【F#初学者】第一讲 F#简介&&&第一个F#程序-优快云博客

这个系列将会讲述，关于F#本身的语法，功能等相关知识。作为另一个【函数式编程】系列的知识补充

我们开门见山，以几个问题作为开端，解答读者可能想知道问题。

为什么要选择F#？

编程语言重要吗？

或许大学老师会告诉你，编程语言只是工具，只取决于你怎么用它。这么说也没错，本质上我们都是告诉计算机要做什么。事实上，编程语言之间确实有很多共通之处，在最初学习编程时，这句话或许没什么问题。但为什么有这么多的编程语言呢？既然是工具，当然有好不好用，适不适合用之分了。最初我们只需要纯粹的逻辑时，语言本身特性就显得不关键了，但当我们步入更复杂的领域后...

编程语言很重要，一个编程语言会很可能影响编写的代码的可靠性、安全性和效率，也会影响可读性，重构难易度等等。同时，了解一门编程语言，即使后续不再会使用它，也可能使你受益匪浅。而F#正是这样一种语言。

如果读者没有了解过函数式编程，而是抱着再学习一门类似C#，或是C++这类偏重于面向对象的语言的想法的话。那么在正式开始之前必须转变你的想法，我们是在学习一个全新的东西，对于面向对象程序员来说，这是一个打破常规的新东西。尽管F#也支持面向对象编程，但这不是他的强项，也不是他希望你使用的。

F#更偏向于使用函数式编程的代码，使用它，你就可以获得更具可读性，安全，易于测试，易于并行的代码。在这个基础上，你还能享受到.NET生态中几乎所有的好处，这点与C#一样。他强大的类型推断系统也能让我们更容易编写出简洁清晰的代码

对我来说，我选择F#的原因是它是一门运行在.NET之上的（强类型）函数式语言，并且我能通过F#学习到更多的新知识。我喜欢.NET，也喜欢新的知识，这对我而言再适合不过。

我能用F#做什么？

F#与C#都是.NET家族中的一员，F#作为C#的扩展使用非常方便，配合languageExt库使用，也能获得更好的体验。当然F#中也可以轻松的使用C#的库，不过F#的项目模板相对没有C#那么丰富，个人来说更喜欢将F#库集成到C#中使用。

F#的特性让你能够写出更加健壮的代码，你能够轻松的写出更少出现bug的代码。
F#可以更好的处理异步/并行等任务
F#可以编译成JavaScript的代码使用
并且，F#的学习可以让你在其他领域也获得不少新思路。
F#作为函数式编程的入门语言，也是一个非常好的选择

怎么用F#?

F#目前包含在.NET中，与C#/VB.NET有相同的地位，只需要浏览器访问get.dot.net,安装.NET SDK之后，就可以使用了。

F#可以和正常项目一样开发，也可以使用dotnet fsi指令进入交互窗口测试使用。同样的，也可以使用jupyter notebook进行编写

交互窗口

jupyter notebook

推荐使用什么编写？

VSCode, Rider, Visual Studio都可以用来编写F#，不过我首选推荐的是VSCode（配合插件Ionide for F#(此插件包含在.NET扩展包中)），Rider和VS体验类似，Rider个人体验相对更好一些

开始我们第一个F#的程序

首先，一切的开始，最简单的Hello World

printfn "Hello From F#!"

然后是我们F#中声明”变量“的方法

let a = 1

值得注意的是F#中默认数据是不可变的，所以我们无法使用 a = 2 对a赋值。如果要声明一个变量是可变的话，需要显式的标记为mutable.(但通常情况下我们不推荐这么做)

let mutable x = 10
x <- 3

接下来是我们的 "分支语句"（if）

if a = 1 then
    printfn "a is 1"
elif a = 2 then
    printfn "a is 2"
else
    printfn "a is neither 1 nor 2"

C#有所不同，但看起来功能差异不大。但其实二者完全不一样，F#里一切皆为表达式，不过我们先搁置这个

接下来是我们的“循环语句”(while for)

for i in 1..5 do
    printfn "i is %d" i
while true do
    printfn "a is %d" a

与if一样，在F#中这二者也是表达式，也没有常规语言中的continue或是break来控制循环。事实上在F#中，我们不推荐使用for和while来执行任务，这两者更偏向于命令式，去精细的控制流程。而我们F#（函数式编程），有另一种方式去执行类似的事务，不过还是一样，这里暂且搁置。

最后一块拼图则是我们的函数

let f a b = a + b
let f1() = 1
let f3 (a: int) (b: int) : int = a + b

以上定义了三个函数，第一个函数的参数在使用时会自动类型推断，当然，也可以使用第三个函数的声明方法，更准确的声明函数签名

第二个函数没有任何入参所以需要加上一对括号表明这是一个没有入参的函数，不过事实上，在F#中，我们很少会用到完全没有入参的函数。

最后，结合上面所提到的内容，我们可以正式开始编写一个程序。通过身高体重计算出我们的BMI值，并输出健康或者肥胖与偏瘦。

定义BMI值为体重/(身高^2)，当值小于18.5时为偏瘦，在18.5到24之间则为正常，在24到28之间为过重，28以上则是肥胖。

根据以上定义和要求，我们可以轻松的写出我们的代码

let printfBmi (weight: float) (height: float) = 
    let bmi = weight / (height * height)
    if bmi < 18.5 then printfn "偏瘦"
    elif bmi < 24.0 then printfn "正常"
    elif bmi < 28.0 then printfn "过重"
    else printfn "肥胖"
printfBmi 70.0 1.75

so easy! 看起来没有任何问题。不过，这其实不符合我们F#的风格，这个函数中有着太多的副作用，让我们函数式编程者看的头疼

忍不了了，现在我们稍微对代码进行改动

let getBmiResult (weight: float) (height: float) = 
    let bmi = weight / (height * height)
    if bmi < 18.5 then "偏瘦"
    elif bmi < 24.0 then "正常"
    elif bmi < 28.0 then  "过重"
    else "肥胖"
printfn "%A" (getBmiResult 70.0 1.75)

我们修改了函数，让他返回一个值而不是输出一个值，这时候，这个函数就完全没有了副作用（IO），并且也拥有了一个有意义的返回值（原来的函数也拥有返回值(unit), 并不像返回类型是void那样的函数，我们可以将unit绑定到一个标识符上）

let v = printfn "Hello World" //读者可以在交互窗口测试这段代码
printfn "%A" v

这样就得到了一个符合F#风格的程序，可能读者还对这种微妙的变化没有什么特别的感受，但在后续的学习中，我们越来越明白这种改动所带来的好处。

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