Обзор языка F#Tour of F#

Лучший способ узнать о языке F# — для чтения и записи кода F#.The best way to learn about F# is to read and write F# code. В этой статье будет выступать в качестве обзор некоторых из ключевых функций языка F# и дают некоторые фрагменты кода, которые могут выполняться на компьютере.This article will act as a tour through some of the key features of the F# language and give you some code snippets that you can execute on your machine. Дополнительные сведения о настройке среды разработки, Приступая к работе.To learn about setting up a development environment, check out Getting Started.

Существуют две основные концепции в F#: функции и типы.There are two primary concepts in F#: functions and types. Этот обзор будет подчеркнуть возможности языка, которые можно разделить эти две концепции.This tour will emphasize features of the language which fall into these two concepts.

Выполнение кода в интерактивном режимеExecuting the code online

Если у вас нет F# установлен на компьютере, можно выполнить все примеров в Интернете с помощью Fable REPL.If you don't have F# installed on your machine, you can execute all of the samples online with the Fable REPL. Fable представляет собой диалект F# , выполняемый непосредственно в браузере.Fable is a dialect of F# that executes directly in your browser. Чтобы просмотреть образцы, выполните в REPL, извлечь примеры > Дополнительные сведения > Обзор F# в строке меню слева Fable среду REPL.To view the samples that follow in the REPL, check out Samples > Learn > Tour of F# in the left-hand menu bar of the Fable REPL.

Функций и модулейFunctions and Modules

Наиболее основных частей любой программы на F# являются функции упорядочены модули.The most fundamental pieces of any F# program are functions organized into modules. Функции выполнения на входные данные для создания выходных значений, и они группируются по модули, которые являются основным способом сгруппировать объекты в F#.Functions perform work on inputs to produce outputs, and they are organized under Modules, which are the primary way you group things in F#. Они определяются с помощью let привязки, который присвойте функции имя и определять ее аргументы.They are defined using the let binding, which give the function a name and define its arguments.

module BasicFunctions = 

    /// You use 'let' to define a function. This one accepts an integer argument and returns an integer. 
    /// Parentheses are optional for function arguments, except for when you use an explicit type annotation.
    let sampleFunction1 x = x*x + 3

    /// Apply the function, naming the function return result using 'let'. 
    /// The variable type is inferred from the function return type.
    let result1 = sampleFunction1 4573

    // This line uses '%d' to print the result as an integer. This is type-safe.
    // If 'result1' were not of type 'int', then the line would fail to compile.
    printfn "The result of squaring the integer 4573 and adding 3 is %d" result1

    /// When needed, annotate the type of a parameter name using '(argument:type)'.  Parentheses are required.
    let sampleFunction2 (x:int) = 2*x*x - x/5 + 3

    let result2 = sampleFunction2 (7 + 4)
    printfn "The result of applying the 2nd sample function to (7 + 4) is %d" result2

    /// Conditionals use if/then/elif/else.
    /// Note that F# uses white space indentation-aware syntax, similar to languages like Python.
    let sampleFunction3 x = 
        if x < 100.0 then 
            2.0*x*x - x/5.0 + 3.0
            2.0*x*x + x/5.0 - 37.0

    let result3 = sampleFunction3 (6.5 + 4.5)

    // This line uses '%f' to print the result as a float.  As with '%d' above, this is type-safe.
    printfn "The result of applying the 2nd sample function to (6.5 + 4.5) is %f" result3

let привязки, также, как привязать значение к имени, аналогичную переменной на других языках.let bindings are also how you bind a value to a name, similar to a variable in other languages. let привязки-это неизменяемый по умолчанию, что означает, что после привязки значения или функции с именем, его нельзя изменить на месте.let bindings are immutable by default, which means that once a value or function is bound to a name, it cannot be changed in-place. В отличие от переменных в других языках, которые являются изменяемый, то есть их значения можно изменить в любой момент времени.This is in contrast to variables in other languages, which are mutable, meaning their values can be changed at any point in time. Если вам требуется изменяемой привязке, можно использовать let mutable ... синтаксис.If you require a mutable binding, you can use let mutable ... syntax.

module Immutability =

    /// Binding a value to a name via 'let' makes it immutable.
    /// The second line of code fails to compile because 'number' is immutable and bound.
    /// Re-defining 'number' to be a different value is not allowed in F#.
    let number = 2
    // let number = 3

    /// A mutable binding.  This is required to be able to mutate the value of 'otherNumber'.
    let mutable otherNumber = 2

    printfn "'otherNumber' is %d" otherNumber

    // When mutating a value, use '<-' to assign a new value.
    // Note that '=' is not the same as this.  '=' is used to test equality.
    otherNumber <- otherNumber + 1

    printfn "'otherNumber' changed to be %d" otherNumber

Числа, логические значения и строкиNumbers, Booleans, and Strings

Как на языке .NET, F# поддерживает тот же базовый типов-примитивов , существующие в .NET.As a .NET language, F# supports the same underlying primitive types that exist in .NET.

Вот, как различные числовые типы представлены в F#:Here is how various numeric types are represented in F#:

module IntegersAndNumbers = 

    /// This is a sample integer.
    let sampleInteger = 176

    /// This is a sample floating point number.
    let sampleDouble = 4.1

    /// This computed a new number by some arithmetic.  Numeric types are converted using
    /// functions 'int', 'double' and so on.
    let sampleInteger2 = (sampleInteger/4 + 5 - 7) * 4 + int sampleDouble

    /// This is a list of the numbers from 0 to 99.
    let sampleNumbers = [ 0 .. 99 ]

    /// This is a list of all tuples containing all the numbers from 0 to 99 and their squares.
    let sampleTableOfSquares = [ for i in 0 .. 99 -> (i, i*i) ]

    // The next line prints a list that includes tuples, using '%A' for generic printing.
    printfn "The table of squares from 0 to 99 is:\n%A" sampleTableOfSquares

