面向具有 C 语言基础知识者的 C++ 入门教程 (I)
引言
C 语言通常被认为是一种面向过程的语言,因为其本身的特性更容易编写面向过程的代码,当然也不排除使用 C 语言编写面向过程的代码,比如 Linux 的源代码以及现在很火的国产物联网操作系统 RT-Thread,其内核的实现方式都是使用 C 语言实现的面向对象的代码。相比于 C 语言来说,C++ 更能够实现面向对象的程序设计,其具有的特性也要比 C 语言要多的多。下面假设有这样一个需求。
现要描述两个人的信息,姓名,职业,年龄,并输出。
我们首先先使用 C 语言的设计思路实现这个功能。
C语言描述
如果使用 C 语言来描述上面这个问题,大部分都会想到使用结构体来完成这个要求,写出的程序也就如下所示:
#include <stdio.h>
struct person
{
char *name;
int age;
char *work;
};
int main(int argc, char** aggv)
{
struct person persons[] = {
{"wenzi",24,"programer"},
{"jiao", 22,"teacher"},
};
char i;
for (i = 0; i < 2; i++)
{
printf("name is:%s,age is:%d,work is:%s\n",persons[i].name,persons[i].age,persons[i].work);
}
}
上述这是比较初级的写法,如果对 C 语言了解的更多一点的人在写这段程序的时候,会使用函数指针的方式将代码写的更加巧妙,代码如下所示:
#include <stdio.h>
struct person
{
char *name;
int age;
char *work;
void (*printInfo)(struct person *per);
};
void printInfo(struct person *per)
{
printf("The people's name is:%s,age is:%d,work is:%s\n",per->name,per->age,per->work);
}
int main(int argc, char** argv)
{
struct person per[2];
per[0] = {"wenzi",18,"programer",printInfo};
per[1] = {"jiaojiao",18,"teacher",printInfo};
per[0].printInfo(&per[0]);
per[1].printInfo(&per[1]);
}
使用了函数指针的方式来书写这个程序,程序也变得更加简介了,主函数里也少了 for
循环。
C++ 的引入
那除此之外,还有更好的书写方式么,这个时候就要引入 C++ 的特性了,上述代码中在执行函数时都传入了参数,那要如何做才能将上述中的参数也省略去呢,且看如下的代码:
#include <stdio.h>
struct person
{
char *name;
int age;
char *work;
void prinfInfo(void)
{
printf("The people's name is:%s,age is:%d,work is:%s\n",name,age,work);
}
};
int main(int argc, char** argv)
{
struct person persons[] = {
{"wenzi", 18,"program"},
{"jiao", 18, "teacher"},
};
persons[0].prinfInfo();
persons[1].prinfInfo();
return 0;
}
上述代码中使用了 C++ 的特性,在结构体中定义了函数,然后也就可以直接调用函数了,更上面 C 语言的代码相比较,它没了实参,而且代码看起来也比 C 语言更加简洁了。
实际在 C++ 中它具有自己独有的一套机制来实现上述的代码,也就是即将说明的 class
,有了 class 之后,我们就可以这样书写代码:
#include <stdio.h>
class person
{
public:
char * name;
int age;
char * work;
void printInfo(void)
{
printf("The people's name is:%s,age is:%d,work is:%s\n",name,age,work);
}
}
int main(int argc, char** argv)
{
person persons[] = {
{"wenzi", 18,"program"},
{"jiao", 18, "teacher"},
};
persons[0].prinfInfo();
persons[1].prinfInfo();
return 0;
}
上述就是关于 C++ 的一个简单的引入过程。
C++ 数据访问控制
但是为了能够改变类里地数据,但是又要使得这个改变不要越界,避免胡乱地改变,我们可以这样来定义这个类:
#include <stdio.h>
#include <iostream>
class Person
{
private:
char *name;
int age;
char *work;
public:
void PrintInfo(void)
{
cout << "name is:" << name << "age = "<< age << "work is:"<< work <<endl;
}
};
这样定义一个类之后,类里面的数据成员就变成了私有的,不能够在外部进行访问,比如下面这样子就是错误的:
int main(int argc, char ** argv)
{
Person per;
per.age = 10; // error
}
上述这样进行数据的访问就是错误的,那么要如何进行访问呢,我们可以定义这样一个成员函数进行数据的读写,比如下面的代码所示:
#include <stdio.h>
#include <iostream>
using namespace std;
class Person
{
private:
char *name;
int age;
char *work;
public:
void PrintInfo(void)
{
