结合实例学习F#(二) --基本数据类型Discriminated Unions

题外话：
我写这个主要是希望更多的.Net开发人员能了解F#，能在看到F#代码时不被一堆奇怪的符号搞晕(其实也没几个奇怪的符号）.我没有说过F#比别的语言好、会取代C#之类的话 ，只是希望更多的人能了解并开始使用F#（ C#用的多了，了解下F#换换脑子也是挺不错的）。 写的例子、 代码 都比较简单， 希望大家多多包涵。 可能有朋友手头没有VSTS 2010 Beta1,这个没有关系，因为F#还有一个为VSTS 2008准 备的独立 安装包，大家可以在 这里 下载安装它。

上节我们通过一个简单的例子了解了怎样在F#中声明变量，定义函数，并且 用到了F#中两个重要的数据类型List和Array,今天我主要 介绍F#中一个非常重要的immutable数据类型Discriminated Unions。还是首先看一个例子，这是我写的一个简单的生成二分查找树的例子。

 1  type  Tree< ' a> = 
 2       |  Node  of   ' a * Tree< ' a> * Tree< ' a>
 3       |  Nil 
 4 
 5  let  generateBinarySearchTree l = 
 6       let   rec  insert a =  function    
 7           |  Node(root,left,right)  when  a < root    ->  Node(root, (insert a left), right)
 8           |  Node(root,left,right)  when  a > root    ->  Node (root,left, (insert a right))             
 9           |  Nil  ->  Node(a, Nil,Nil)        
10              
11       let   rec  loop acc =  function
12           | []  ->  acc
13           | hd::tl  ->  loop (insert hd acc) tl
14      
15      loop Nil l
16 
17  let  tree1 = generateBinarySearchTree [ 5 ; 3 ; 9 ; 4 ; 6 ; 7 ]

我们首先来看前三行，没错，这就是今天要重点介绍的Discriminator Union

type  Tree< ' a> = 
     |  Node  of   ' a * Tree< ' a> * Tree< ' a>
     |  Nil 

首先注意到我们这次使用的是type,而不是前面常用的let关键字。 F#中使用type关键字来定义用户自定义类型，在这里我们定义了一个类型Tree, 那么Tree后面的<'a>又是啥意思呢？可能有的朋友己经猜到了，它表示a是一个泛型占位符，在实际使用中，a可能是int型，也可能是string等等（注意别忘了a前面的单引号）。后面二行就是具体的Tree定义了，它表示我们定义的Tree有两种可能，有可能是Node，也有可能是Nil。 我们先来看第一种情形
Node of 'a * Tree<'a> * Tree<'a> 
它表示Node的类型是 'a * Tree<'a> * Tree<'a>, 那么这个又表示什么呢？其实它是F#中另外一种重要的immutable类型Tuple, Tuple很容易理解，它表示把一个数据集合在逻辑上看作是一个整体。看个例子大家就明白了（注意分隔符是逗号）

let  s2 = ( 1 , " hello " )

(在这里我们定义了一个类型为int * string的Tuple. 要使用它里面的值也很简单，我们可以声明新的变量并用s的值来初始化它们。 let i,s = s2就表示我们声明了int型变量i,它的值为1, string型变量s,它的值是2)

回到我们的例子中来， 'a * Tree<'a> * Tree<'a> 就很容易理解了，因为在定义Discriminated union时可以递归引用自己。

Tree的第二种情形Nil很简单，它表示一个什么都没有的空结点.

通过我上面详细的解释，我想大家也明白了什么是Discriminated union, 它表示一组有限的可选情形，并且每种情形都有自己的严格定义。回到我们上面的例子，Tree有两种情形，要么是 'a * Tree<'a> * Tree<'a>的Node,要么是一个空的Nil。大家也看到了它和Pattern matching结合使用非常频繁，这下明白为什么叫Discriminated union了吧

如果你认真读到上一篇文章的话，接下来构建二分查找树的代码比较简单，我就不解释了。我们接下来看如何判断某一个值是否在一个构建好的二分查找树中。

let   rec  tryFind x =  function
     |  Node(root,_,_)  when  x = root  ->  Some(x)
     |  Node(root,left,_)  when  x<root  ->  tryFind x left
     |  Node(root,_,right)  when  x > root  ->  tryFind x right
     |  _  ->  None 

 首先要注意我使用了五个'_',前面四个看起来好象和最后的一个有些不一样。记得我在上一篇中说过'_'用在Pattern Matching中用来匹配所有别的情况，而且我说过F#里的Pattern Matching要比C#中的Switch强大，在这里我们就看到了它的强大之处，它可以在找到匹配后，为匹配的各部分绑定一个变量名来方便我们后面的调用，在绑定时如果我们仅仅对某些部分感兴趣，那么我们就可以使用'_'来代替我们不感兴趣的部分（注意'_'只能绑定一个对应部分，要对应两个我们就要敲两个'_','_').
  其次我们注意到tryFind的返回值好象有两种情况呀，Some(x)和None,一个函数怎么能返回两种不同类型的值呢？ 呵呵，忘记我们今天主要在讲Discriminated union了？这是个F#里事先定义好的一个discriminated union,它有自己的名字叫Option，它的定义非常简单,有了前面的基础，这个就不需要我解释了吧。 

type  option< ' a> = 
     | Some  of   ' a
     | None

   
总结：今天我主要说了F#中非常重要的一种immutable类型Discriminated union,并顺带说了下另两个简单的类型Tuple和Option。简单的functional programming知识就剩下最重要function没有说了，下一篇我主要来说说F#里的函数，希望在下一篇后，大家不再觉得F#难懂难用了。

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《结合实例学习F#》
      1. 快速入门
      2. 基本数据类型Discriminated Unions