Вот какие логические значения и выполнения основных условной логики выглядит следующим образом:Here's what Boolean values and performing basic conditional logic looks like:

module Booleans =

    /// Booleans values are 'true' and 'false'.
    let boolean1 = true
    let boolean2 = false

    /// Operators on booleans are 'not', '&&' and '||'.
    let boolean3 = not boolean1 && (boolean2 || false)

    // This line uses '%b'to print a boolean value.  This is type-safe.
    printfn "The expression 'not boolean1 && (boolean2 || false)' is %b" boolean3

А вот какие basic строка манипуляции выглядит как:And here's what basic string manipulation looks like:

module StringManipulation = 

    /// Strings use double quotes.
    let string1 = "Hello"
    let string2  = "world"

    /// Strings can also use @ to create a verbatim string literal.
    /// This will ignore escape characters such as '\', '\n', '\t', etc.
    let string3 = @"C:\Program Files\"

    /// String literals can also use triple-quotes.
    let string4 = """The computer said "hello world" when I told it to!"""

    /// String concatenation is normally done with the '+' operator.
    let helloWorld = string1 + " " + string2 

    // This line uses '%s' to print a string value.  This is type-safe.
    printfn "%s" helloWorld

    /// Substrings use the indexer notation.  This line extracts the first 7 characters as a substring.
    /// Note that like many languages, Strings are zero-indexed in F#.
    let substring = helloWorld.[0..6]
    printfn "%s" substring


Кортежи являются особенного в F#.Tuples are a big deal in F#. Они являются группирования неименованных, но упорядоченных значений, которые могут рассматриваться как сами значения.They are a grouping of unnamed, but ordered values, that can be treated as values themselves. Рассматривайте их как значения, который агрегируется из других значений.Think of them as values which are aggregated from other values. Они имеют множество применений, например удобно возврат из функции несколько значений или значений для удобства некоторые ad-hoc группирования.They have many uses, such as conveniently returning multiple values from a function, or grouping values for some ad-hoc convenience.

module Tuples =

    /// A simple tuple of integers.
    let tuple1 = (1, 2, 3)

    /// A function that swaps the order of two values in a tuple. 
    /// F# Type Inference will automatically generalize the function to have a generic type,
    /// meaning that it will work with any type.
    let swapElems (a, b) = (b, a)

    printfn "The result of swapping (1, 2) is %A" (swapElems (1,2))

    /// A tuple consisting of an integer, a string,
    /// and a double-precision floating point number.
    let tuple2 = (1, "fred", 3.1415)

    printfn "tuple1: %A\ttuple2: %A" tuple1 tuple2

По состоянию на F# 4.1, можно также создать struct кортежей.As of F# 4.1, you can also create struct tuples. Они также настроить взаимодействие полностью с кортежами C# 7/Visual Basic 15, что также struct кортежей:These also interoperate fully with C#7/Visual Basic 15 tuples, which are also struct tuples:

/// Tuples are normally objects, but they can also be represented as structs.
/// These interoperate completely with structs in C# and Visual Basic.NET; however,
/// struct tuples are not implicitly convertible with object tuples (often called reference tuples).
/// The second line below will fail to compile because of this.  Uncomment it to see what happens.
let sampleStructTuple = struct (1, 2)
//let thisWillNotCompile: (int*int) = struct (1, 2)

// Although you can
let convertFromStructTuple (struct(a, b)) = (a, b)
let convertToStructTuple (a, b) = struct(a, b)

printfn "Struct Tuple: %A\nReference tuple made from the Struct Tuple: %A" sampleStructTuple (sampleStructTuple |> convertFromStructTuple)

Важно отметить, что поскольку struct кортежи представляют собой типы значений, для ссылки на кортежи, они не может быть неявно преобразован или наоборот.It's important to note that because struct tuples are value types, they cannot be implicitly converted to reference tuples, or vice versa. Необходимо явным образом преобразовать между кортеж ссылок и структуры.You must explicitly convert between a reference and struct tuple.

Конвейеры и композицииPipelines and Composition

Передать операторы, такие как |> широко используются при обработке данных в языке F#.Pipe operators such as |> are used extensively when processing data in F#. Эти операторы являются функциями, которые позволяют установить «конвейеры» функций разными способами.These operators are functions that allow you to establish "pipelines" of functions in a flexible manner. Следующий пример поможет выполнить как можно воспользоваться преимуществами этих операторов для создания простой работы конвейера:The following example walks through how you can take advantage of these operators to build a simple functional pipeline:

module PipelinesAndComposition =

    /// Squares a value.
    let square x = x * x

    /// Adds 1 to a value.
    let addOne x = x + 1

    /// Tests if an integer value is odd via modulo.
    let isOdd x = x % 2 <> 0

    /// A list of 5 numbers.  More on lists later.
    let numbers = [ 1; 2; 3; 4; 5 ]

    /// Given a list of integers, it filters out the even numbers,
    /// squares the resulting odds, and adds 1 to the squared odds.
    let squareOddValuesAndAddOne values = 
        let odds = List.filter isOdd values
        let squares = List.map square odds
        let result = List.map addOne squares

    printfn "processing %A through 'squareOddValuesAndAddOne' produces: %A" numbers (squareOddValuesAndAddOne numbers)
    /// A shorter way to write 'squareOddValuesAndAddOne' is to nest each
    /// sub-result into the function calls themselves.
    /// This makes the function much shorter, but it's difficult to see the
    /// order in which the data is processed.
    let squareOddValuesAndAddOneNested values = 
        List.map addOne (List.map square (List.filter isOdd values))

    printfn "processing %A through 'squareOddValuesAndAddOneNested' produces: %A" numbers (squareOddValuesAndAddOneNested numbers)