cout << "name is:" << name << ",age = "<< age << ",work is:"<< work <<endl;
}
void setName(char *n)
{
name = n;
}
int setAge(int a)
{
if (a < 0 || a > 150)
{
age = 0;
return 0;
}
age = a;
}
};
这样定义了类之后,就可以访问私有成员了,比如下面这样进行:
int main(int argc, char **argv)
{
Person per;
per.setName("wenzi");
per.setAge(24);
per.PrintInfo();
return 0;
}
上述代码加入了 private
访问控制符,通过在类里面定义成员函数的方式,能够对私有成员进行读写。
this 指针
再来看上述的代码,我们可以看到在书写 setName
和 setAge
这两个函数的时候,形参写的是 char *n
和 int a
,这样子给人的感觉就不是那么的直观,如果写成 char *name
和 char *age
呢,比如成员函数是像下面这样子编写的。
void setName(char *name)
{
name = name;
}
int setAge(int age)
{
if (age < 0 || age > 150)
{
age = 0;
return 0;
}
age = age;
}
上述代码也很容易看出问题,根据 C 语言的就近原则,name = name
没有任何意义,这个时候就需要引入 this 指针。引入 this 指针之后的代码如下所示:
#include <iostream>
#include <stdio.h>
using namespace std;
class Person {
private:
char *name;
int age;
char *work;
public:
void setName(char *name)
{
this->name = name;
}
int setAge(int age)
{
if (age < 0 || age > 150)
{
this->age = 0;
return -1;
}
this->age = age;
return 0;
}
void printInfo(void)
{
cout << "name =" << name << ", age =" << age << endl;
}
};
int main(int argc, char **argv)
{
Person per;
per.setName("wenzi");
per.setAge(25);
per.printInfo();
}
在上述代码中,引入了 this 指针,通过上述代码也可以非常清楚它的意思,就是代表当前实例化的对象,能够指向当前实例化对象的成员。
程序结构
上述代码中,成员函数是在类里面实现的,这样使得整个类看着十分的臃肿,我们可以按照如下的方式进行书写:
#include <stdio.h>
class Person
{
private:
char *name;
int age;
char *work;
public:
void SetName(char *name);
int SetAge(int age;)
void PrintInfo(void);
}
void Person::SetName(char *name)
{
this->name = name;
}
void Person::SetAge(int age)
{
this->age = age;
}
void Person::PrintInfo(void)
{
cout << "name = " << name << "age = " << age << endl;
}
通过在类外面实现我们的成员函数,看起来要更为简洁一些,上述就是代码的实现形式。
多文件
上述代码中,我们都是将代码写在一个文件中,这样当代码量很大的时候,如果代码都是在一个文件里,那么会使得代码难以阅读,这个时候,我们就会将代码分别放在几个文件中来进行管理,比如实现上述相同的功能,我们的代码结构如下图所示:
其中 main.cpp
文件中的内容如下所示:
#include <stdio.h>
#include "person.h"
int main(int argc, char **argv)
{
Person per;
//per.name = "zhangsan";
per.setName("zhangsan");
per.setAge(200);
per.printInfo();
return 0;
}
可以看到在上述 main.cpp
中包含了 #include "person.h"
头文件,实际上是在 person.h
文件中定义了 person
类,person.h
文件的内容如下:
#ifndef __PERSON_H__
#define __PERSON_H__
class Person {
private:
char *name;
int age;
char *work;
public:
void setName(char *name);
int setAge(int age);
void printInfo(void);
};
#endif
然后,在 person.cpp
中定义了成员函数:
#include <stdio.h>
#include "person.h"
void Person::setName(char *name)
{
this->name = name;
}
int Person::setAge(int age)
{
if (age < 0 || age > 150)
{
this->age = 0;
return -1;
}
this->age = age;
return 0;
}
void Person::printInfo(void)
{
printf("name = %s, age = %d, work = %s\n", name, age, work);
}
在有了上述三个文件之后,要如何进行编译呢,这个时候就需要写一个 Makefile
文件,接下来简单介绍一下 Makefile
语法。
Makefile
总的来说 Makefile
的规则核心就如下所示:
target ... :prerequisites
command
...
