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A  Standard Prelude

In this appendix the entire Haskell prelude is given. It is organized into a root module and three sub-modules. Primitives that are not definable in Haskell , indicated by names starting with prim, are defined in a system dependent manner in module PreludeBuiltin and are not shown here. Instance declarations that simply bind primitives to class methods are omitted. Some of the more verbose instances with obvious functionality have been left out for the sake of brevity.

Declarations for special types such as Integer, (), or (->) are included in the Prelude for completeness even though the declaration may be incomplete or syntactically invalid.


module Prelude (
    module PreludeList, module PreludeText, module PreludeIO,
    Bool(False, True),
    Maybe(Nothing, Just),
    Either(Left, Right),
    Ordering(LT, EQ, GT),
    Char, String, Int, Integer, Float, Double, IO, Void,
    Ratio, Rational, 
--  List type: []((:), [])
--  Tuple types: (,), (,,), etc.
--  Trivial type: ()
--  Functions: (->)
    Eq((==), (/=)),
    Ord(compare, (<), (<=), (>=), (>), max, min),
    Enum(toEnum, fromEnum, enumFrom, enumFromThen,
         enumFromTo, enumFromThenTo),
    Bounded(minBound, maxBound),
    Eval(seq, strict),
    Num((+), (-), (*), negate, abs, signum, fromInteger),
    Real(toRational),
    Integral(quot, rem, div, mod, quotRem, divMod, toInteger),
    Fractional((/), recip, fromRational),
    Floating(pi, exp, log, sqrt, (**), logBase, sin, cos, tan,
             asin, acos, atan, sinh, cosh, tanh, asinh, acosh, atanh),
    RealFrac(properFraction, truncate, round, ceiling, floor),
    RealFloat(floatRadix, floatDigits, floatRange, decodeFloat,
              encodeFloat, exponent, significand, scaleFloat, isNaN,
              isInfinite, isDenormalized, isIEEE, isNegativeZero),
    Monad((>>=), (>>), return),
    MonadZero(zero),
    MonadPlus((++)),
    Functor(map),
    succ, pred,
    mapM, mapM_, guard, accumulate, sequence, filter, concat, applyM,
    maybe, either,
    (&&), (||), not, otherwise,
    subtract, even, odd, gcd, lcm, (^), (^^), 
    fromIntegral, fromRealFrac, atan2,
    fst, snd, curry, uncurry, id, const, (.), flip, ($), until,
    asTypeOf, error, undefined ) where

import PreludeBuiltin  -- Contains all `prim' values
import PreludeList
import PreludeText
import PreludeIO
import Ratio(Ratio, Rational, (%), numerator, denominator)

infixr 9  .
infixr 8  ^, ^^, **
infixl 7  *, /, `quot`, `rem`, `div`, `mod`
infixl 6  +, -
infixr 5  :, ++
infix  4  ==, /=, <, <=, >=, >
infixr 3  &&
infixr 2  ||
infixl 1  >>, >>=
infixr 0  $, `seq`

-- Standard types, classes, instances and related functions

-- Equality and Ordered classes


class  Eq a  where
    (==), (/=)       :: a -> a -> Bool

    x /= y           =  not (x == y)


class  (Eq a) => Ord a  where
    compare          :: a -> a -> Ordering
    (<), (<=),
    (>=), (>)        :: a -> a -> Bool
    max, min         :: a -> a -> a

-- An instance of Ord should define either compare or <=
-- Using compare can be more efficient for complex types.
    compare x y
         | x == y    =  EQ
         | x <= y    =  LT
         | otherwise =  GT

    x <= y           =  compare x y /= GT
    x <  y           =  compare x y == LT
    x >= y           =  compare x y /= LT
    x >  y           =  compare x y == GT

-- note that (min x y, max x y) = (x,y) or (y,x)
    max x y 
         | x >= y    =  x
         | otherwise =  y
    min x y
         | x <  y    =  x
         | otherwise =  y

-- Enumeration and Bounded classes


class  Enum a  where
    toEnum           :: Int -> a
    fromEnum         :: a -> Int
    enumFrom         :: a -> [a]             -- [n..]
    enumFromThen     :: a -> a -> [a]        -- [n,n'..]
    enumFromTo       :: a -> a -> [a]        -- [n..m]
    enumFromThenTo   :: a -> a -> a -> [a]   -- [n,n'..m]

    enumFromTo x y   =  map toEnum [fromEnum x .. fromEnum y]
    enumFromThenTo x y z = 
                        map toEnum [fromEnum x, fromEnum y .. fromEnum z]


succ, pred           :: Enum a => a -> a
succ                 =  toEnum . (+1) . fromEnum
pred                 =  toEnum . (subtract 1) . fromEnum


