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结合实例学习F#(二)--基本数据类型Discriminated Unions

来源: www.bianceng.cn 阅读:

题外话:

我写这个主要是希望更多的.Net开发人员能了解F#,能在看到F#代码时不被一堆奇怪的符号搞晕(其实也没几个奇怪的符号).我没有说过F#比别的语言好、会取代C#之类的话,只是希望更多的人能了解并开始使用F#(C#用的多了,了解下F#换换脑子也是挺不错的)。写的例子、代码都比较简单,希望大家多多包涵。可能有朋友手头没有VSTS 2010 Beta1,这个没有关系,因为F#还有一个为VSTS 2008准备的独立安装包,大家可以在这里下载安装它(http://www.microsoft.com/downloads/details.aspx?FamilyID=7bb32f32-9fac-4f34-ad56-b0bda130cf00&displaylang=en)。

上节我们通过一个简单的例子了解了怎样在F#中声明变量,定义函数,并且用到了F#中两个重要的数据类型List和Array,今天我主要介绍F#中一个非常重要的immutable数据类型Discriminated Unions。还是首先看一个例子,这是我写的一个简单的生成二分查找树的例子。

1 type Tree<'a> =
2 | Node of 'a * Tree<'a> * Tree<'a>
3 | Nil
4
5 let generateBinarySearchTree l =
6 let rec insert a = function
7 | Node(root,left,right) when a < root -> Node(root, (insert a left), right)
8 | Node(root,left,right) when a > root -> Node (root,left, (insert a right))
9 | Nil -> Node(a, Nil,Nil)
10
11 let rec loop acc = function
12 |[] -> acc
13 |hd::tl -> loop (insert hd acc) tl
14
15 loop Nil l
16
17 let tree1 = generateBinarySearchTree [5;3;9;4;6;7]

我们首先来看前三行,没错,这就是今天要重点介绍的Discriminator Union

type Tree<'a> =
| Node of 'a * Tree<'a> * Tree<'a>
| Nil

首先注意到我们这次使用的是type,而不是前面常用的let关键字。 F#中使用type关键字来定义用户自定义类型,在这里我们定义了一个类型Tree, 那么Tree后面的<'a>又是啥意思呢?可能有的朋友己经猜到了,它表示a是一个泛型占位符,在实际使用中,a可能是int型,也可能是string等等(注意别忘了a前面的单引号)。后面二行就是具体的Tree定义了,它表示我们定义的Tree有两种可能,有可能是Node,也有可能是Nil。 我们先来看第一种情形

Node of 'a * Tree<'a> * Tree<'a>

它表示Node的类型是 'a * Tree<'a> * Tree<'a>, 那么这个又表示什么呢?其实它是F#中另外一种重要的immutable类型Tuple, Tuple很容易理解,它表示把一个数据集合在逻辑上看作是一个整体。看个例子大家就明白了(注意分隔符是逗号)

let s2 = (1,"hello")

(在这里我们定义了一个类型为int * string的Tuple. 要使用它里面的值也很简单,我们可以声明新的变量并用s的值来初始化它们。 let i,s = s2就表示我们声明了int型变量i,它的值为1, string型变量s,它的值是2)

回到我们的例子中来, 'a * Tree<'a> * Tree<'a> 就很容易理解了,因为在定义Discriminated union时可以递归引用自己。

Tree的第二种情形Nil很简单,它表示一个什么都没有的空结点.

通过我上面详细的解释,我想大家也明白了什么是Discriminated union, 它表示一组有限的可选情形,并且每种情形都有自己的严格定义。回到我们上面的例子,Tree有两种情形,要么是 'a * Tree<'a> * Tree<'a>的Node,要么是一个空的Nil。大家也看到了它和Pattern matching结合使用非常频繁,这下明白为什么叫Discriminated union了吧

如果你认真读到上一篇文章的话,接下来构建二分查找树的代码比较简单,我就不解释了。我们接下来看如何判断某一个值是否在一个构建好的二分查找树中。

let rec tryFind x = function
| Node(root,_,_) when x = root -> Some(x)
| Node(root,left,_) when x<root -> tryFind x left
| Node(root,_,right) when x > root -> tryFind x right
| _ -> None

首先要注意我使用了五个'_',前面四个看起来好象和最后的一个有些不一样。记得我在上一篇中说过'_'用在Pattern Matching中用来匹配所有别的情况,而且我说过F#里的Pattern Matching要比C#中的Switch强大,在这里我们就看到了它的强大之处,它可以在找到匹配后,为匹配的各部分绑定一个变量名来方便我们后面的调用,在绑定时如果我们仅仅对某些部分感兴趣,那么我们就可以使用'_'来代替我们不感兴趣的部分(注意'_'只能绑定一个对应部分,要对应两个我们就要敲两个'_','_').

其次我们注意到tryFind的返回值好象有两种情况呀,Some(x)和None,一个函数怎么能返回两种不同类型的值呢? 呵呵,忘记我们今天主要在讲Discriminated union了?这是个F#里事先定义好的一个discriminated union,它有自己的名字叫Option,它的定义非常简单,有了前面的基础,这个就不需要我解释了吧。

type option<'a> =
|Some of 'a
|None

总结:今天我主要说了F#中非常重要的一种immutable类型Discriminated union,并顺带说了下另两个简单的类型Tuple和Option。简单的functional programming知识就剩下最重要function没有说了,下一篇我主要来说说F#里的函数,希望在下一篇后,大家不再觉得F#难懂难用了。

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