...
target也就是一个目标文件,可以是Object File,也可以是执行文件。还可以是一个标签
prerequisites就是要生成那个target所需要的文件或者是目标
command就是make所要执行的命令(任意的Shell)
说了核心的东西,来看我们当前所编写的 Makefile
文件,Makefile
文件如下所示:
person: main.o person.o
g++ -o $@ $^
%.o : %.cpp
g++ -c -o $@ $<
clean:
rm -f *.o person
在这里所要明确的一点是这样的,就是在 Makefile
中,必须使用 Tab 键来进行缩进。然后,需要明确的一个概念是,要使得代码能够执行,需要经过 编译 -> 链接 -> 执行,这三个过程才能够运行,编译是把源文件编译成中间代码,这个中间代码在 UNIX 是 .o 文件,然后再把大量的 .o 文件合成可执行文件,这个过程就是 链接,最后,执行我们链接好的可执行文件。
我们来看上述这个 Makefile
文件,person
是最终的可执行文件,然后,要生成这个可执行文件,需要 main.o
文件和 person.o
文件,然后执行这个操作需要的是第二条命令,g++ -o $@ $^
,其中 $@
表示的是目标文件,$^
表示的是所有依赖文件。
然后,紧接着看第三条,%.o : %.cpp
,这里表示的是通配符,表示的是所有的 .o 文件和所有的 .cpp 文件,意思就是说要生成的所有的 .o 文件依赖于 .cpp 文件,然后,执行的命令是 g++ -c -o $@ $<
其中表示的是第一个依赖文件。
最后,我们需要清楚,在编译过程中,生成了一些中间文件以及可执行文件,如果我们想要清除掉当前生成的文件,那么只需要执行 make clean
就可以清除掉生成的 .o
文件以及 person
文件。
函数重载
C++ 不允许变量重名,但是对于函数来说,可以允许重载,只要函数的参数不同即可,这样就完成了函数的重载,直接来看一段关于函数重载的代码:
#include <iostream>
using namespace std;
int add(int a, int b)
{
cout<<"add int+int"<<endl;
return a+b;
}
int add(int a, int b, int c)
{
cout<<"add int+int+int"<<endl;
return a+b+c;
}
double add(double a, double b)
{
cout<<"add double+double"<<endl;
return a+b;
}
double add(int a, double b)
{
cout<<"add int+double"<<endl;
return (double)a+b;
}
double add(double b, int a)
{
cout<<"add double+int"<<endl;
return (double)a+b;
}
int main(int argc, char **argv)
{
add(1, 2);
add(1, 2, 3);
add(1.0, 2.0);
add(1, 2.0);
add(1.0, 2);
return 0;
}
代码很简单,就是两数相加的一个运算,但是两数相加的形参不一样,有的形参是两个整型的相加,还有是一个整型和浮点数的相加,因为 C++ 重载的功能,因此,得以定义多个函数名相同但是形参和返回值都不同的函数,从而在主函数实现了不同类型数的相加。
引用和指针
在 C语言中是没有引用的,在 C++ 中引用的提出也使得之前在 C 语言中必须使用指针的操作,现在可以使用引用完成了,但是引用又不是指针,简单来说,引用是一个变量的别名,也就是“绰号”,对于这个别名的操作也就完全等同于被引用变量的操作。为了看是否真的是别名,我们来实验这样一段代码:
#include <iostream>
using namespace std;
int main(int argc,char **argv)
{
int m;
m = 10;
int &n = m;
int *p = &m;
int *p1 = &n;
cout << "n =" << n << endl;
cout << "p =" << p << endl;
cout << "p1 =" << p1 << endl;
return 0;
}
上述这段代码中输出的就是 n 的值,和 m 以及 n 变量的地址,我们来看输出的内容:
可以看到代码中虽然是对 m 进行了赋值,但是在输出 n 的时候,输出的是 m 的值,也就是说在这里对于 n 的操作是完全等同于 m 的,紧接着,我们来证实 n 是否是 m 的别名,那么我们就来看 n 和 m 的地址,可以看到我们输出的两个变量的地址也是完全一致的,这也就证实了我们的说法。
