F#（1）

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，double和float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。