    /// A preferred way to write 'squareOddValuesAndAddOne' is to use F# pipe operators.
    /// This allows you to avoid creating intermediate results, but is much more readable
    /// than nesting function calls like 'squareOddValuesAndAddOneNested'
    let squareOddValuesAndAddOnePipeline values =
        |> List.filter isOdd
        |> List.map square
        |> List.map addOne

    printfn "processing %A through 'squareOddValuesAndAddOnePipeline' produces: %A" numbers (squareOddValuesAndAddOnePipeline numbers)

    /// You can shorten 'squareOddValuesAndAddOnePipeline' by moving the second `List.map` call
    /// into the first, using a Lambda Function.
    /// Note that pipelines are also being used inside the lambda function.  F# pipe operators
    /// can be used for single values as well.  This makes them very powerful for processing data.
    let squareOddValuesAndAddOneShorterPipeline values =
        |> List.filter isOdd
        |> List.map(fun x -> x |> square |> addOne)

    printfn "processing %A through 'squareOddValuesAndAddOneShorterPipeline' produces: %A" numbers (squareOddValuesAndAddOneShorterPipeline numbers)

Приведенный выше образец внесенные использовать многие функции F#, включая список функций по обработке, функций первого класса и частичное применение.The previous sample made use of many features of F#, including list processing functions, first-class functions, and partial application. Несмотря на то, что глубокого понимания каждого из этих концепций могут стать несколько advanced, должно быть ясно, как легко функции могут использоваться для обработки данных, при создании конвейеров.Although a deep understanding of each of those concepts can become somewhat advanced, it should be clear how easily functions can be used to process data when building pipelines.

Списки, массивы и последовательностиLists, Arrays, and Sequences

Списки, массивы и последовательности являются три типа основной коллекции из основной библиотеки F#.Lists, Arrays, and Sequences are three primary collection types in the F# core library.

Перечисляет — это упорядоченная, неизменная коллекции элементов того же типа.Lists are ordered, immutable collections of elements of the same type. Они являются однонаправленных списков, что означает, что они предназначены для перечисления, но плохим выбором для произвольного доступа и объединения, если они большие.They are singly-linked lists, which means they are meant for enumeration, but a poor choice for random access and concatenation if they're large. Это отличие от списков в других популярных языках, которые обычно не используют однонаправленного связного списка для представления списков.This in contrast to Lists in other popular languages, which typically do not use a singly-linked list to represent Lists.

module Lists =

    /// Lists are defined using [ ... ].  This is an empty list.
    let list1 = [ ]  

    /// This is a list with 3 elements.  ';' is used to separate elements on the same line.
    let list2 = [ 1; 2; 3 ]

    /// You can also separate elements by placing them on their own lines.
    let list3 = [

    /// This is a list of integers from 1 to 1000
    let numberList = [ 1 .. 1000 ]  

    /// Lists can also be generated by computations. This is a list containing 
    /// all the days of the year.
    let daysList = 
        [ for month in 1 .. 12 do
              for day in 1 .. System.DateTime.DaysInMonth(2017, month) do 
                  yield System.DateTime(2017, month, day) ]

    // Print the first 5 elements of 'daysList' using 'List.take'.
    printfn "The first 5 days of 2017 are: %A" (daysList |> List.take 5)

    /// Computations can include conditionals.  This is a list containing the tuples
    /// which are the coordinates of the black squares on a chess board.
    let blackSquares = 
        [ for i in 0 .. 7 do
              for j in 0 .. 7 do 
                  if (i+j) % 2 = 1 then 
                      yield (i, j) ]

    /// Lists can be transformed using 'List.map' and other functional programming combinators.
    /// This definition produces a new list by squaring the numbers in numberList, using the pipeline 
    /// operator to pass an argument to List.map.
    let squares = 
        |> List.map (fun x -> x*x) 

    /// There are many other list combinations. The following computes the sum of the squares of the 
    /// numbers divisible by 3.
    let sumOfSquares = 
        |> List.filter (fun x -> x % 3 = 0)
        |> List.sumBy (fun x -> x * x)

    printfn "The sum of the squares of numbers up to 1000 that are divisible by 3 is: %d" sumOfSquares

Массивы являются фиксированного размера, изменяемый коллекции элементов того же типа.Arrays are fixed-size, mutable collections of elements of the same type. Они поддерживают быстрый произвольный доступ элементов и выполняются быстрее, чем F# список, так как они просто смежные блоки памяти.They support fast random access of elements, and are faster than F# lists because they are just contiguous blocks of memory.

module Arrays =

    /// This is The empty array.  Note that the syntax is similar to that of Lists, but uses `[| ... |]` instead.
    let array1 = [| |]

    /// Arrays are specified using the same range of constructs as lists.
    let array2 = [| "hello"; "world"; "and"; "hello"; "world"; "again" |]

    /// This is an array of numbers from 1 to 1000.
    let array3 = [| 1 .. 1000 |]

    /// This is an array containing only the words "hello" and "world".
    let array4 = 
        [| for word in array2 do
               if word.Contains("l") then 
                   yield word |]

    /// This is an array initialized by index and containing the even numbers from 0 to 2000.
    let evenNumbers = Array.init 1001 (fun n -> n * 2) 

    /// Sub-arrays are extracted using slicing notation.
    let evenNumbersSlice = evenNumbers.[0..500]

    /// You can loop over arrays and lists using 'for' loops.
    for word in array4 do 
        printfn "word: %s" word

    // You can modify the contents of an array element by using the left arrow assignment operator.
    // To learn more about this operator, see: https://docs.microsoft.com/dotnet/fsharp/language-reference/values/index#mutable-variables
    array2.[1] <- "WORLD!"

