translating tweaks
[lambda.git] / translating_between_OCaml_Scheme_and_Haskell.mdwn
1 [[!toc]]
2
3 The functional programming literature tends to use one of four languages: Scheme, OCaml, Standard ML (SML), or Haskell. With experience, you'll grow comfortable switching between these. At the beginning, though, it can be confusing.
4
5 The easiest translations are between OCaml and SML. These languages are both derived from a common ancestor, ML. For the most part, the differences between them are only superficial. [Here's a translation manual](http://www.mpi-sws.org/~rossberg/sml-vs-ocaml.html).
6
7 In some respects these languages are closer to Scheme than to Haskell: Scheme, OCaml and SML all default to call-by-value evaluation order, and all three have native syntax for mutation and other imperative idioms (though that's not central to their design). Haskell is different in both respects: the default evaluation order is call-by-name (strictly speaking, it's "call-by-need", which is a more efficient cousin), and the only way to have mutation or the like is through the use of monads.
8
9 On both sides, however, the non-default evaluation order can also be had by using special syntax. And in other respects, OCaml and SML are more like Haskell than they are like Scheme. For example, OCaml and SML and Haskell all permit you to declare types and those types are *statically checked*: that is, your program won't even start to be interpreted unless all the types are consistent. In Scheme, on the other hand, type-checking only happens when your program is running, and the language is generally much laxer about what it accepts as well typed. (There's no problem having a list of mixed numbers and booleans, for example... and you don't need to wrap them in any sum type to do so.)
10
11 Additionally, the syntax of OCaml and SML is superficially much closer to Haskell's than to Scheme's.
12
13 #Comments, Whitespace, and Brackets#
14
15                 -- this is a single line comment in Haskell
16
17                 {- this
18                    is a multiline
19                    comment in Haskell -}
20
21                 (* this is a single or multiline
22                    comment in OCaml *)
23
24                 ; this is a single line comment in Scheme
25
26                 #| this is a
27                    multiline comment
28                    in Scheme |#
29
30                 #;(this is
31                     (another way to
32                       (comment out (a block) (of Scheme code))))
33
34 *       Haskell is sensitive to linespace and indentation: it matters how your code is lined up. OCaml and Scheme don't care about this, though they recommend following some conventions for readability.
35
36 *       In Haskell, a block of code can be bracketed with `{` and `}`, with different expressions separated by `;`. But usually one would use line-breaks and proper indentation instead. In OCaml, separating expressions with `;` has a different meaning, having to do with how side-effects are sequenced. Instead, one can bracket a block of code with `(` and `)` or with `begin` and `end`. In Scheme, of course, every parentheses is significant.
37
38
39 #Scheme and OCaml#
40
41 *       You can [try Scheme in your web browser](http://tryscheme.sourceforge.net/). This is useful if you don't have Racket or another Scheme implementation installed---but don't expect it to have all the bells and whistles of a mature implementation!
42
43 *       **Type Variants and Pattern Matching** If you want to reproduce this kind of OCaml code:
44
45                 # type lambda_expression = Var of char | Lam of char * lambda_expression | App of lambda_expression * lambda_expression;;
46
47                 # let rec free_vars (expr : lambda_expression) : char list =
48                   match expr with
49                     | Var label -> [label]
50                     | Lam (label, body) -> remove label (free_vars body)
51                     | App (left, right) -> merge (free_vars left) (free_vars right);;
52
53                 # free_vars (Lam ('x', (App (Var 'x', Var 'y'))));;
54                 - : char list = ['y']
55
56         in Scheme, you have two choices. First, the quick hack:
57
58                 ; we use the symbols 'var and 'lam as tags, and assume
59                 ; that an expression will always be a pair of one of these forms:
60                 ;       (cons 'var symbol)
61                 ;       (cons (cons 'lam symbol) expression)
62                 ;       (cons expression expression)
63
64                 (define (free-vars expr)
65                   (cond
66                     [(eq? (car expr) 'var) (list (cdr expr))]
67                     [(and? (pair? (car expr)) (eq? (car (car expr)) 'lam))
68                       (remove (cdr (car expr)) (free-vars (cdr expr)))]
69                     [else (merge (free-vars (car expr)) (free-vars (cdr expr)))]))
70
71         Second, you can create real datatypes and pattern-match on them. There are several tools for doing this. I'll describe the `define-datatype` and `cases` forms developed for the book *Essentials of Programming Languages* (EoPL) by Friedman and Wand.