接下来,看一段指针,引用,常规形参的一段代码,代码如下所示:
#include <iostream>
using namespace std;
int add_one(int a)
{
a = a+1;
return a;
}
int add_one(int *a)
{
*a = *a + 1;
return *a;
}
int add_one_ref(int &b)
{
b = b+1;
return b;
}
int main(int argc, char **argv)
{
int a = 99;
int &c = a;
cout<<add_one(a)<<endl;
cout<<"a = "<<a<<endl;
cout<<add_one(&a)<<endl;
cout<<"a = "<<a<<endl;
cout<<add_one_ref(a)<<endl;
cout<<"a = "<<a<<endl;
c++;
cout<<"a = "<<a<<endl;
cout<<"c = "<<c<<endl;
return 0;
}
根据上述对于引用的阐述,我们直接给出运行结果,运行结果如下所示:
具体的计算过程就不再这里赘述了。
小结
OK,上述就是关于 C++ 的一个简单的引入的过程以及其涉及到的一部分有别于C语言的语法,本教程将持续连载,欢迎各位朋友关注~
本小节所涉及的代码可以通过百度云链接的方式获取:链接:https://pan.baidu.com/s/1RWPXiqiFCVApcfTdaHyDgw
提取码:j9hd
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FlippedNormals FlippedNormal 是一个提供计算机图形和 3D 资产的市场,您可以找到许多用于雕刻、建模、纹理、概念艺术、3D 模型、游戏资产或课程的高级资产! 使用说明:使用权限可能因型号而异。因此,在下载文件之前,请仔细检查每个下载页面上的许可证和使用权限。 32. NASA 3D NASA 3D网站是一个在线门户,提供与太空和各种NASA任务相关的大量三维模型和模拟。该网站是用户友好的,并提供有关每个型号的详细信息。该网站允许用户探索和下载几种不同格式的模型,包括 OBJ、STL 和 FBX,只需单击下载按钮即可。 使用说明: 要下载模型,只需单击模型页面上的下载按钮并选择所需的格式。 33. 3DAGOGO (Astroprint) 3DAGOGO 是一个提供广泛 3D 模型的网站,包括角色、车辆和建筑物。3DAGOGO 的独特功能之一是它专注于适合 3D 打印的模型,使其成为希望创建物理原型或模型的设计师的绝佳资源。要使用 3DAGOGO,设计师只需在网站上搜索他们正在寻找的模型类型,然后下载 STL 格式的文件。 使用说明: 要使用 3DAGOGO,只需搜索所需的 3D 模型类型并下载 STL 格式的文件。根据需要自定义模型,并确保在将其用于商业目的之前检查使用权限。 34. FreeCAD FreeCAD是一款了不起的3D建模软件,可让您在计算机上创建令人难以置信的3D设计。该软件可免费下载和使用,它提供了广泛的工具和功能,可用于创建用于各种目的的3D模型。 该网站易于浏览,您可以找到开始使用FreeCAD的所有必要信息。此外,该网站还提供一系列教程和指南,可帮助您了解 3D 建模的来龙去脉。 使用说明: 要下载模型,请访问网站并从库中选择所需的模型。该网站还提供了一系列使用该软件的教程和指南。 35. Pinshape Pinshape是一个提供一系列3D打印模型的网站。网站上提供的型号质量很高,因此您可以确保您的最终印刷产品看起来很棒。该网站提供了广泛的模型,包括从家居用品到小雕像和珠宝的所有物品。 但这还不是Pinshape所能提供的全部!该网站还允许用户上传和共享自己的3D模型。这意味着您不仅可以下载出色的模型,还可以通过分享自己的设计为社区做出贡献。此外,Pinshape 提供了一系列自定义选项,因此您可以调整和调整模型以满足您的特定需求。 使用说明: 要下载模型,请在网站上创建一个帐户,搜索所需的模型,然后单击下载按钮。该网站还为每种型号提供了一系列定制选项。 36.Yeggi Yeggi 提供了大量免费的 3D 模型,您可以下载各种格式的模型,例如 STL、OBJ 和 FBX。该网站易于使用,您可以按关键字、类别或特定网站搜索模型。 Yeggi 对于任何寻找 3D 模型的人来说都是一个很好的资源。它提供了大量的模型集合,从日常物品到复杂的机械,以及介于两者之间的一切。该网站的收藏量在不断增长,每天都有新的型号增加。 使用说明: 要下载模型,请在网站上搜索所需的模型,然后单击下载按钮。该网站还提供指向托管模型的原始网站的链接。 37. Open3DModel 来自开放3D模型的图像 Open3DModel具有各种类别的模型,包括建筑,车辆和角色。