    /// You can transform arrays using 'Array.map' and other functional programming operations.
    /// The following calculates the sum of the lengths of the words that start with 'h'.
    let sumOfLengthsOfWords = 
        |> Array.filter (fun x -> x.StartsWith "h")
        |> Array.sumBy (fun x -> x.Length)

    printfn "The sum of the lengths of the words in Array 2 is: %d" sumOfLengthsOfWords

Последовательности — это логический ряд элементов одного типа.Sequences are a logical series of elements, all of the same type. Это более общий тип чем списки и массивы, может быть «представления» в любой логический ряд элементов.These are a more general type than Lists and Arrays, capable of being your "view" into any logical series of elements. Они также используются, так как они могут быть отложенной, что означает, что элементы, можно вычислить только в том случае, когда они нужны.They also stand out because they can be lazy, which means that elements can be computed only when they are needed.

module Sequences = 

    /// This is the empty sequence.
    let seq1 = Seq.empty

    /// This a sequence of values.
    let seq2 = seq { yield "hello"; yield "world"; yield "and"; yield "hello"; yield "world"; yield "again" }

    /// This is an on-demand sequence from 1 to 1000.
    let numbersSeq = seq { 1 .. 1000 }

    /// This is a sequence producing the words "hello" and "world"
    let seq3 = 
        seq { for word in seq2 do
                  if word.Contains("l") then 
                      yield word }

    /// This sequence producing the even numbers up to 2000.
    let evenNumbers = Seq.init 1001 (fun n -> n * 2) 

    let rnd = System.Random()

    /// This is an infinite sequence which is a random walk.
    /// This example uses yield! to return each element of a subsequence.
    let rec randomWalk x =
        seq { yield x
              yield! randomWalk (x + rnd.NextDouble() - 0.5) }

    /// This example shows the first 100 elements of the random walk.
    let first100ValuesOfRandomWalk = 
        randomWalk 5.0 
        |> Seq.truncate 100
        |> Seq.toList

    printfn "First 100 elements of a random walk: %A" first100ValuesOfRandomWalk

Рекурсивные функцииRecursive Functions

Обработка коллекций или последовательности элементов обычно делается с помощью рекурсии в F#.Processing collections or sequences of elements is typically done with recursion in F#. Несмотря на то, что F# имеет поддержку циклы и императивное программирование, рекурсии является предпочтительным, так как его проще обеспечить правильность.Although F# has support for loops and imperative programming, recursion is preferred because it is easier to guarantee correctness.


Следующий пример использует сопоставление шаблонов с помощью match выражение.The following example makes use of the pattern matching via the match expression. Этой фундаментальной конструкцией рассматривается далее в этой статье.This fundamental construct is covered later in this article.

module RecursiveFunctions = 
    /// This example shows a recursive function that computes the factorial of an 
    /// integer. It uses 'let rec' to define a recursive function.
    let rec factorial n = 
        if n = 0 then 1 else n * factorial (n-1)

    printfn "Factorial of 6 is: %d" (factorial 6)

    /// Computes the greatest common factor of two integers.
    /// Since all of the recursive calls are tail calls,
    /// the compiler will turn the function into a loop,
    /// which improves performance and reduces memory consumption.
    let rec greatestCommonFactor a b =
        if a = 0 then b
        elif a < b then greatestCommonFactor a (b - a)
        else greatestCommonFactor (a - b) b

    printfn "The Greatest Common Factor of 300 and 620 is %d" (greatestCommonFactor 300 620)

    /// This example computes the sum of a list of integers using recursion.
    let rec sumList xs =
        match xs with
        | []    -> 0
        | y::ys -> y + sumList ys

    /// This makes 'sumList' tail recursive, using a helper function with a result accumulator.
    let rec private sumListTailRecHelper accumulator xs =
        match xs with
        | []    -> accumulator
        | y::ys -> sumListTailRecHelper (accumulator+y) ys
    /// This invokes the tail recursive helper function, providing '0' as a seed accumulator.
    /// An approach like this is common in F#.
    let sumListTailRecursive xs = sumListTailRecHelper 0 xs

    let oneThroughTen = [1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10]

    printfn "The sum 1-10 is %d" (sumListTailRecursive oneThroughTen)

F# также обеспечивает полную поддержку оптимизацию вызова с префиксом Tail, это способ оптимизации рекурсивных вызовов, чтобы они были просто так же быстро, как конструкция цикла.F# also has full support for Tail Call Optimization, which is a way to optimize recursive calls so that they are just as fast as a loop construct.

Запись и типы размеченного объединенияRecord and Discriminated Union Types

Типы объединений и записи являются два основных типа данных используется в коде F# и чаще всего это лучший способ представления данных в программе F#.Record and Union types are two fundamental data types used in F# code, and are generally the best way to represent data in an F# program. Несмотря на то, что это делает их подобные классам в других языках, один из их основных различий является наличие семантикой структурного равенства.Although this makes them similar to classes in other languages, one of their primary differences is that they have structural equality semantics. Это означает, что они «изначально» сравнимы и равенства несложно — просто проверить, если он равен другому.This means that they are "natively" comparable and equality is straightforward - just check if one is equal to the other.

Записи являются статистическое вычисление именованных значений, с помощью необязательных элементов (например, методы).Records are an aggregate of named values, with optional members (such as methods). Если вы знакомы с C# или Java, затем они должно казаться похожими POCO или элементов Pojo - только с структурного равенства и менее формального.If you're familiar with C# or Java, then these should feel similar to POCOs or POJOs - just with structural equality and less ceremony.

module RecordTypes = 

    /// This example shows how to define a new record type.  
    type ContactCard = 
        { Name     : string
          Phone    : string
          Verified : bool }
    /// This example shows how to instantiate a record type.
    let contact1 = 
        { Name = "Alf" 
          Phone = "(206) 555-0157" 
          Verified = false }

    /// You can also do this on the same line with ';' separators.
    let contactOnSameLine = { Name = "Alf"; Phone = "(206) 555-0157"; Verified = false }

    /// This example shows how to use "copy-and-update" on record values. It creates 
    /// a new record value that is a copy of contact1, but has different values for 
    /// the 'Phone' and 'Verified' fields.
    /// To learn more, see: https://docs.microsoft.com/dotnet/fsharp/language-reference/copy-and-update-record-expressions
    let contact2 = 
        { contact1 with 
            Phone = "(206) 555-0112"
            Verified = true }

