برای تعریف لیست در #F فقط کافیست از [] و برای جداسازی آیتم‌های موجود در لیست از عملگر :: (بخوانید cons) استفاده کنید. #F از لیست‌های خالی نیز پشتیبانی می‌کند. به مثال هایی از این دست توجه کنید
#1 let emptyList = []
#2 let oneItem = "one " :: []
#3 let twoItem = "one " :: "two " :: []
#1 تعریف یک لیست خالی
#2 تعریف یک لیست به همراه یک آیتم
#3 تعریف یک لیست به همراه دو آیتم
قبول دارم که دستورالعمل بالا برای مقدار دهی اولیه به لیست کمی طولانی و سخت است. برای همین می‌تونید از روش زیر هم استفاده کنید.
let shortHand = ["apples "; "pears"]
*کد بالا یک لیست با دو آیتم که از نوع رشته ای هستند تولید خواهد کرد.
می‌تونید از عملگر @ برای پیوستن دو لیست به هم نیز استفاده کنید.
let twoLists = ["one, "; "two, "] @ ["buckle "; "my "; "shoe "]
نکته : تمام آیتم‌های موجود در لیست باید از یک نوع باشند. بعنی امکان تعریف لیستی که دارای آیتم هایی با datatypeهای متفاوت باشد باعث تولید خطای کامپایلری میشود. اما اگر نیاز به لیستی دارید که باید چند datatype رو هم پوشش دهد می‌تونید از objectها استفاده کنید.
let objList = [box 1; box 2.0; box "three"]
در بالا یک لیست از objectها رو تعریف کرده ایم. فقط دقت کنید برای اینکه آیتم‌های موجود در لیست رو تبدیل به object کنیم از دستور box قبل از هر آیتم استفاده کردیم.
در هنگام استفاده از عملگر‌ها @ و :: مقدار لیست تغییر نمی‌کند بلکه یک لیست جدید تولید خواهد شد.
#1 let one = ["one "]
#2 let two = "two " :: one
#3 let three = "three " :: two
#4 let rightWayRound = List.rev three
#5 let main() =
printfn "%A" one
printfn "%A" two
printfn "%A" three
printfn "%A" rightWayRound
#1 تعریف لیستی که دارای یک آیتم است.
#2 تعریف لیستی که دارای دو آیتم است(آیتم دوم لیست خود از نوع لیست است)
#3 تعریف لیستی که دارای سه آیتم است(ایتم دوم لیست خود از نوع لیستی است که دارای دو آیتم است)
# از تابع List.rev برای معکوس کردن آیتم‌های لیست three استفاده کردیم و مقادیر در لیستی به نام
rightWayRound
قرار گرفت.
#5 تابع main برای چاپ اطلاعات لیست ها
بعد از اجرا خروجی زیر مشاهده میشود.
["one "]
["two "; "one "]
["three "; "two "; "one "]
["one "; "two "; "three "]
| | F#List
| Net Array
| Net List |
#1 امکان تغییر در عناصر لیست
| No | Yes
| Yes |
#2 امکان اضافه کردن عنصر جدید
| No | No
| Yes |
#3 جستجو
| On
| O1
| O1
|
#1 در #F بعد از ساختن یک لیست امکان تغییر در مقادیر عناصر آن وجود ندارد.
#2 در #F بعد از ساختن یک لیست دیگه نمی‌تونید یک عنصر جدید به لیست اضافه کنید.
#3 جستجوی در لیست‌های #F به نسبت لیست‌ها و آرایه‌های در دات نت کند‌تر عمل می‌کند.
استفاده از عبارات در لیست ها
برای تعریف محدوده در لیست میتونیم به راحتی از روش زیر استفاده کنیم
برای ساخت لیست‌ها به صورت داینامیک استفاده از حلقه‌های تکرار در لیست مجاز است.
let dynamicList = [for x in 1..99 -> x*x]
کد بالا معادل کد زیر در #C است.
for(int x=0;x<99 ; x++)
{
myList.Add(x*x);
}
روش عادی برای کار با لیست‌ها در #F استفاده از الگوی Matching و توابع بازگشتی است.
let listOfList = [[2; 3; 5]; [7; 11; 13]; [17; 19; 23; 29]]
let rec concatList l =
match l with
| head :: tail -> head @ (concatList tail)
| [] -> []
let primes = concatList listOfList
printfn "%A" primes
در مثال بالا ابتدا یک لیست تعریف کردیم که دارای 3 آیتم است و هر آیتم آن خود یک لیست با سه آیتم است.(تمام آیتم‌ها از نوع داده عددی هستند). یک تابع بازگشتی برای پیمایش تمام آیتم‌های لیست نوشتم که در اون از الگوی Matching استفاده کردیم.
