F# 中的选项类型如何工作

Question

所以我一直在阅读 Apress 的 Expert F# 书，主要是在构建玩具式 F# 库时将其用作参考，但有一件事我没能掌握，那就是“选项”类型。

它是如何工作的，它在现实世界中的用途是什么？

Answer 1

选项类型至少类似于Nullable<T>和 C# 中的引用类型。 Option<T>类型的值要么是None ，这意味着没有封装值，要么是Some具有特定值T 。 This is just like the way a Nullable<int> in C# is either the null value, or has an associated int - and the way a String value in C# is either a null reference, or refers to a String object.

当您使用选项值时，您通常会指定两条路径 - 一条用于有关联值的情况，另一条用于没有关联值的情况。 换句话说，这段代码：

let stringLength (str:Option<string>) =
  match str with
  | Some(v) -> v.Length
  | None -> -1

类似于：

int StringLength(string str)
{
    if (str != null)
    {
        return str.Length;
    }
    else
    {
        return -1;
    }
}

我相信一般的想法是强迫你（好吧，几乎）处理“没有关联的值/对象”的情况会使你的代码更加健壮。

Answer 2

实际使用的最佳示例之一是.Net 中的TryParse模式。 看前半部分

http://lorgonblog.spaces.live.com/blog/cns.701679AD17B6D310!181.entry

进行讨论。

Answer 3

当 function 或方法应该“可能”或“可选地”返回值时使用它。 在 C# 中，您可能会返回 null，或者返回Null Z497031794414A5类型 5435F90151AC3

返回 null（最常见的情况）的缺点是它不是类型安全的：null 是所有类型的实例，因此您稍后会遇到各种毛茸茸的 null 参考情况。

Option 类型是所谓的有区别的联合类型，有两个构造函数：None 和 Some a。 None 明确表示您没有值。 基本上它是广义的 Null Object 模式。

Answer 4

当值是可选的时使用它。 一种用途是拥有一种“空引用”，例如

 val x : int option ref = None 

然后您可以稍后将 x 更新为 Some v。您可以将它与 match 语句一起使用，例如

 match !x with (* dereference x *)
    None -> (* No value, do something *)
 |  Some v -> (* Value v, do something else *)

Answer 5

添加到其他答案中， Option 类型没什么特别的——它只是另一个有区别的联合。 您可以在一行中自己定义它：

type 'a Option = None | Some of 'a

正如其他人指出的那样，该实用程序是模式匹配将让您安全地解构它，而不是检查 null 或使用一些黑客解决方法来指示一个值是否真的不是一个值。

Answer 6

使用选项类型的功能模式：

当您需要更改递归数据结构的一部分时，例如树或列表，您将希望尽可能多地重用现有数据结构。 选项类型可以帮助您解决此问题。 这两个函数都将所有出现的数字 5 替换为 7，但第一个函数复制了整个树。 第二个没有。

type Tree = Leaf of int
      | Node of Tree * Tree

let rec replace_no_sharing tree =
    match tree with
    | Leaf 5      -> Leaf 7
    | Leaf x      -> Leaf x
    | Node (a, b) -> Node (replace_no_sharing a, replace_no_sharing b)

let replace_with_sharing tree =
    let rec replace_option tree =
        match tree with
        | Leaf 5      -> Leaf 7 |> Some
        | Leaf x      -> None
        | Node (a, b) -> match replace_option a, replace_option b with
                         | None, None     -> None
                         | Some a, Some b -> Node (a, b) |> Some
                         | Some a, None   -> Node (a, b) |> Some
                         | None, Some b   -> Node (a, b) |> Some
    match replace_option tree with
    | None      -> tree
    | Some tree -> tree

可能并非在所有情况下都需要它，但这是一种很好的技术。