8，因?yàn)镠askell函數(shù)調(diào)用一般不像C++那樣給參數(shù)加括號(hào)），Haskell會(huì)將之匹配到上面代碼的第2行。誰(shuí)動(dòng)了我的奶酪讀書(shū)筆記（http://www.simayi.net/dushubiji/6208.html）摘抄好詞好句及感悟賞析，這種參數(shù)匹配，是Haskell特有的函數(shù)聲明與調(diào)用方式。

    所以前面的code1中C++模版代碼，就是在模仿 code4 中的Haskell代碼。
    下面給出一個(gè)完整的Haskell程序
    moduleFactwhere
    importSystem.IO
    fact::Integer->Integer
    fact0=1
    fact n = n * fact (n-1)
    main::IO()
    main=do
    putStrLn $"8! = "++ show (fact 8)
    putStrLn $"88! = "++ show (fact 88)
    上面的代碼輸出結(jié)果是：
    8! = 40320
    88! =185482642257398439114796845645546284380220968949399346684421580986889562184028199319100141244804501828416633516851200000000000000000000
    Haskell對(duì)C++說(shuō)：我能算88!，你行嗎？
    C++說(shuō)：你欺負(fù)人！