class  Bounded a  where
    minBound         :: a
    maxBound         :: a

-- Numeric classes


class  (Eq a, Show a, Eval a) => Num a  where
    (+), (-), (*)    :: a -> a -> a
    negate           :: a -> a
    abs, signum      :: a -> a
    fromInteger      :: Integer -> a

    x - y            =  x + negate y


class  (Num a, Ord a) => Real a  where
    toRational       ::  a -> Rational


class  (Real a, Enum a) => Integral a  where
    quot, rem        :: a -> a -> a   
    div, mod         :: a -> a -> a
    quotRem, divMod  :: a -> a -> (a,a)
    toInteger        :: a -> Integer

    n `quot` d       =  q  where (q,r) = quotRem n d
    n `rem` d        =  r  where (q,r) = quotRem n d
    n `div` d        =  q  where (q,r) = divMod n d
    n `mod` d        =  r  where (q,r) = divMod n d
    divMod n d       =  if signum r == - signum d then (q-1, r+d) else qr
                        where qr@(q,r) = quotRem n d


class  (Num a) => Fractional a  where
    (/)              :: a -> a -> a
    recip            :: a -> a
    fromRational     :: Rational -> a

    recip x          =  1 / x


class  (Fractional a) => Floating a  where
    pi               :: a
    exp, log, sqrt   :: a -> a
    (**), logBase    :: a -> a -> a
    sin, cos, tan    :: a -> a
    asin, acos, atan :: a -> a
    sinh, cosh, tanh :: a -> a
    asinh, acosh, atanh :: a -> a

    x ** y           =  exp (log x * y)
    logBase x y      =  log y / log x
    sqrt x           =  x ** 0.5
    tan  x           =  sin  x / cos  x
    tanh x           =  sinh x / cosh x


class  (Real a, Fractional a) => RealFrac a  where
    properFraction   :: (Integral b) => a -> (b,a)
    truncate, round  :: (Integral b) => a -> b
    ceiling, floor   :: (Integral b) => a -> b

    truncate x       =  m  where (m,_) = properFraction x
    
    round x          =  let (n,r) = properFraction x
                            m     = if r < 0 then n - 1 else n + 1
                          in case signum (abs r - 0.5) of
                                -1 -> n
                                0  -> if even n then n else m
                                1  -> m
    
    ceiling x        =  if r > 0 then n + 1 else n
                        where (n,r) = properFraction x
    
    floor x          =  if r < 0 then n - 1 else n
                        where (n,r) = properFraction x


class  (RealFrac a, Floating a) => RealFloat a  where
    floatRadix       :: a -> Integer
    floatDigits      :: a -> Int
    floatRange       :: a -> (Int,Int)
    decodeFloat      :: a -> (Integer,Int)
    encodeFloat      :: Integer -> Int -> a
    exponent         :: a -> Int
    significand      :: a -> a
    scaleFloat       :: Int -> a -> a
    isNaN, isInfinite, isDenormalized, isNegativeZero, isIEEE
                     :: a -> Bool

    exponent x       =  if m == 0 then 0 else n + floatDigits x
                        where (m,n) = decodeFloat x

    significand x    =  encodeFloat m (- floatDigits x)
                        where (m,_) = decodeFloat x

    scaleFloat k x   =  encodeFloat m (n+k)
                        where (m,n) = decodeFloat x

-- Numeric functions


subtract         :: (Num a) => a -> a -> a
subtract         =  flip (-)


even, odd        :: (Integral a) => a -> Bool
even n           =  n `rem` 2 == 0
odd              =  not . even


gcd              :: (Integral a) => a -> a -> a
gcd 0 0          =  error "Prelude.gcd: gcd 0 0 is undefined"
gcd x y          =  gcd' (abs x) (abs y)
                    where gcd' x 0  =  x
                          gcd' x y  =  gcd' y (x `rem` y)


lcm              :: (Integral a) => a -> a -> a
lcm _ 0          =  0
lcm 0 _          =  0
lcm x y          =  abs ((x `quot` (gcd x y)) * y)


(^)              :: (Num a, Integral b) => a -> b -> a
x ^ 0            =  1
x ^ n | n > 0    =  f x (n-1) x
                    where f _ 0 y = y
                          f x n y = g x n  where
                                    g x n | even n  = g (x*x) (n `quot` 2)
                                          | otherwise = f x (n-1) (x*y)
_ ^ _            = error "Prelude.^: negative exponent"