72
73         (Alternatives include [the `struct` form in Racket](http://docs.racket-lang.org/guide/define-struct.html). Also `define-record-type` from srfi-9 and srfi-57; see also [the r6rs libs](http://docs.racket-lang.org/r6rs-lib-std/r6rs-lib-Z-H-7.html).)
74
75         Here is how the tools from EoPL work. You must begin your file either with `#lang eopl` or with the first two lines below:
76
77                 #lang racket
78                 (require eopl/eopl)
79
80                 (define-datatype lambda-expression lambda-expression?
81                   (var (label symbol?))
82                   (lam (label symbol?) (body lambda-expression?))
83                   (app (left lambda-expression?) (right lambda-expression?)))
84
85                 (define (free-vars expr)
86                   (cases lambda-expression expr
87                     (var (label) (list label))
88                     (lam (label body) (remove label (free-vars body)))
89                     (app (left right) (remove-duplicates (append (free-vars left) (free-vars right))))))
90
91                 (free-vars (lam 'x (app (var 'x) (var 'y))))
92                 ; evaluates to '(y)
93
94 *       Scheme has excellent support for working with implicit or "first-class" **continuations**, using either `call/cc` or any of various delimited continuation operators. See [the Racket docs](http://docs.racket-lang.org/reference/cont.html?q=shift&q=do#%28part._.Classical_.Control_.Operators%29).
95
96         In Scheme you can use these forms by default (they're equivalent):
97
98                 (call/cc (lambda (k) ...))
99                 (let/cc k ...)
100
101         If your program declares `(require racket/control)`, you can also use:
102
103                 (begin ... (reset ... (shift k ...) ...) ...)
104
105                 (begin ... (prompt ... (control k ...) ...) ...)
106
107                 (begin ... (prompt ... (abort value) ...) ...)
108
109         These last three forms are also available in OCaml, but to use them you'll need to compile and install Oleg Kiselyov's "delimcc" or "caml-shift" library (these names refer to the same library), which you can find [here](http://okmij.org/ftp/continuations/implementations.html#caml-shift). You'll already need to have OCaml installed. It also helps if you already have the findlib package installed, too, [as we discuss here](http://lambda.jimpryor.net/how_to_get_the_programming_languages_running_on_your_computer/). If you're not familiar with how to compile software on your computer, this might be beyond your reach for the time being.
110
111         But assuming you do manage to compile and install Oleg's library, here's how you'd use it in an OCaml session:
112
113                 #require "delimcc";; (* loading Oleg's library this way requires the findlib package *)
114                 open Delimcc;; (* this lets you say e.g. new_prompt instead of Delimcc.new_prompt *)
115                 let p = new_prompt ();;
116                 let prompt thunk = push_prompt p thunk;;
117                 let foo =
118                   ...
119                   prompt (fun () ->
120                     ...
121                     shift p (fun k -> ...)
122                     ...
123                     (* or *)
124                     control p (fun k -> ...)
125                     ...
126                     (* or *)
127                     abort p value
128                     ...
129                   )
130                   ...
131
132         There is also a library for using *undelimited* continuations in OCaml, but it's shakier than Oleg's delimited continuation library.
133
134 We won't say any more about translating to and from Scheme.
135
136
137 #Haskell and OCaml#
138
139 We will however try to give some general advice about how to translate between OCaml and Haskell.
140
141 *       Again, it may sometimes be useful to [try Haskell in your web browser](http://tryhaskell.org/)
142 *       There are many Haskell tutorials and textbooks available. This is probably the most actively developed: [Haskell Wikibook](http://en.wikibooks.org/wiki/Haskell)
143 *       [Yet Another Haskell Tutorial](http://www.cs.utah.edu/~hal/docs/daume02yaht.pdf) (much of this excellent book has supposedly been integrated into the Haskell Wikibook)
144 *       All About Monads has supposedly also been integrated into the Haskell Wikibook
145 *       (A not-so-)[Gentle Introduction to Haskell](http://web.archive.org/web/http://www.haskell.org/tutorial/) (archived)
146 *       [Learn You a Haskell for Great Good](http://learnyouahaskell.com/)
147
148
149 ##Type expressions##
150
151 *       In Haskell, you say a value has a certain type with: `value :: type`. You express the operation of prepending a new `int` to a list of `int`s with `1 : other_numbers`. In OCaml it's the reverse: you say `value : type` and `1 :: other_numbers`.
