F＃ - 將簡單的循環轉換為更多功能構造

Question

我有這種簡單的“投資”類型，具有“終身”屬性：

type Investment = {
PurchasePayment: float;
Lifetime: float;
TaxWriteoff: float;
ResidualValue: float;
}

let CoffeMachine = {
    PurchasePayment = 13000.0;
    Lifetime = 4.0;
    TaxWriteoff = 2000.0;
    ResidualValue = 500.0;
}

我想重復多年的投資並每年進行一些計算：

for i = 1 to int CoffeMachine.Lifetime do
    printf "%i" i
    // doSomething

有沒有辦法避免使用for循環並以更實用的方式編寫它？

干杯，

WOJTEK

Answer 1

對列表中的每個項目執行計算的首選方法稱為map 。 具體來說，對於您的情況，您可以創建從1到Lifetime的數字列表，然后使用List.map對每個List.map執行計算：

let calculation year = year * 2 // substitute your calculation here

let calcResults = [1..int CoffeMachine.Lifetime] |> List.map calculation

也就是說，我認為你將“功能性”與“難以理解”（或許，“炫耀”）混為一談。 “函數式編程”的要點不是所有的數學，也不是無法接受的。 “函數式編程”的意思是“用函數編程”。 這有一些實際意義，例如“不可變數據”和“無副作用”，只要您的程序滿足這些要求，您就可以將其視為“功能性”，無論它看起來多么簡單。 事實上，我認為它看起來越簡單越好。 軟件可維護性是一個非常有價值的目標。

特別是，如果你只想打印多年，那么你的代碼就可以了：打印出來本身就是一種“副作用”，所以只要這是一個要求，就沒有辦法讓它更具“功能性”。 但是如果你的目標是執行一些計算（如上面的例子中所示），那么可以用列表理解表達更清晰：

let calcResults = [for year in 1..int CoffeMachine.Lifetime -> calculation year]

Answer 2

我很快找到了答案：

[1..int CoffeMachine.Lifetime] |> List.iter (printf "%i") 

Answer 3

與其他答案不同的方法是使用尾遞歸。

例如，尾遞歸有什么好處？

[1..int CoffeMachine.Lifetime] |> List.iter (printf "%i") 

要么：

for i = 1 to int CoffeMachine.Lifetime do
    printf "%i" i

從性能和內存的角度來看， List.iter比for loop更糟糕for loop因為第一個創建一個鏈表（F＃不可變列表是引擎蓋下的單個鏈表）並迭代它。 在許多情況下，增加的CPU和內存使用量是不相關的，但在其他情況下則是如此。

像Seq這樣的懶惰集合可以緩解這個問題，但是不幸的Seq目前在F＃中效率不高。 Nessos Streams將是更好的選擇。

F＃中for loop的問題在於它不能過早地break （F＃中不存在break或continue ）。

此外， for loop模式通常會在聚合結果時強制我們進入可變變量模式。

尾遞歸允許我們在不依賴可變變量的情況下聚合結果並支持中止。 另外，尾遞歸循環可以返回for loop不能的值（表達式結果總是unit ）

尾部遞歸在F＃中也很有效，因為F＃檢測尾遞歸函數並將其展開到引擎蓋下的循環中。

這是上面代碼的尾遞歸循環的樣子：

let rec loop i l = if i <= l then printf "%i" i; loop (i + 1) l
loop 1 (int CoffeMachine.Lifetime)

使用ILSpy可以看到這被編譯成while循環：

internal static void loop@3(int i, int l)
{
  while (i <= l)
  {
    PrintfFormat<FSharpFunc<int, Unit>, TextWriter, Unit, Unit> format = new PrintfFormat<FSharpFunc<int, Unit>, TextWriter, Unit, Unit, int>("%i");
    PrintfModule.PrintFormatToTextWriter<FSharpFunc<int, Unit>>(Console.Out, format).Invoke(i);
    int arg_28_0 = i + 1;
    l = l;
    i = arg_28_0;
  }
}

Answer 4

這幾個遞歸方法的簡短示例。 通常，您只需使用.iter或.map。

let rec map f = function 
  | [] -> [] 
  | h::t -> f h::map f t  

map (fun x->x+1) [1;2;3]

let rec iter f = function 
  | [] -> () 
  | h::t -> 
      f h
      iter f t

簽名：

for iter, f:('a -> unit)

for map, f:('a -> 'b)

您也可以獲得標准的循環語法：

for i in [0 .. 4] do 
  printfn "%i" i

for i = 0 to 4 do
  printfn "%i" i

要以函數方式使用for循環，此語法可以很方便：

[for i in [0..10]->i]

[for i = 0 to 10 do yield i]

注意

List.map f [0..10]相當於[for i in [0..10] - > i]