    /// This example shows how to write a function that processes a record value.
    /// It converts a 'ContactCard' object to a string.
    let showContactCard (c: ContactCard) = 
        c.Name + " Phone: " + c.Phone + (if not c.Verified then " (unverified)" else "")

    printfn "Alf's Contact Card: %s" (showContactCard contact1)

    /// This is an example of a Record with a member.
    type ContactCardAlternate =
        { Name     : string
          Phone    : string
          Address  : string
          Verified : bool }

        /// Members can implement object-oriented members.
        member this.PrintedContactCard =
            this.Name + " Phone: " + this.Phone + (if not this.Verified then " (unverified)" else "") + this.Address

    let contactAlternate = 
        { Name = "Alf" 
          Phone = "(206) 555-0157" 
          Verified = false 
          Address = "111 Alf Street" }
    // Members are accessed via the '.' operator on an instantiated type.
    printfn "Alf's alternate contact card is %s" contactAlternate.PrintedContactCard

По состоянию на F# 4.1, может также представлять записи в виде structs.As of F# 4.1, you can also represent Records as structs. Это делается с помощью [<Struct>] атрибут:This is done with the [<Struct>] attribute:

/// Records can also be represented as structs via the 'Struct' attribute.
/// This is helpful in situations where the performance of structs outweighs
/// the flexibility of reference types.
type ContactCardStruct = 
    { Name     : string
      Phone    : string
      Verified : bool }

Размеченные объединения (DUs) — это значения, которые могут быть ряд именованных форм или случаев.Discriminated Unions (DUs) are values which could be a number of named forms or cases. Данные, хранящиеся в типе может принимать несколько различных значений.Data stored in the type can be one of several distinct values.

module DiscriminatedUnions = 

    /// The following represents the suit of a playing card.
    type Suit = 
        | Hearts 
        | Clubs 
        | Diamonds 
        | Spades

    /// A Discriminated Union can also be used to represent the rank of a playing card.
    type Rank = 
        /// Represents the rank of cards 2 .. 10
        | Value of int
        | Ace
        | King
        | Queen
        | Jack

        /// Discriminated Unions can also implement object-oriented members.
        static member GetAllRanks() = 
            [ yield Ace
              for i in 2 .. 10 do yield Value i
              yield Jack
              yield Queen
              yield King ]
    /// This is a record type that combines a Suit and a Rank.
    /// It's common to use both Records and Discriminated Unions when representing data.
    type Card = { Suit: Suit; Rank: Rank }
    /// This computes a list representing all the cards in the deck.
    let fullDeck = 
        [ for suit in [ Hearts; Diamonds; Clubs; Spades] do
              for rank in Rank.GetAllRanks() do 
                  yield { Suit=suit; Rank=rank } ]

    /// This example converts a 'Card' object to a string.
    let showPlayingCard (c: Card) = 
        let rankString = 
            match c.Rank with 
            | Ace -> "Ace"
            | King -> "King"
            | Queen -> "Queen"
            | Jack -> "Jack"
            | Value n -> string n
        let suitString = 
            match c.Suit with 
            | Clubs -> "clubs"
            | Diamonds -> "diamonds"
            | Spades -> "spades"
            | Hearts -> "hearts"
        rankString  + " of " + suitString

    /// This example prints all the cards in a playing deck.
    let printAllCards() = 
        for card in fullDeck do 
            printfn "%s" (showPlayingCard card)

Можно также использовать DUs как одиночным размеченные объединения, чтобы помочь с доменом, моделирование по типов-примитивов.You can also use DUs as Single-Case Discriminated Unions, to help with domain modeling over primitive types. Зачастую, строк и других типов-примитивов, используются для представления и таким образом, предоставить определенного значения.Often times, strings and other primitive types are used to represent something, and are thus given a particular meaning. Тем не менее с помощью простых представлением данных может привести к ошибочно назначение неправильное значение!However, using only the primitive representation of the data can result in mistakenly assigning an incorrect value! Представляет каждый тип данных, как объединение отдельных одиночным можно принудительно задать правильность в этом сценарии.Representing each type of information as a distinct single-case union can enforce correctness in this scenario.

// Single-case DUs are often used for domain modeling.  This can buy you extra type safety
// over primitive types such as strings and ints.
// Single-case DUs cannot be implicitly converted to or from the type they wrap.
// For example, a function which takes in an Address cannot accept a string as that input,
// or vice versa.
type Address = Address of string
type Name = Name of string
type SSN = SSN of int

// You can easily instantiate a single-case DU as follows.
let address = Address "111 Alf Way"
let name = Name "Alf"
let ssn = SSN 1234567890

/// When you need the value, you can unwrap the underlying value with a simple function.
let unwrapAddress (Address a) = a
let unwrapName (Name n) = n
let unwrapSSN (SSN s) = s

// Printing single-case DUs is simple with unwrapping functions.
printfn "Address: %s, Name: %s, and SSN: %d" (address |> unwrapAddress) (name |> unwrapName) (ssn |> unwrapSSN)

Как показано в приведенном выше примере, чтобы получить базовое значение в одиночным размеченного объединения, вы должны явно распаковки.As the above sample demonstrates, to get the underlying value in a single-case Discriminated Union, you must explicitly unwrap it.

Кроме того DUs также поддерживают рекурсивные определения, что позволяет легко представления дерева и по своей природе рекурсивные данные.Additionally, DUs also support recursive definitions, allowing you to easily represent trees and inherently recursive data. Например, вот как может представлять двоичное дерево поиска с exists и insert функции.For example, here's how you can represent a Binary Search Tree with exists and insert functions.

/// Discriminated Unions also support recursive definitions.
/// This represents a Binary Search Tree, with one case being the Empty tree,
/// and the other being a Node with a value and two subtrees.
type BST<'T> =
    | Empty
    | Node of value:'T * left: BST<'T> * right: BST<'T>

/// Check if an item exists in the binary search tree.
/// Searches recursively using Pattern Matching.  Returns true if it exists; otherwise, false.
let rec exists item bst =
    match bst with
    | Empty -> false
    | Node (x, left, right) ->
        if item = x then true
        elif item < x then (exists item left) // Check the left subtree.
        else (exists item right) // Check the right subtree.