152
153 *       In Haskell, type names and constructors both begin with capital letters, and type variables always appear after their constructors, in Curried form. And the primary term for declaring a new type is `data` (short for [[!wikipedia algebraic data type]]). So we have:
154
155                 data Either a b = Left a | Right b;
156                 data FooType a b = Foo_constructor1 a b | Foo_constructor2 a b;
157
158         In printed media, Haskell type variables are often written using Greek letters, like this:
159
160         <pre><code>type Either &alpha; &beta; = Left &alpha; | Right &beta;
161         </code></pre>
162
163         Some terminology: in this type declaration, `Either` is known as a *type-constructor*, since it takes some types <code>&alpha;</code> and <code>&beta;</code> as arguments and yields a new type. We call <code>Left &alpha;</code> one of the *variants* for the type <code>Either &alpha; &beta;</code>. `Left` and `Right` are known as *value constructors* or *data constructors* or just *constructors*. You can use `Left` in any context where you need a function, for example:
164
165                 map Left [1, 2]
166
167         In OCaml, value constructors are still capitalized, but type names are lowercase. Type variables take the form `'a` instead of `a`, and if there are multiple type variables, they're not Curried but instead have to be grouped in a tuple. The syntax for whether they appear first or second is also somewhat different. So we have instead:
168
169                 type ('a,'b) either = Left of 'a | Right of 'b;;
170                 type ('a,'b) foo_type = Foo_constructor1 of 'a * 'b | Foo_constructor2 of 'a * 'b;;
171
172         In OCaml, constructors aren't full-fledged functions, so you need to do this instead:
173
174                 List.map (fun x -> Left x) [1; 2]
175
176         Apart from these differences, there are many similarities between Haskell's and OCaml's use of constructors. For example, in both languages you can do:
177
178                 let Left x = Left 1 in x + 1
179
180 *       In addition to the `data` keyword, Haskell also sometimes uses `type` and `newtype` to declare types. `type` is used just to introduce synonyms. If you say:
181
182                 type Weight = Integer
183                 type Person = (Name, Address)    -- supposing types Name and Address to be declared elsewhere
184
185         then you can use a value of type `Integer` wherever a `Weight` is expected, and vice versa. `newtype` and `data` on the other hand, create genuinely new types. `newtype` is basically just an efficient version of `data` that you can use in special circumstances. `newtype` must always take one type argument and have one value constructor. For example:
186
187                 newtype PersonalData a = PD a
188
189         You could also say:
190
191                 data PersonalData a = PD a
192
193         And `data` also allows multiple type arguments, and multiple variants and value constructors.
194
195         OCaml just uses the one keyword `type` for all of these purposes:
196
197                 type weight = int;;
198                 type person = name * address;;
199                 type 'a personal_data = PD of 'a;;
200
201 *       The type constructors discussed above took simple types as arguments. In Haskell, types are also allowed to take *type constructors* as arguments:
202
203                 data BarType t = Bint (t Integer) | Bstring (t string)
204
205         One does this for example when defining monad transformers---the type constructor `ReaderT` takes some base monad's type constructor as an argument.
206
207         The way to do this this in OCaml is less straightforward. [See here](/code/tree_monadize.ml) for an example.
208
209 *       Haskell has a notion of *type-classes*. They look like this:
210
211                 class Eq a where
212                   (==)    :: a -> a -> Bool
213
214         This declares the type-class `Eq`; in order to belong to this class, a type `a` will have to supply its own implementation of the function `==`, with the type `a -> a -> Bool`. Here is how the `Integer` class signs up to join this type-class:
215
216                 instance Eq Integer where
217                   x == y  =  ... some definition for the Integer-specific version of that function here ...
218
219         Type expressions can be conditional on some of their parameters belonging to certain type-classes. For example:
220
221                 elem      :: (Eq a) => a -> [a] -> Bool
222
223         says that the function `elem` is only defined over types `a` that belong to the type-class `Eq`. For such types `a`, `elem` has the type `a -> [a] -> Bool`.
224
225         Similarly:
226
227                 instance (Eq a) => Eq (Tree a) where
228                   Leaf a         == Leaf b          =  a == b
229                   (Branch l1 r1) == (Branch l2 r2)  =  (l1==l2) && (r1==r2)
230                   _              == _               =  False
231
232         says that if `a` belongs to the typeclass `Eq`, then so too does `Tree a`, and in such cases here is the implementation of `==` for `Tree a`...