无论您需要建筑物,汽车还是人的3D模型,都可以在此网站上找到。 该网站易于浏览,您可以按类别或关键字搜索模型。每个模型都附带预览图像和详细信息,例如文件格式、大小和多边形数量。此信息可以帮助您选择适合您需求的模型。 使用说明: 要下载模型,请访问网站,从库中选择所需的模型,然后单击下载按钮。 使用最好的 3D 资产管理工具简化您的 3D 制作流程。立即试用它们,将您的 3D 项目提升到一个新的水平! 38. 3DExport 对于那些为其 3D 设计项目寻找 3D 模型、纹理和其他资源的人来说,该平台是一个很好的资源。该网站有大量模型可供选择,包括 3D 打印对象、游戏资产等。用户可以按类别、文件格式或价格范围浏览,以找到适合其项目的完美资源。此外,3DExport 还提供一系列教程和其他 3D 资源,以帮助用户提高技能并创建更令人印象深刻的设计。 使用说明: 要使用 3DExport,只需创建一个帐户并浏览可用型号。您可以按类别、格式和价格进行搜索,以找到所需的型号。找到喜欢的模型后,只需下载它并开始在您的项目中使用它。 39.Blend Swap Blend Swap是一个社区驱动的市场,提供与Blender软件兼容的各种免费3D模型。该平台允许用户共享和下载模型、纹理和其他资产,以便在他们的项目中使用。 使用说明: 创建免费帐户后,您可以浏览社区上传的大量3D模型。当您找到要使用的一个时,只需下载它并将其导入您选择的 3D 软件即可。 40. 3DShook 3DShook 是一个高级 3D 模型市场,提供一系列用于建筑、游戏等各个行业的高质量模型。该平台提供基于订阅的模型,具有不同的定价计划,允许用户访问一系列模型。 使用说明: 注册免费帐户后,只需浏览3D模型库,选择您喜欢的模型,然后以您需要的格式下载它们。 41. Smithsonian X 3D 史密森尼 X 3D 对于正在寻找历史文物和文物的高质量 3D 模型的设计师来说,这是一个独特的资源。该平台提供了大量3D模型,这些模型是根据史密森尼博物馆和研究中心中的真实物体扫描创建的。 使用说明:
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F#探险之旅(二):函数式编程(上)-函数式编程范式简介 F#主要支持三种编程范式:函数式编程(Functional Programming,FP)、命令式编程(Imperative Programming)和面向对象(Object-Oriented,OO)的编程。回顾它们的历史,FP是最早的一种范式,第一种FP语言是IPL,产生于1955年,大约在Fortran一年之前。第二种FP语言是Lisp,产生于1958,早于Cobol一年。Fortan和Cobol都是命令式编程语言,它们在科学和商业领域的迅速成功使得命令式编程在30多年的时间里独领风骚。而产生于1970年代的面向对象编程则不断成熟,至今已是最流行的编程范式。有道是“*代有语言出,各领风骚数十年”。 尽管强大的FP语言(SML,Ocaml,Haskell及Clean等)和类FP语言(APL和Lisp是现实世界中最成功的两个)在1950年代就不断发展,FP仍停留在学院派的“象牙塔”里;而命令式编程和面向对象编程则分别凭着在商业领域和企业级应用的需要占据领先。今天,FP的潜力终被认识——它是用来解决更复杂的问题的(当然更简单的问题也不在话下)。 纯粹的FP将程序看作是接受参数并返回值的函数的集合,它不允许有副作用(side effect,即改变了状态),使用递归而不是循环进行迭代。FP中的函数很像数学中的函数,它们都不改变程序的状态。举个简单的例子,一旦将一个值赋给一个标识符,它就不会改变了,函数不改变参数的值,返回值是全新的值。 FP的数学基础使得它很是优雅,FP的程序看起来往往简洁、漂亮。但它无状态和递归的天性使得它在处理很多通用的编程任务时没有其它的编程范式来得方便。但对F#来说这不是问题,它的优势之一就是融合了多种编程范式,允许开发人员按照需要采用最好的范式。 关于FP的更多内容建议阅读一下这篇文章:Why Functional Programming Matters(中文版)。F#中的函数式编程 从现在开始,我将对F#中FP相关的主要语言结构逐一进行介绍。标识符(Identifier) 在F#中,我们通过标识符给值(value)取名字,这样就可以在后面的程序中引用它。通过关键字let定义标识符,如: let x = 42 这看起来像命令式编程语言中的赋值语句,两者有着关键的不同。在纯粹的FP中,一旦值赋给了标识符就不能改变了,这也是把它称为标识符而非变量(variable)的原因。另外,在某些条件下,我们可以重定义标识符;在F#的命令式编程范式下,在某些条件下标识符的值是可以修改的。 标识符也可用于引用函数,在F#中函数本质上也是值。也就是说,F#中没有真正的函数名和参数名的概念,它们都是标识符。