/// Inserts an item in the Binary Search Tree.
/// Finds the place to insert recursively using Pattern Matching, then inserts a new node.
/// If the item is already present, it does not insert anything.
let rec insert item bst =
    match bst with
    | Empty -> Node(item, Empty, Empty)
    | Node(x, left, right) as node ->
        if item = x then node // No need to insert, it already exists; return the node.
        elif item < x then Node(x, insert item left, right) // Call into left subtree.
        else Node(x, left, insert item right) // Call into right subtree.

Поскольку DUs можно представить рекурсивную структуру дерева в тип данных, на этом рекурсивную структуру прост и гарантирует правильность.Because DUs allow you to represent the recursive structure of the tree in the data type, operating on this recursive structure is straightforward and guarantees correctness. Также поддерживается при сопоставлении шаблонов, как показано ниже.It is also supported in pattern matching, as shown below.

Кроме того, вы можете представить DUs как structs с [<Struct>] атрибут:Additionally, you can represent DUs as structs with the [<Struct>] attribute:

/// Discriminated Unions can also be represented as structs via the 'Struct' attribute.
/// This is helpful in situations where the performance of structs outweighs
/// the flexibility of reference types.
/// However, there are two important things to know when doing this:
///     1. A struct DU cannot be recursively-defined.
///     2. A struct DU must have unique names for each of its cases.
type Shape =
    | Circle of radius: float
    | Square of side: float
    | Triangle of height: float * width: float

Тем не менее существует два важных момента при этом следует учитывать:However, there are two key things to keep in mind when doing so:

  1. Структура DU не может быть определен рекурсивно.A struct DU cannot be recursively-defined.
  2. Структура DU должны иметь уникальные имена для каждого из его вариантов.A struct DU must have unique names for each of its cases.

Несоблюдение выше приведет к ошибке компиляции.Failure to follow the above will result in a compilation error.

Сопоставление шаблоновPattern Matching

Шаблон сопоставления -функция F#, которая позволяет правильностью для работающие с типами F#.Pattern Matching is the F# language feature which enables correctness for operating on F# types. В примерах выше вы, наверное, заметили совсем немного match x with ... синтаксис.In the above samples, you probably noticed quite a bit of match x with ... syntax. Эта конструкция позволяет компилятору, который можно определить «форму» типы данных, для принудительного для учетной записи для всех возможных вариантов, при использовании типа данных через то, что известно как полное сопоставление шаблонов.This construct allows the compiler, which can understand the "shape" of data types, to force you to account for all possible cases when using a data type through what is known as Exhaustive Pattern Matching. Это невероятно мощное правильность и искусно позволяют «извлекаете», что обычно является проблемой среды выполнения в во время компиляции.This is incredibly powerful for correctness, and can be cleverly used to "lift" what would normally be a runtime concern into compile-time.

module PatternMatching =

    /// A record for a person's first and last name
    type Person = {
        First : string
        Last  : string

    /// A Discriminated Union of 3 different kinds of employees
    type Employee =
        | Engineer of engineer: Person
        | Manager of manager: Person * reports: List<Employee>
        | Executive of executive: Person * reports: List<Employee> * assistant: Employee

    /// Count everyone underneath the employee in the management hierarchy,
    /// including the employee. The matches bind names to the properties 
    /// of the cases so that those names can be used inside the match branches.
    /// Note that the names used for binding do not need to be the same as the 
    /// names given in the DU definition above.
    let rec countReports(emp : Employee) =
        1 + match emp with
            | Engineer(person) ->
            | Manager(person, reports) ->
                reports |> List.sumBy countReports
            | Executive(person, reports, assistant) ->
                (reports |> List.sumBy countReports) + countReports assistant

    /// Find all managers/executives named "Dave" who do not have any reports.
    /// This uses the 'function' shorthand to as a lambda expression.
    let rec findDaveWithOpenPosition(emps : List<Employee>) =
        |> List.filter(function
                       | Manager({First = "Dave"}, []) -> true // [] matches an empty list.
                       | Executive({First = "Dave"}, [], _) -> true
                       | _ -> false) // '_' is a wildcard pattern that matches anything.
                                     // This handles the "or else" case.

Вы заметите, что-то заключается в использовании _ шаблон.Something you may have noticed is the use of the _ pattern. Этот процесс называется Шаблон подстановочного знака, который является способом выполнения «Меня не волнует, что что-то такое».This is known as the Wildcard Pattern, which is a way of saying "I don't care what something is". Несмотря на то что удобна, можно случайно обойти полное сопоставление шаблонов и больше не воспользоваться преимуществами принудительные применения во время компиляции, если не соблюдать осторожность при использовании _.Although convenient, you can accidentally bypass Exhaustive Pattern Matching and no longer benefit from compile-time enforcements if you aren't careful in using _. Лучше всего использовать, если вас не интересуют некоторые фрагменты разложенные типа при шаблон соответствия или последнего предложения, когда перечислили все значимые варианты в выражении шаблона.It is best used when you don't care about certain pieces of a decomposed type when pattern matching, or the final clause when you have enumerated all meaningful cases in a pattern matching expression.