233
234 *       OCaml doesn't have type-classes. You can do something similar with OCaml modules that take are parameterized on other modules. Again, [see here](/code/tree_monadize.ml) for an example.
235
236
237 *       Some specific differences in how certain types are expressed. This block in Haskell:
238
239                 Prelude> type Maybe a = Nothing | Just a
240                 Prelude> let x = [] :: [Int]
241                 Prelude> :t x
242                 x :: [Int]
243                 Prelude> let x = () :: ()
244                 Prelude> let x = (1, True) :: (Int, Bool)
245
246         corresponds to this block in OCaml:
247
248                 # type 'a option = None | Some of 'a;;
249                 type 'a option = None | Some of 'a
250                 # let (x : int list) = [];;
251                 val x : int list = []
252                 # let (x : unit) = ();;
253                 val x : unit = ()
254                 # let (x : int * bool) = (1, true);;
255                 val x : int * bool = (1, true)
256
257 *       Haskell has a plethora of numerical types, including the two types `Int` (integers limited to a machine-dependent range) and `Integer` (unbounded integers). The same arithmetic operators (`+` and so on) work for all of these. OCaml also has several different numerical types (though not as many). In OCaml, by default, one has to use a different numerical operator for each type:
258
259                 # 1 + 2;;
260                 - : int = 3
261                 # 1.0 + 2.0;;
262                 Error: This expression has type float but an expression was expected of type int
263                 # 1.0 +. 2.0;;
264                 - : float = 3.
265
266         However the comparison operators are polymorphic. You can equally say:
267
268                 # 1 = 2;;
269                 - : bool = false
270                 # 1.0 = 2.0;;
271                 - : bool = false
272                 # 2 > 1;;
273                 - : bool = true
274                 # 2.0 > 1.0;;
275                 - : bool = true
276
277         But you must still apply these operators to expressions of the same type:
278
279                 # 2.0 > 1;;
280                 Error: This expression has type int but an expression was expected of type float
281
282 * We'll discuss differences between Haskell's and OCaml's record types below.
283
284
285 ##Lists, Tuples, Unit, Booleans##
286
287 *       As noted above, Haskell describes the type of a list of `Int`s as `[Int]`. OCaml describes it as `int list`. Haskell describes the type of a pair of `Int`s as `(Int, Int)`. OCaml describes it as `int * int`. Finally, Haskell uses `()` to express both the unit type and a value of that type. In OCaml, one uses `()` for the value and `unit` for the type.
288
289 *       Haskell describes the boolean type as `Bool` and its variants are `True` and `False`. OCaml describes the type as `bool` and its variants are `true` and `false`. This is an inconsistency in OCaml: other value constructors must always be capitalized.
290
291 *       As noted above, in Haskell one builds up a list by saying `1 : [2, 3]`. In OCaml one says `1 :: [2; 3]`. In Haskell, one can test whether a list is empty with either:
292
293                 lst == []
294                 null lst
295
296         In OCaml, there is no predefined `null` or `isempty` function. One can still test whether a list is empty using the comparison `lst = []`.
297
298 *       In Haskell, the expression `[1..5]` is the same as `[1,2,3,4,5]`, and the expression `[0..]` is a infinite lazily-evaluated stream of the natural numbers. In OCaml, there is no `[1..5]` shortcut, lists must be finite, and they are eagerly evaluated. It is possible to create lazy streams in OCaml, even infinite ones, but you have to use other techniques than the native list type.
299
300 *       Haskell has *list comprehensions*:
301
302                 [ x * x | x <- [1..10], odd x]
303
304         In OCaml, one has to write this out longhand:
305
306                 List.map (fun x -> x * x) (List.filter odd [1..10]);;
307
308 *       In Haskell, the expressions `"abc"` and `['a','b','c']` are equivalent. (Strings are just lists of `char`s.) In OCaml, these expressions have two different types.