(^^)             :: (Fractional a, Integral b) => a -> b -> a
x ^^ n           =  if n >= 0 then x^n else recip (x^(-n))


fromIntegral     :: (Integral a, Num b) => a -> b
fromIntegral     =  fromInteger . toInteger


fromRealFrac     :: (RealFrac a, Fractional b) => a -> b
fromRealFrac     =  fromRational . toRational


atan2            :: (RealFloat a) => a -> a -> a
atan2 y x        =  case (signum y, signum x) of
                         ( 0, 1) ->  0
                         ( 1, 0) ->  pi/2
                         ( 0,-1) ->  pi
                         (-1, 0) -> -pi/2
                         ( _, 1) ->  atan (y/x)
                         ( _,-1) ->  atan (y/x) + pi
                         ( 0, 0) ->  error "Prelude.atan2: atan2 of origin"


-- Monadic classes


class  Functor f  where
    map              :: (a -> b) -> f a -> f b


class  Monad m  where
    (>>=)            :: m a -> (a -> m b) -> m b
    (>>)             :: m a -> m b -> m b
    return           :: a -> m a

    m >> k           =  m >>= \_ -> k


class  (Monad m) => MonadZero m  where
    zero             :: m a


class  (MonadZero m) => MonadPlus m  where
    (++)             :: m a -> m a -> m a


accumulate       :: Monad m => [m a] -> m [a] 
accumulate       =  foldr mcons (return [])
                    where mcons p q = p >>= \x -> q >>= \y -> return (x:y)


sequence         :: Monad m => [m a] -> m () 
sequence         =  foldr (>>) (return ())


mapM             :: Monad m => (a -> m b) -> [a] -> m [b]
mapM f as        =  accumulate (map f as)


mapM_            :: Monad m => (a -> m b) -> [a] -> m ()
mapM_ f as       =  sequence (map f as)


guard            :: MonadZero m => Bool -> m ()
guard p          =  if p then return () else zero

-- This subsumes the list-based filter function.


filter           :: MonadZero m => (a -> Bool) -> m a -> m a
filter p         =  applyM (\x -> if p x then return x else zero)

-- This subsumes the list-based concat function.


concat           :: MonadPlus m => [m a] -> m a
concat           =  foldr (++) zero
 

applyM           :: Monad m => (a -> m b) -> m a -> m b
applyM f x       =  x >>= f


-- Eval Class


class  Eval a  where
    seq              :: a -> b -> b
    strict           :: (a -> b) -> a -> b
    strict f x       =  x `seq` f x


-- Trivial type


data  ()  =  ()  deriving (Eq, Ord, Enum, Bounded)

-- Function type


data a -> b  -- No constructor for functions is exported.

-- identity function

id               :: a -> a
id x             =  x

-- constant function

const            :: a -> b -> a
const x _        =  x

-- function composition

(.)              :: (b -> c) -> (a -> b) -> a -> c
f . g            =  \ x -> f (g x)

-- flip f  takes its (first) two arguments in the reverse order of f.

flip             :: (a -> b -> c) -> b -> a -> c
flip f x y       =  f y x

-- right-associating infix application operator (useful in continuation-
-- passing style)

($)              :: (a -> b) -> a -> b
f $ x            =  f x

-- Empty type


data Void      -- No constructor for Void is exported.  Import/Export
               -- lists must use Void instead of Void(..) or Void()

-- Boolean type


data  Bool  =  False | True     deriving (Eq, Ord, Enum, Read, Show, Bounded)

-- Boolean functions


(&&), (||)       :: Bool -> Bool -> Bool
True  && x       =  x
False && _       =  False
True  || _       =  True
False || x       =  x
  

not              :: Bool -> Bool
not True         =  False
not False        =  True


otherwise        :: Bool
otherwise        =  True


-- Character type


data Char = ... 'a' | 'b' ... -- 2^16 unicode values


instance  Eq Char  where
    c == c'          =  fromEnum c == fromEnum c'


instance  Ord Char  where
    c <= c'          =  fromEnum c <= fromEnum c'


instance  Enum Char  where
    toEnum           =  primIntToChar
    fromEnum         =  primCharToInt
    enumFrom c       =  map toEnum [fromEnum c .. fromEnum (maxBound::Char)]
    enumFromThen c c' = [fromEnum c, fromEnum c' .. fromEnum lastChar]
                         where lastChar :: Char
                               lastChar | c' < c    = minBound
                                        | otherwise = maxBound


instance  Bounded Char  where
    minBound            =  '\0'
    maxBound            =  '\xffff'


type  String = [Char]


-- Maybe type


data  Maybe a  =  Nothing | Just a      deriving (Eq, Ord, Read, Show)


maybe              :: b -> (a -> b) -> Maybe a -> b
maybe n f Nothing  =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
maybe n f (Just Ep; =  n
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