Активные шаблоны являются другой мощные конструкции для использования с сопоставлением шаблонов.Active Patterns are another powerful construct to use with pattern matching. Они позволяют секционировать входные данные в пользовательских форм, их разбивки на сайте вызова соответствия шаблону.They allow you to partition input data into custom forms, decomposing them at the pattern match call site. Они могут также быть параметризованы, таким образом для определения секции в качестве функции.They can also be parameterized, thus allowing to define the partition as a function. Развертывание в предыдущем примере, для поддержки активные шаблоны выглядит примерно следующим образом:Expanding the previous example to support Active Patterns looks something like this:

// Active Patterns are another powerful construct to use with pattern matching.
// They allow you to partition input data into custom forms, decomposing them at the pattern match call site. 
// To learn more, see: https://docs.microsoft.com/dotnet/fsharp/language-reference/active-patterns
let (|Int|_|) = parseInt
let (|Double|_|) = parseDouble
let (|Date|_|) = parseDateTimeOffset
let (|TimeSpan|_|) = parseTimeSpan

/// Pattern Matching via 'function' keyword and Active Patterns often looks like this.
let printParseResult = function
    | Int x -> printfn "%d" x
    | Double x -> printfn "%f" x
    | Date d -> printfn "%s" (d.ToString())
    | TimeSpan t -> printfn "%s" (t.ToString())
    | _ -> printfn "Nothing was parse-able!"

// Call the printer with some different values to parse.
printParseResult "12"
printParseResult "12.045"
printParseResult "12/28/2016"
printParseResult "9:01PM"
printParseResult "banana!"

Дополнительные типыOptional Types

Один особый случай размеченного объединения типов — это тип параметра, это так удобно, что он является частью основной библиотеки F#.One special case of Discriminated Union types is the Option Type, which is so useful that it's a part of the F# core library.

Тип параметра — это тип, который представляет один из двух случаев: значение, либо значение nothing вообще.The Option Type is a type which represents one of two cases: a value, or nothing at all. Он используется в любом сценарии, где значение может или не из конкретной операции.It is used in any scenario where a value may or may not result from a particular operation. Затем, поэтому приходится учетной записи в обоих случаях станет проблемой во время компиляции, а не значения среды выполнения.This then forces you to account for both cases, making it a compile-time concern rather than a runtime concern. Они часто используются в API-интерфейсах где null используется для представления «nothing», вместо этого, тем самым исключая необходимость беспокоиться о NullReferenceException во многих случаях.These are often used in APIs where null is used to represent "nothing" instead, thus eliminating the need to worry about NullReferenceException in many circumstances.

/// Option values are any kind of value tagged with either 'Some' or 'None'.
/// They are used extensively in F# code to represent the cases where many other
/// languages would use null references.
/// To learn more, see: https://docs.microsoft.com/dotnet/fsharp/language-reference/options
module OptionValues = 

    /// First, define a zip code defined via Single-case Discriminated Union.
    type ZipCode = ZipCode of string

    /// Next, define a type where the ZipCode is optional.
    type Customer = { ZipCode: ZipCode option }

    /// Next, define an interface type the represents an object to compute the shipping zone for the customer's zip code, 
    /// given implementations for the 'getState' and 'getShippingZone' abstract methods.
    type IShippingCalculator =
        abstract GetState : ZipCode -> string option
        abstract GetShippingZone : string -> int

    /// Next, calculate a shipping zone for a customer using a calculator instance.
    /// This uses combinators in the Option module to allow a functional pipeline for
    /// transforming data with Optionals.
    let CustomerShippingZone (calculator: IShippingCalculator, customer: Customer) =
        |> Option.bind calculator.GetState 
        |> Option.map calculator.GetShippingZone

Единицы измеренияUnits of Measure

Одной из уникальных особенностей системы типов F# является возможность предоставления контекста для числовых литералов через единицы измерения.One unique feature of F#'s type system is the ability to provide context for numeric literals through Units of Measure.

Единицы измерения позволяют связывать числового типа к единице измерения, такие как счетчики, и у функции работы с единицы, а не числовые литералы.Units of Measure allow you to associate a numeric type to a unit, such as Meters, and have functions perform work on units rather than numeric literals. Это позволяет компилятору проверять, что типы числовых литералов, передаваемых в смысл при определенном контексте, устраняя ошибки времени выполнения, связанного с такой работы.This enables the compiler to verify that the types of numeric literals passed in make sense under a certain context, thus eliminating runtime errors associated with that kind of work.

/// Units of measure are a way to annotate primitive numeric types in a type-safe way.
/// You can then perform type-safe arithmetic on these values.
/// To learn more, see: https://docs.microsoft.com/dotnet/fsharp/language-reference/units-of-measure
module UnitsOfMeasure = 

    /// First, open a collection of common unit names
    open Microsoft.FSharp.Data.UnitSystems.SI.UnitNames

    /// Define a unitized constant
    let sampleValue1 = 1600.0<meter>          

    /// Next, define a new unit type
    type mile =
        /// Conversion factor mile to meter.
        static member asMeter = 1609.34<meter/mile>

    /// Define a unitized constant
    let sampleValue2  = 500.0<mile>          

    /// Compute  metric-system constant
    let sampleValue3 = sampleValue2 * mile.asMeter   

    // Values using Units of Measure can be used just like the primitive numeric type for things like printing.
    printfn "After a %f race I would walk %f miles which would be %f meters" sampleValue1 sampleValue2 sampleValue3

Библиотеки ядра F# определяет многие типы единиц SI и преобразования единиц измерения.The F# Core library defines many SI unit types and unit conversions. Чтобы узнать больше, ознакомьтесь с Microsoft.FSharp.Data.unitsystems.SI-пространство имен.To learn more, check out the Microsoft.FSharp.Data.UnitSystems.SI Namespace.

Классы и интерфейсыClasses and Interfaces

F# также имеет полную поддержку для классов .NET, интерфейсы, абстрактные классы, наследования, и т. д.F# also has full support for .NET classes, Interfaces, Abstract Classes, Inheritance, and so on.

Классы представляют объекты .NET, который может иметь свойства, методы и события, что его члены.Classes are types that represent .NET objects, which can have properties, methods, and events as its Members.