309
310         Haskell uses the operator `++` for appending both strings and lists (since Haskell strings are just one kind of list). OCaml uses different operators:
311
312                 # "string1" ^ "string2";;
313                 - : string = "string1string2"
314                 # ['s';'t'] @ ['r';'i';'n';'g'];;
315                 - : char list = ['s'; 't'; 'r'; 'i'; 'n'; 'g']
316                 # (* or equivalently *)
317                   List.append ['s';'t'] ['r';'i';'n';'g'];;
318                 - : char list = ['s'; 't'; 'r'; 'i'; 'n'; 'g']
319
320
321 ##Let and Where##
322
323 *       Haskell permits both:
324
325                 foo x =
326                   let result1 = x * x
327                       result2 = x + 1
328                   in result1 + result2
329
330         and:
331
332                 foo x = result1 + result2
333                   where result1 = x * x
334                         result2 = x + 1
335
336         OCaml permits only:
337
338                 let foo x =
339                   let result1 = x * x
340                   in let result2 = x + 1
341                   in result1 + result2;;
342
343 ##Patterns##
344
345 *       In OCaml:
346
347                 # let (x, y) as both = (1, 2)
348                   in (both, x, y);;
349                 - : (int * int) * int * int = ((1, 2), 1, 2)
350
351
352         The same in Haskell:
353
354                 let both@(x,y) = (1, 2)
355                   in (both, x, y)
356
357 *       In OCaml:
358
359                 match list_expression with
360                   | y::_ when odd y -> result1
361                   | y::_ when y > 5 -> result2
362                   | y::_ as whole -> (whole, y)
363                   | [] -> result4
364
365         The same in Haskell:
366
367                 case list_expression of
368                   (y:_) | odd y -> result1
369                         | y > 5 -> result2
370                   whole@(y:_) -> (whole, y)
371                   [] -> result4
372
373
374 ##Records##
375
376 Haskell and OCaml both have `records`, which are essentially just tuples with a pretty interface. The syntax for declaring and using these is a little bit different in the two languages.
377
378 *       In Haskell one says:
379
380                 -- declare a record type
381                 data Color = Col { red, green, blue :: Int }
382                 -- create a value of that type
383                 let c = Col { red = 0, green = 127, blue = 255 }
384
385         In OCaml one says instead:
386
387                 type color = { red : int; green : int; blue : int };;
388                 let c = { red = 0; green = 127; blue = 255 }
389
390         Notice that OCaml doesn't use any value constructor `Col`. The record syntax `{ red = ...; green = ...; blue = ... }` is by itself the constructor. The record labels `red`, `green`, and `blue` cannot be re-used for any other record type.
391
392 *       In Haskell, one may have multiple constructors for a single record type, and one may re-use record labels within that type, so long as the labels go with fields of the same type:
393
394                 data FooType = Constructor1 {f :: Int, g :: Float} | Constructor2 {f :: Int, h :: Bool}
395
396 *       In Haskell, one can extract a single field of a record like this:
397
398                 let c = Col { red = 0, green = 127, blue = 255 }
399                 in red c    -- evaluates to 0
400
401         In OCaml one says:
402
403                 let c = { red = 0; green = 127; blue = 255 }
404                 in c.red    (* evaluates to 0 *)
405
406 *       In both languages, there is a special syntax for creating a copy of an existing record, with some specified fields altered. In Haskell:
407
408                 let c2 = c { green = 50, blue = 50 }
409                 -- evaluates to Col { red = red c, green = 50, blue = 50 }
410
411         In OCaml:
412
413                 let c2 = { c with green = 50; blue = 50 }
414                 (* evaluates to { red = c.red; green = 50; blue = 50 }
415
416 *       One pattern matches on records in similar ways. In Haskell:
417
418                 let Col { red = r, green = g } = c
419                 in r
420
421         In OCaml:
422
423                 let { red = r; green = g } = c
424                 in r
425
426         In Haskell:
427
428                 makegray c@(Col { red = r } ) = c { green = r, blue = r }
429
430         is equivalent to:
431
432                 makegray c = let Col { red = r } = c
433                              in { red = r, green = r, blue = r }
434
435         In OCaml it's:
436
437                 # let makegray ({red = r} as c) = { c with green=r; blue=r };;
438                 val makegray : color -> color = <fun>
439                 # makegray { red = 0; green = 127; blue = 255 };;
440                 - : color = {red = 0; green = 0; blue = 0}
441
442
443 ##Functions##
444
445 *       In Haskell functions are assumed to be recursive, and their types and applications to values matching different patterns are each declared on different lines. So we have:
446
447                 factorial    :: int -> int
448                 factorial 0  =  1