定义函数的方式与定义值是类似的,只是会有额外的标识符表示参数: let add x y = x + y 这里共有三个标识符,add表示函数名,x和y表示它的参数。关键字和保留字关键字是指语言中一些标记,它们被编译器保留作特殊之用。在F#中,不能用作标识符或类型的名称(后面会讨论“定义类型”)。它们是: abstract and as asr assert begin class default delegate do donedowncast downto elif else end exception extern false finally forfun function if in inherit inline interface internal land lazy letlor lsr lxor match member mod module mutable namespace new nullof open or override private public rec return sig static structthen to true try type upcast use val void when while with yield 保留字是指当前还不是关键字,但被F#保留做将来之用。可以用它们来定义标识符或类型名称,但编译器会报告一个警告。如果你在意程序与未来版本编译器的兼容性,最好不要使用。它们是: atomic break checked component const constraint constructor continue eager event external fixed functor global include method mixinobject parallel process protected pure sealed trait virtual volatile 文字值(Literals) 文字值表示常数值,在构建计算代码块时很有用,F#提供了丰富的文字值集。与C#类似,这些文字值包括了常见的字符串、字符、布尔值、整型数、浮点数等,在此不再赘述,详细信息请查看F#手册。 与C#一样,F#中的字符串常量表示也有两种方式。一是常规字符串(regular string),其中可包含转义字符;二是逐字字符串(verbatim string),其中的(")被看作是常规的字符,而两个双引号作为双引号的转义表示。下面这个简单的例子演示了常见的文字常量表示: let message = "Hello World"r"n!" // 常规字符串let dir = @"C:"FS"FP" // 逐字字符串let bytes = "bytes"B // byte 数组let xA = 0xFFy // sbyte, 16进制表示let xB = 0o777un // unsigned native-sized integer,8进制表示let print x = printfn "%A" xlet main = print message; print dir; print bytes; print xA; print xB; main Printf函数通过F#的反射机制和.NET的ToString方法来解析“%A”模式,适用于任何类型的值,也可以通过F#中的print_any和print_to_string函数来完成类似的功能。值和函数(Values and Functions) 在F#中函数也是值,F#处理它们的语法也是类似的。 let n = 10let add a b = a + blet addFour = add 4let result = addFour n printfn "result = %i" result 可以看到定义值n和函数add的语法很类似,只不过add还有两个参数。对于add来说a + b的值自动作为其返回值,也就是说在F#中我们不需要显式地为函数定义返回值。对于函数addFour来说,它定义在add的基础上,它只向add传递了一个参数,这样对于不同的参数addFour将返回不同的值。考虑数学中的函数概念,F(x, y) = x + y,G(y) = F(4, y),实际上G(y) = 4 + y,G也是一个函数,它接收一个参数,这个地方是不是很类似?这种只向函数传递部分参数的特性称为函数的柯里化(curried function)。 当然对某些函数来说,传递部分参数是无意义的,此时需要强制提供所有参数,可是将参数括起来,将它们转换为元组(tuple)。下面的例子将不能编译通过: let sub(a, b) = a - blet subFour = sub 4 必须为sub提供两个参数,如sub(4, 5),这样就很像C#中的方法调用了。 对于这两种方式来说,前者具有更高的灵活性,一般可优先考虑。 