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Visual Studio 2010 F#快速上手

来源: www.bianceng.cn 阅读:

F#是一种.NET平台上的函数式编程语言。就像C#和VB.NET,F#可以利用.NET的核心类库,如WPF,WCF,VSTO等等,通过F#您甚至可以使用XNA编写XBox游戏。

仅仅如此并不意味着您应该去学习它。那为何要使用F#呢?作为一种函数式编程语言,F#使得某些领域的编程要比命令式编程(如使用C#)更为容易。并行编程(Parallel Programming)和面向语言编程(Language-Oriented Programming)是其中的两个领域。

如果您曾经编写过.NET应用程序,并感觉自己在努力使用手头的语言表达自己的想法,也许F#就是您在寻找的。

语言基础

#light(OCaml兼容)

F#源自OCaml,具有交互编译OCaml的能力,也就是可以不经修改即可编译简单的OCaml程序。这种能力也带来了令人讨厌的语法。#light(发音为hash-light)是一个编译器指令,可以简化F#的语法。

强烈建议您保持使用#light,您会发现,在大多数F#代码片段中要么会声明它,要么是假定已经声明了它。

let square x = x * x(类型推演)

这行代码定义了一个函数:square,它会求得数字x的平方。考虑一下C#中等价的代码:

public static int square(int x)
{
return x * x;
}

在C#中,您需要制定参数和返回值的类型信息,而F#则帮您搞定了。这种行为称为类型推演(Type Inference)。

从函数的签名,F#可以知道“square”函数接受一个参数“x”,并且函数返回“x * x”(在函数体内的最后一次求值将作为返回值,因此无须return关键字)。因为很多基元类型都支持*操作,比如byte,uint64,double等,F#默认会使用int类型,有符号的32位整数。

现在考虑下面的代码,它为其中的一个参数提供了“类型注解(type annotation)”,告诉编译器期望的类型。因为x标为“string”,“+”操作只定义在两个string间,因此y也必须为string类型,返回值是两个字符串拼接的结果。

> let concat (x : string) y = x + y;;
val concat : string -> string -> string
> concat "Hello, " "World!";;
val it : string = "Hello, World!"

后面我们将讨论类型推演的更多高级主题,现在您只要享受F#编译器的智能带来的方便就好了。

let numbers = [1 .. 10](F# lists)

这行代码声明了一个列表(list),其元素是从1至10。如果您用的是[|1 .. 10|],F#会创建一个.NET的整型数组(array)。而在F#中,列表是一个不可变的链表(linked list),这也是函数式编程的基础。试着将这些代码输入到FSI中(记住添加“;;”):

// Define a list
let vowels = ['e'; 'i'; 'o'; 'u']
// Attach item to front (cons)
let cons = 'a' :: vowels
// Concat two lists
let sometimes = vowels @ ['y']
let squares = List.map square numbers

现在我们有了一个整型列表(numbers)和一个函数(square),我们希望创建一个新的列表,它的每一项是对numbers的每一项进行square运算后的结果。

幸运的是,List.map可以做到。考虑下面的例子:

> List.map (fun x -> x % 2 = 0) [1 .. 10];;
val it : bool list
= [false; true; false; true; false; true; false; true; false; true]

代码(fun x -> x % 2 = 0)定义了一个匿名函数,称为lamdba表达式,接受一个参数x,返回值为表达式“x % 2 = 0”的结果,也就是判断x是否为偶数。

注意我们刚才做的——将一个函数作为参数传递给另一个函数。在C#中这个并不容易。但在F#可以很清楚地表达出来,而且代码很简洁。将函数像值一样传递被称为“一等函数(first order functions)”,也是函数式编程的基础。

printfn "N^2 = %A" squares

printf是打印文本到控制台窗口的一种简单而又类型安全的方式。要更好地了解printf,考虑下面的例子,它打印一个整数、浮点数和字符串。

> printfn "%d * %f = %s" 5 0.75 ((5.0 * 0.75).ToString());;
5 * 0.750000 = 3.75
val it : unit = ()

%d,%f,%s分别是int、float、string的占位符。%A则可用于打印任何值。

Console.ReadKey(true) (.NET互操作)

我们程序的最后一行只是简单地调用了System.Console.ReadKey方法,这样可以让程序在关闭其暂停。因为F#建立在.NET的基础上,您可以在F#中调用任何.NET类库——从正则表达式到WinForms。代码“open System”用于打开命名空间,类似于C#中的using。

不可变性(Immutability)

也许已经注意到,我一直使用“值(value)”来表示一个标识符(identifier),而不是“变量(variable)”。这是由于默认情况下,F#中的类型是不可变的(immutable),也就是说,一经创建即不可修改。看起来这是一个很大的限制,但是不可变性可以避免某种类型的bug。另外,不可变的数据天然地具备线程安全的特性,这意味着您无需在处理并行情况时担心同步锁的发生。

如果您确实需要修改数据,可使用F#的mutable关键字,它会创建一个变量(而不是值)。我们可以通过左箭头操作符(<-)来修改变量的值。

> let mutable x = "the original value.";;
val mutable x : string
> printfn "x's value is '%s'" x;;
x's value is 'the original value.'
val it : unit = ()
> x <- "the new one.";;
val it : unit = ()
> printfn "x's value is now '%s'" x;;
x's value is now 'the new one.'
val it : unit = ()

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