449                 factorial n  =  n * factorial (n-1)
450
451         In OCaml you must explicitly say when a function is recursive; and this would be written instead as:
452
453                 let rec factorial (n : int) : int =
454                   match n with
455                     | 0 -> 1
456                     | x -> x * factorial (x-1)
457
458         or:
459
460                 let rec factorial : int -> int =
461                   fun n -> match n with
462                     | 0 -> 1
463                     | x -> x * factorial (x-1)
464
465         or (though we recommend not using this last form):
466
467                 let rec factorial : int -> int =
468                   function
469                     | 0 -> 1
470                     | x -> x * factorial (x-1)
471
472 *       Another example, in Haskell:
473
474                 length         :: [a] -> Integer
475                 length []      =  0
476                 length (x:xs)  =  1 + length xs
477
478         In OCaml:
479
480                 let rec length : 'a list -> int =
481                   fun lst -> match lst with
482                     | [] -> 0
483                     | x::xs -> 1 + length xs
484
485 *       Another example, in Haskell:
486
487                 sign x | x >  0      = 1
488                        | x == 0      = 0
489                        | otherwise   = -1
490
491         In OCaml:
492
493                 let sign x = match x with
494                   | x' when x' > 0 -> 1
495                   | x' when x' = 0 -> 0
496                   | _ -> -1
497
498 *       In Haskell the equality comparison operator is `==`, and the non-equality operator is `/=`. In OCaml, `==` expresses "physical identity", which has no analogue in Haskell because Haskell has no mutable types. See our discussion of "Four grades of mutation involvement" in the [[Week9]] notes. In OCaml the operator corresponding to Haskell's `==` is just `=`, and the corresponding non-equality operator is `<>`.
499
500 *       In both Haskell and OCaml, one can use many infix operators as prefix functions by parenthesizing them. So for instance:
501
502                 (+) 1 2
503
504         will work in both languages. One notable exception is that in OCaml you can't do this with the list constructor `::`:
505
506                 # (::) 1 [1;2];;
507                 Error: Syntax error
508                 # (fun x xs -> x :: xs) 1 [1; 2];;
509                 - : int list = [1; 1; 2]
510
511 *       Haskell also permits two further shortcuts here that OCaml has no analogue for. In Haskell, in addition to writing:
512
513                 (>) 2 1
514
515         you can also write either of:
516
517                 (2 >) 1
518                 (> 1) 2
519
520         In OCaml one has to write these out longhand:
521
522                 (fun y -> 2 > y) 1;;
523                 (fun x -> x > 1) 2;;
524
525         Also, in Haskell, there's a special syntax for using what are ordinarily prefix functions as infix operators:
526
527                 Prelude> elem 1 [1, 2]
528                 True
529                 Prelude> 1 `elem` [1, 2]
530                 True
531
532         In OCaml one can't do that. There's only:
533
534                 # List.mem 1 [1; 2];;
535                 - : bool = true
536
537 *       In Haskell one writes anonymous functions like this:
538
539                 \x -> x + 1
540
541         In OCaml it's:
542
543                 fun x -> x + 1
544
545 *       Haskell uses the period `.` as a composition operator:
546
547                 g . f
548                 -- same as
549                 \x -> g (f x)
550
551         In OCaml one has to write it out longhand:
552
553                 fun x -> g (f x)
554
555 *       In Haskell, expressions like this:
556
557                 g $ f x y
558
559         are equivalent to:
560
561                 g (f x y)
562
563         (Think of the period in our notation for the untyped lambda calculus.)
564
565 *       The names of standard functions, and the order in which they take their arguments, may differ. In Haskell:
566
567                 Prelude> :t foldr
568                 foldr :: (a -> b -> b) -> b -> [a] -> b
569
570         In OCaml:
571
572                 # List.fold_right;;
573                 - : ('a -> 'b -> 'b) -> 'a list -> 'b -> 'b = <fun>
574
575 *       Some functions are predefined in Haskell but not in OCaml. Here are OCaml definitions for some common ones:
576
577                 let id x = x;;
578                 let const x _ = x;;
579                 let flip f x y = f y x;;
580                 let curry (f : ('a, 'b) -> 'c) = fun x y -> f (x, y);;
581                 let uncurry (f : 'a -> 'b -> 'c) = fun (x, y) -> f x y;;
582                 let null lst = lst = [];;
583
584         `fst` and `snd` (defined only on pairs) are provided in both languages. Haskell has `head` and `tail` for lists; these will raise an exception if applied to `[]`. In OCaml the corresponding functions are `List.hd` and `List.tl`. Many other Haskell list functions like `length` are available in OCaml as `List.length`, but OCaml's standard libraries are leaner that Haskell's.
