F# 越用越喜欢

　

F# 越用越喜欢

最近由于需要，把遗忘了几年的F#又捡了起来。说捡了起来，倒不如说是从头学习，原来学的早已经忘了！所谓学过，只不过看过一本《F# 语言程序设计》 （郑宇军 凌海风 编著 --清华大学出版社）。对于编程书看的再多，不做项目也是没用，也不能正真理解其思想，只能停留在表面。另外，长时间不用也就忘了，F#就是这样。这次该真正用了，于是又花了几周时间从头学起，不用不知道，一用吓一跳！

对于使用多年C#语言从事.NET面向对象开发的人员来说，F#这种函数编程极其不习惯，不光是语法上不习惯，整个概念上跟C#都不一样。要只是语法不一样就简单了，难就难在要转变一个人思维习惯，要转变一个人思维是多难的一件事情呀！但要学F#就得必须转变。

1、F# 与 C# 的比较

实际上，F#代码比C#的代码要精简很多，一般说来，对同样的一段程序，使用F#编写要比使用C#编写代码要短。比如，要做一个交换两个数的一个函数。

C#：

public void Swap( ref int a, ref int b)

{

int temp = a

a = b;

b = temp;

}

F#:

let Swap (a, b) = (b, a)

C#用了3行语句，F#只用了一行。

有关F# 与 C# 的比较请参阅：http://blogs.msdn.com/b/timng/archive/2010/04/05/f-object-oriented-programming-quick-guide.aspx

2、F#的最大特点

F#最大的一个特点是函数式编程，这跟面向对象编程很不一样。面向对象编程一切都一对象为原则，一切都以对象为基础，离开对象是万万不能的。函数式编程一切的基础都是函数，而且还可以是高阶函数。

下面是线性回归最小二乘法数据拟合的一个例子，输入参数是元组float * float：

let linearFit (data : (float * float) []) =

let xs, ys = Array.unzip data

let sumx, sumy = Array.sum xs, Array.sum ys

let sumx2 = Seq.sumBy (fun x -> x * x) xs

let sumxy = Seq.sumBy (fun (x, y) -> x * y) data

let m = (float data.Length)

let t = sumx2 / sumx

let a0 = (sumxy - t * sumy) / (sumx - t * m)

let a1 = (sumy - a0 * m) / sumx

fun x -> a0 + a1 * x

let ds = [| (-1.0, -5.0); (1.0, 2.5); (4.0, 12.5); (5.0, 16.0) |]

let f = linearFit ds

printfn "%A" (f 9.0)

由于linearFit函数最后一行返回的是一个线性函数：

fun x -> a0 + a1 * x

这样，可以使用这个线性函数f(x) = a0 + a1 * x

对于给定的x（比如 x = 9.0），可以求得f(x)，例如：f(9.0) = 29.93956006

求最大值、最小值、累加，使用卷叠一次完成。假设我们需要求数组中最大值、最小值，并要完成所有元素的求和，这可能需要分几步来完成，但对于F#只需一步就能完成。

let agg (arr : float[]) =

Array.fold (fun (a, b, c) -> (max a x, min b x, c + x)) (-infinity, infinity, 0.0) arr

let x = agg [| 20.56; 78.15; 12.38; 6.21; 25.0; 0.75; 33.33; 66.67|]

F#另一大特点是异步和并行计算，这期不介绍，后期再介绍。

3、F#是C#的替代者吗？

现在是面向对象时代，面向对象编程成为主流，而F#是建立在.NET Framewok基础之上的，所以F#必然也具备了面向对象的特点。按理说，函数式编程比面向对象编程早很多年，F#既然是函数式编程，不应该有面向对象血统，但微软为了能充分利用广阔. 的NET资源，所以使F#也具备了面向对象特性，看下面代码：

type Student(id : string, name : string) =

let mutable age = 20

let mutable department = "数学系"

member s.Age

with get() = age

and set v = age <- v

member s.Department

with get() = department

and set v = department <- v

let s = new Student("1002001", "李明")

s.Age <- 24

Student是一个学生类，有年龄属性和系属性，那么这个类型，可以被C#调用。下面是C#代码使用F#的Student类的代码：

Student student = new Student();

student.Age = 24;

F#既有函数式编程的特点又有面向对象编程的特性，是不是F#就取代了C#了呢？答案不是的。应该说F#与C#是互补的关系，并不是取代的关系。使用C#实现的用F#基本都能实现。F#也能使用ADO.NET访问数据库，开发WinForm、ASP.NET WebForm程序、开发WPF程序，这些都没问题，但F#最善长的不是这些，而是科学计算或数值计算，就是说用F#实现一些算法比较合适，而不是开发界面和数据库等。如果用F#也做一些C#善长做额事情，那么F#就没有价值和意义了，何必还要新推出一套一样功能的F#呢？

4、F#目前的不足

F#适合做科学计算，这跟Matlab、R等这些用语言有相同的地方，由于历史的原因Matlab、R资源库非常丰富，而F#的资源库很很少，这一点没法跟Matlab、R相比。但F#可以使用.NET资源库，这样能缓解一些。目前，使用F#的人远没有C#、Java那样多，特别是国内，使用F#真正做项目的人少之又少，这也妨碍了F#的发展。

下面是一些F#的资源链接，希望对您有用：

http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/dd233154.aspx

http://msdn.microsoft.com/zh-cn/vstudio/hh388569.aspx

http://blogs.msdn.com/b/dsyme/archive/2009/10/21/some-smaller-features-in-the-latest-release-of-f.aspx

http://fsharp.org/community/projects/

http://fsharp.org/technical-groups/

http://fsharp.org/guides/math-and-statistics/index.html

http://fsharp.org/guides/machine-learning/index.html

http://blogs.msdn.com/b/dsyme/archive/2011/02/27/support-vector-machines-svms-in-f-using-microsoft-solver-foundation.aspx

http://clear-lines.com/blog/post/Support-Vector-Machine-in-FSharp.aspx

http://clear-lines.com/blog/category/quantitative-modeling.aspx