/// Classes are a way of defining new object types in F#, and support standard Object-oriented constructs.
/// They can have a variety of members (methods, properties, events, etc.)
/// To learn more about Classes, see: https://docs.microsoft.com/dotnet/fsharp/language-reference/classes
/// To learn more about Members, see: https://docs.microsoft.com/dotnet/fsharp/language-reference/members
module DefiningClasses = 

    /// A simple two-dimensional Vector class.
    /// The class's constructor is on the first line,
    /// and takes two arguments: dx and dy, both of type 'double'.
    type Vector2D(dx : double, dy : double) =

        /// This internal field stores the length of the vector, computed when the 
        /// object is constructed
        let length = sqrt (dx*dx + dy*dy)

        // 'this' specifies a name for the object's self-identifier.
        // In instance methods, it must appear before the member name.
        member this.DX = dx

        member this.DY = dy

        member this.Length = length

        /// This member is a method.  The previous members were properties.
        member this.Scale(k) = Vector2D(k * this.DX, k * this.DY)
    /// This is how you instantiate the Vector2D class.
    let vector1 = Vector2D(3.0, 4.0)

    /// Get a new scaled vector object, without modifying the original object.
    let vector2 = vector1.Scale(10.0)

    printfn "Length of vector1: %f\nLength of vector2: %f" vector1.Length vector2.Length

Определение универсальных классов также очень проста.Defining generic classes is also very straightforward.

/// Generic classes allow types to be defined with respect to a set of type parameters.
/// In the following, 'T is the type parameter for the class.
/// To learn more, see: https://docs.microsoft.com/dotnet/fsharp/language-reference/generics/
module DefiningGenericClasses = 

    type StateTracker<'T>(initialElement: 'T) = 

        /// This internal field store the states in a list.
        let mutable states = [ initialElement ]

        /// Add a new element to the list of states.
        member this.UpdateState newState = 
            states <- newState :: states  // use the '<-' operator to mutate the value.

        /// Get the entire list of historical states.
        member this.History = states

        /// Get the latest state.
        member this.Current = states.Head

    /// An 'int' instance of the state tracker class. Note that the type parameter is inferred.
    let tracker = StateTracker 10

    // Add a state
    tracker.UpdateState 17

Чтобы реализовать интерфейс, можно использовать либо interface ... with синтаксис или выражение объекта.To implement an Interface, you can use either interface ... with syntax or an Object Expression.

/// Interfaces are object types with only 'abstract' members.
/// Object types and object expressions can implement interfaces.
/// To learn more, see: https://docs.microsoft.com/dotnet/fsharp/language-reference/interfaces
module ImplementingInterfaces =

    /// This is a type that implements IDisposable.
    type ReadFile() =

        let file = new System.IO.StreamReader("readme.txt")

        member this.ReadLine() = file.ReadLine()

        // This is the implementation of IDisposable members.
        interface System.IDisposable with
            member this.Dispose() = file.Close()

    /// This is an object that implements IDisposable via an Object Expression
    /// Unlike other languages such as C# or Java, a new type definition is not needed 
    /// to implement an interface.
    let interfaceImplementation =
        { new System.IDisposable with
            member this.Dispose() = printfn "disposed" }

Типы, которые требуется использоватьWhich Types to Use

Наличие классы, записи, размеченные объединения и кортежи приводит к важный вопрос: что следует использовать?The presence of Classes, Records, Discriminated Unions, and Tuples leads to an important question: which should you use? Как и почти все в жизни ответ зависит от обстоятельств.Like most everything in life, the answer depends on your circumstances.

Кортежи отлично подходят для возврата нескольких значений из функции и статистическое вычисление ad-hoc значения в качестве значение сам.Tuples are great for returning multiple values from a function, and using an ad-hoc aggregate of values as a value itself.

Записи являются «шаг вверх» из кортежей, с именем метки и поддержка необязательных элементов.Records are a "step up" from Tuples, having named labels and support for optional members. Они отлично подходят для неофициальное представление данных во время передачи по программе.They are great for a low-ceremony representation of data in-transit through your program. Из-за наличия структурного равенства, они легко использовать с сравнения.Because they have structural equality, they are easy to use with comparison.

Размеченные объединения имеют множество применений, но преимущество core заключается в том, чтобы иметь возможность использовать их вместе с сопоставлением шаблонов, чтобы учесть все возможные «фигуры», которые могут иметь данных.Discriminated Unions have many uses, but the core benefit is to be able to utilize them in conjunction with Pattern Matching to account for all possible "shapes" that a data can have.

Классы отлично подходят для множество причин, например для представления информации и также привязать эту информацию к функциональным возможностям.Classes are great for a huge number of reasons, such as when you need to represent information and also tie that information to functionality. Как правило при наличии функциональные возможности, которые концептуально привязывается к некоторым данным с помощью классов и принципы объектно-ориентированное программирование является большим преимуществом.As a rule of thumb, when you have functionality which is conceptually tied to some data, using Classes and the principles of Object-Oriented Programming is a big benefit. Классы также представлены предпочтительный тип данных при взаимодействии с C# и Visual Basic, как эти языки используют классы для практически полностью.Classes are also the preferred data type when interoperating with C# and Visual Basic, as these languages use classes for nearly everything.

Следующие шагиNext Steps

Теперь, когда вы увидели некоторые из основных функций языка, можно приступать к записи вашей первой программы на F#!Now that you've seen some of the primary features of the language, you should be ready to write your first F# programs! Ознакомьтесь с Приступая к работе чтобы узнать, как настроить среду разработки и написать код.Check out Getting Started to learn how to set up your development environment and write some code.

Следующие шаги для получения дополнительных сведений может быть любым, но мы рекомендуем введение в функциональное программирование в F# успешной работы с основными механизмами функциональное программирование.The next steps for learning more can be whatever you like, but we recommend Introduction to Functional Programming in F# to get comfortable with core Functional Programming concepts. Это будут важное значение для построения надежных программ на языке F#.These will be essential in building robust programs in F#.

Кроме того, ознакомьтесь с Справочник по языку F# чтобы увидеть полный набор концептуальное содержимое на F#.Also, check out the F# Language Reference to see a comprehensive collection of conceptual content on F#.