585
586 *       The `until` function in Haskell is used like this:
587
588                 until (\l -> length l == 4) (1 : ) []
589                 -- evaluates to [1,1,1,1]
590
591                 until (\x -> x == 10) succ 0
592                 -- evaluates to 10
593
594         This can be defined in OCaml as:
595
596                 let rec until test f z =
597                   if test z then z else until test f (f z)
598
599
600 ##Lazy or Eager##
601
602 *       As we've mentioned several times, Haskell's evaluation is by default *lazy* or "call-by-need" (that's an efficient version of "call-by-name" that avoids computing the same results again and again). In some places Haskell will force evaluation to be *eager* or "strict". This is done in several different ways; the symbols `!` and `seq` are signs that it's being used.
603
604 *       Like Scheme and most other languages, OCaml is by default eager. Laziness can be achieved either by using thunks:
605
606                 # let eval_later1 () = 2 / 2;;
607                 val eval_later1 : unit -> int = <fun>
608                 # let eval_later2 () = 2 / 0;;
609                 val eval_later2 : unit -> int = <fun>
610                 # eval_later1 ();;
611                 - : int = 1
612                 # eval_later2 ();;
613                 Exception: Division_by_zero.
614
615         or by using the special forms `lazy` and `Lazy.force`:
616
617                 # let eval_later3 = lazy (2 / 2);;
618                 val eval_later3 : int lazy_t = <lazy>
619                 # Lazy.force eval_later3;;
620                 - : int = 1
621                 # eval_later3;;
622                 - : int lazy_t = lazy 1
623
624         Notice in the last line the value is reported as being `lazy 1` instead of `<lazy>`. Since the value has once been forced, it won't ever need to be recomputed. The thunks are less efficient in this respect. Even though OCaml will now remember what `eval_later3` should be forced to, `eval_later3` is still type-distinct from a plain `int`.
625
626
627 ##Monads##
628
629 Haskell has more built-in support for monads, but one can define the monads one needs in OCaml.
630
631 *       In our seminar, we've been calling one monadic operation `unit`; in Haskell the same operation is called `return`. We've been calling another monadic operation `bind`, used in prefix form, like this:
632
633                 bind u f
634
635         In Haskell, one uses the infix operator `>>=` to express bind instead:
636
637                 u >>= f
638
639         If you like this Haskell convention, you can define `>>=` in OCaml like this:
640
641                 let (>>=) = bind;;
642
643 *       Haskell also uses the operator `>>`, where `u >> v` means the same as `u >>= \_ -> v`.
644
645 *       In Haskell, one can generally just use plain `return` and `>>=` and the interpreter will infer what monad you must be talking about from the surrounding type constraints. In OCaml, you generally need to be specific about which monad you're using. So in these notes, when mutiple monads are on the table, we've defined operations as `reader_unit` and `reader_bind`, and so on.
646
647 *       Haskell has a special syntax for working conveniently with monads. It looks like this. Assume `u` `v` and `w` are values of some monadic type `M a`. Then `x` `y` and `z` will be variables of type `a`:
648
649                 do
650                   x <- u
651                   y <- v
652                   w
653                   let z = foo x y
654                   return z
655
656         This is equivalent in meaning to the following:
657
658                 u >>= \ x ->
659                 v >>= \ y ->
660                 w >>= \ _ ->
661                 let z = foo x y
662                 in return z
663
664         which can be translated straightforwardly into OCaml.
665
666 *       If you like the Haskell do-notation, there's [a library](http://www.cas.mcmaster.ca/~carette/pa_monad/) you can compile and install to let you use something similar in OCaml.
667
668 *       In order to do any printing, Haskell has to use a special `IO` monad. So programs will look like this:
669
670                 main :: IO ()
671                 main = do
672                   let s = "hello world"
673                   putStrLn s
674         
675                 main :: IO String
676                 main = do
677                   let s = "hello world"
678                   putStrLn s
679                   return s
680         
681                 main :: IO String
682                 main = let s = "hello world"
683                        in putStrLn s >> return s
684
685         OCaml permits you to mix side-effects with regular code, so you can just print, without needing to bring in any monad:
686
687                 let main =
688                   let s = "hello world"
689                   in let () = print_endline s
690                   in s;;
691
692         or:
693
694                 let main =
695                   let s = "hello world"
696                   in print_endline s ; s;;
697