如果函数的计算过程中需要定义一些中间值,我们应当将这些行进行缩进: let halfWay a b = let dif = b - a let mid = dif / 2 mid + a 需要注意的是,缩进时要用空格而不是Tab,如果你不想每次都按几次空格键,可以在VS中设置,将Tab字符自动转换为空格;虽然缩进的字符数没有限制,但一般建议用4个空格。而且此时一定要用在文件开头添加#light指令。作用域(Scope)作用域是编程语言中的一个重要的概念,它表示在何处可以访问(使用)一个标识符或类型。所有标识符,不管是函数还是值,其作用域都从其声明处开始,结束自其所处的代码块。对于一个处于最顶层的标识符而言,一旦为其赋值,它的值就不能修改或重定义了。标识符在定义之后才能使用,这意味着在定义过程中不能使用自身的值。 let defineMessage = let message = "Help me" print_endline message // error 对于在函数内部定义的标识符,一般而言,它们的作用域会到函数的结束处。 但可使用let关键字重定义它们,有时这会很有用,对于某些函数来说,计算过程涉及多个中间值,因为值是不可修改的,所以我们就需要定义多个标识符,这就要求我们去维护这些标识符的名称,其实是没必要的,这时可以使用重定义标识符。但这并不同于可以修改标识符的值。你甚至可以修改标识符的类型,但F#仍能确保类型安全。所谓类型安全,其基本意义是F#会避免对值的错误操作,比如我们不能像对待字符串那样对待整数。这个跟C#也是类似的。 let changeType = let x = 1 let x = "change me" let x = x + 1 print_string x 在本例的函数中,第一行和第二行都没问题,第三行就有问题了,在重定义x的时候,赋给它的值是x + 1,而x是字符串,与1相加在F#中是非法的。 另外,如果在嵌套函数中重定义标识符就更有趣了。 let printMessages = let message = "fun value" printfn "%s" message; let innerFun = let message = "inner fun value" printfn "%s" message innerFun printfn "%s" message printMessages 打印结果: fun value inner fun valuefun value 最后一次不是inner fun value,因为在innerFun仅仅将值重新绑定而不是赋值,其有效范围仅仅在innerFun内部。递归(Recursion)递归是编程中的一个极为重要的概念,它表示函数通过自身进行定义,亦即在定义处调用自身。在FP中常用于表达命令式编程的循环。很多人认为使用递归表示的算法要比循环更易理解。 使用rec关键字进行递归函数的定义。看下面的计算阶乘的函数: let rec factorial x = match x with | x when x < 0 -> failwith "value must be greater than or equal to 0" | 0 -> 1 | x -> x * factorial(x - 1) 这里使用了模式匹配(F#的一个很棒的特性),其C#版本为: public static long Factorial(int n) { if (n < 0) { throw new ArgumentOutOfRangeException("value must be greater than or equal to 0"); } if (n == 0) { return 1; } return n * Factorial (n - 1); } 递归在解决阶乘、Fibonacci数列这样的问题时尤为适合。但使用的时候要当心,可能会写出不能终止的递归。匿名函数(Anonymous Function) 定义函数的时候F#提供了第二种方式:使用关键字fun。有时我们没必要给函数起名,这种函数就是所谓的匿名函数,有时称为lambda函数,这也是C#3.0的一个新特性。比如有的函数仅仅作为一个参数传给另一个函数,通常就不需要起名。在后面的“列表”一节中你会看到这样的例子。除了fun,我们还可以使用function关键字定义匿名函数,它们的区别在于后者可以使用模式匹配(本文后面将做介绍)特性。看下面的例子: let x = (fun x y -> x + y) 1 2let x1 = (function x -> function y -> x + y) 1 2let x2 = (function (x, y) -> x + y) (1, 2) 我们可优先考虑fun,因为它更为紧凑,在F#类库中你能看到很多这样的例子。 注意:本文中的代码均在F# 1.9.4.17版本下编写,在F# CTP 1.9.6.0版本下可能不能通过编译。 F#系列随笔索引页面