如果你也会C#,那不妨了解下F#(1):F# 数据类型

 

简单介绍

F#(与C#一样,念作“F Sharp”)是一种基于.Net框架的强类型、静态类型的函数式编程语言。
可以说C#是一门包含函数式编程的面向对象编程语言,而F#是一门包含面向对象的函数式编程语言。
可以查看官方文档了解更多信息。

本系列文章假设你在了解C#的情况下,将F#与C#在异同点上进行说明,让读者能快速地对F#有个系统的了解。
才疏学浅,错漏难免,如果您在阅读过程中有什么建议或意见,还请不吝指教。

函数式编程这几年一起不温不火,但相信了解了F#之后,对C#也会有更深的认识,对学习其他函数式语言也会有很容易上手。

Hello, World

在使用F#时,可以像C#一样创建一个控制台项目进行测试。
但因为F#支持以脚本形式运行,所以直接打开F# Interactive(以下简称fsi)进行交互是最方便的。

在Visual Studio中可在“视图-其他窗口”中打开。以前没有csi的时候,一直拿fsi来测试C#代码,在VS2015中终于添加了csi。
如果不想打开臃肿的VS,可在Microsoft SDK的安装位置找到fsi。以下是我安装的F# 4.0的fsi的位置:

"C:\Program Files (x86)\Microsoft SDKs\F#\4.0\Framework\v4.0\Fsi.exe"

介绍任何语言的特有方式就是通过那几乎成为标准的“Hello, World”程序。
F# 输出可使用 printf 函数,如下:

printf "Hello, world!"

当然,也可以像C#一样使用 .Net 的控制台输出函数:

System.Console.Write("Hello World")

当把以上代码敲进fsi里按回车后,会发现并没反应,是因为在fsi里提交代码必须以;;双分号结尾。
请输入 printf "Hello, world!";; 和 System.Console.Write("Hello World");; 或者在换行后输入;;再次回车。
如图:

F#基础类型

下面,我们尝试把以下简单的C#代码转换成F#代码:

int sum = 0;
for (int i = 0; i<=100; i++)
{
if (i%2 != 0)
sum += i;
}
Console.WriteLine("0到100中的奇数的和为{0}", sum);

这段命令式代码只是简单地把0到100中的奇数相加,并把和输出。
虽然在C#中也支持函数式,但在这里我们为了了解基本语法,使用简单语句来介绍。

以下是F#版本的代码:

let mutable sum = 0
for i = 0 to 100 do
if i%2 <> 0 then sum <- sum + i
printfn "0到100中的奇数的和为%A" sum ;;

以上代码在fsi里的运行结果为:

0到100中的奇数的和为2500
val mutable sum : int = 2500
val it : unit = ()

可以看出,F#中每行代码结尾的;是可选的。

因为函数式编程语言的特点之一便是无副作用(No Side Effect)、不可变(Immutable),所以没有变量(Variable)的概念,只有值(Value)的概念。
所以在上面的运行结果中,都是以val开头;而值it默认为最后一次运行结果,在此例中其类型为unit,相当于C#中的void,即无返回值。

但是在很多场景下,Mutable(可变)可以带来很多便利,尤其是在像上面结合命令式编程的场景中。
在上面的代码中,val mutable sum即为一个可变的值。

基础类型

下面将C#和F#的数据类型定义作对比:

数据类型 C# F#
Int int i = 0; let i = 0 
let i = 0l
Uint uint i = 1U; let i = 1u 
let i = 1ul
Decimal decimal d = 1m; let d = 1m 
let d = 1M
Short short c = 2; let c = 2s
Long long l = 5L; let l = 5L
unsigned short ushort c = 6; let c = 6us
unsigned long ulong d = 7UL; let d = 7UL
byte byte by = 86; let by = 86y 
let by = 0b00000101y 
let by = ‘a’B
unsigned byte sbyte sby = 86; let sby = 86uy 
let sby = 0b00000101uy
bool bool b = true; let b = true
double double d = 0.2;
double d = 0 .2d 
double d = 2e-1 
double d = 2 
double d0 = 0
let d = 0.2 
let d = 2e-1 
let d = 2. 
let d0 = 0x0000000000000000LF
float float f = 0.3;
foat f = 0.3f;
float f = 2;
float f0 = 0.0f;
let f = 0.3f 
let f = 0.3F
let f = 2.f 
let f0 = 0x0000000000000000lf
native int IntPtr n = new IntPtr(4); let n = 4n
unsigned native int UIntPtr n = new UIntPtr(4); let n = 4un
char char c = ‘c’; let c = ‘a’
string string str = “abc\n”;
string str = @"c:\filename";
let str = “abc\n” 
let str = @"c:\filename"
big int BigInteger i = new BigInteger(9); let i = 9I

F#的字面量详细介绍可查看MSDN文章

十六进制、八进制和二进制

我们知道,在C#中,可以用0x前缀定义十六进制数值。
而F#中除了十六进制(0x,还可以直接定义八进制(0o)和二进制(0b的数值。

let hex = 0xFABC
let oct = 0o7771L
let bin = 0b00101010y;;

输出结果为:

val hex : int = 64188
val oct : int64 = 4089L
val bin : sbyte = 42y

浮点数

需要注意的是,在F#里,doublefloat都代表双精度浮点数,单精度浮点数称为float32
String还有一个字面量表示方法是三个双引号:

let str = """<book title="Paradise Lost">
<content />
</book>"""

在使用@为前缀(称为Verbatim String)时,字符串内的若出现双引号必须使用两个双引号转义,使用三个双引号的表示法避免了这个问题。
这种表示法最常用在把XML文档编码到代码文件里。

字节数组

在类型对比表中,byte行可以看到有一个创建字节数组的语法:

let asciiBytes = "abc"B  // val asciiBytes : byte [] = [|97uy; 98uy; 99uy|]

其等价的C#代码是:

byte[] asciiBytes = Encoding.ASCII.GetBytes("abc");

当然,只支持ASCII编码。

变量名

F#的变量名命名规则与C#基本一致,但也可在变量名中包含单引号':

let x = 10
let x' = 11
let Tom's = "2010"

通过let关键字,将10绑定(赋值)到x,将11绑定到x'

在C#中,若要将关键字或保留字作为变量名,则可以变量名前加@实现:
例如使用代码

class @class {}

定义一个名为class的类。

在前后加上``即可将任意字符串指定为变量名:

let ``let`` = 4
let ``I love F#`` = "This is an F# program."
(*
在fsi的输出结果为:
val let : int = 4
val ( I love F# ) : string = "This is an F# program."
*)

注意在F#中,单行注释和C#一样使用//,但多行注释使用(* *)

F#的运算符与C#类似,部分区别将在下一篇介绍。感兴趣的可以在fsi里尝试输入运算玩一玩,或许就可以发现区别了。

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