خروجی :
[2; 3; 5; 7; 11; 13; 17; 19; 23; 29]
در جدول زیر تعدادی از توابع ماژول لیست رو مشاهده می‌کنید.
نام تابع
| توضیحات |
| List.length | تابعی که طول لیست را برمی گرداند
|
| List.head | تابعی برای برگشت عنصر اول لیست
|
| List.tail | تمام عناصر لیست را بر میگرداند به جز عنصر اول
|
| List.init | یک لیست با توجه به تعداد آیتم ایجاد می‌کند و یم تابع را بر روی تک تک عناصر لیست ایجاد می‌کند.
|
| List.append | یک لیست را به عنوان ورودی دریافت می‌کند و به لیست مورد نظر اضافه می‌کند و مجموع دو لیست را برگشت می‌دهد
|
| List.filter | فقط عناصری را برگشت می‌دهد که شرط مورد نظر بر روی آن‌ها مقدار true را برگشت دهد
|
| List.map | یک تابع مورد نظر را بر روی تک تک عناصر لیست اجرا می‌کند و لیست جدید را برگشت می‌دهد
|
| List.iter | یک تابع مورد نظر را بر روی تک تک عناصر لیست اجرا می‌کند |
List.zip
| مقادیر دو لیست را با هم تجمیع می‌کند و لیست جدید را برگشت می‌دهد. اگر طول 2 لیست ورودی یکی نباشد خطا رخ خواهدداد |
| List.unzip | درست برعکس تابع بالا عمل می‌کند
|
| List.toArray | لیست را تبدیل به آرایه می‌کند
|
| List.ofArray | آرایه را تبدیل به لیست می‌کند
|
مثال هایی از توابع بالا
List.head [5; 4; 3]
List.tail [5; 4; 3]
List.map (fun x -> x*x) [1; 2; 3]
List.filter (fun x -> x % 3 = 0) [2; 3; 5; 7; 9]
Sequence Collection
seq در #F یک توالی از عناصری است که هم نوع باشند. عموما از sequenceها
زمانی استفاده میکنیم که یک مجموعه از داده‌ها با تعداد زیاد و مرتب شده
داشته باشیم ولی نیاز به استفاده از تمام عناصر آن نیست. کارایی sequence
در مجموعه‌های با تعداد زیاد از listها به مراتب بهتر است. sequenceها را با
تابع seq می‌شناسند که معادل
IEnumerable در دات نت است. بنابر این هر مجمو عه ای که IEnumerable رو در
دات نت پیاده سازی کرده باشد در #F با seq قابل استفاده است.
مثال هایی از نحوه استفاده seq
#1 seq بامحدوده 1 تا 100 و توالی 10
#2 استفاده از حلقه‌های تکرار برای تعریف محدوده و توالی در seq
seq { for i in 1 .. 10 do yield i * i }
#3 استفاده از <- به جای yield
seq { for i in 1 .. 10 -> i * i }
#4 استفاده از حلقه for به همراه شرط برای فیلتر کردن
let isprime n =
let rec check i =
i > n/2 || (n % i <> 0 && check (i + 1))
check 2
let aSequence = seq { for n in 1..100 do if isprime n then yield n }
در این بخش به ارائه مثال هایی کاربردی‌تر از چگونگی استفاده از seq در #F
می‌پردازیم. برای شروع نحوه ساخت یک seq خالی یا empty رو خواهم گفت.
روش ساخت یک seq که فقط یک عنصر را برگشت می‌دهد.
let seqOne = Seq.singleton 10
برای ساختن یک seq همانند لیست‌ها میتونیم از seq.init استفاده کنیم. عدد 5
که بلافاصله بعد از تابع seq.init آمده است نشان دهنده تعداد آیتم‌ها
موجود در seq خواهد بود. seq.iter هم یک تابع مورد نظر رو بر روی تک تک
عناصر seq اجرا خواهد کرد.(همانند list.iter)
let seqFirst5MultiplesOf10 = Seq.init 5 (fun n -> n * 10)
Seq.iter (fun elem -> printf "%d " elem) seqFirst5MultiplesOf10
خروجی مثال بالا
با استفاده از توابع seq.ofArray , seq.ofList میتونیم seq مورد نظر خود را از لیست یا آرایه مورد نظر بسازیم.
let seqFromArray2 = [| 1 .. 10 |] |> Seq.ofArray
البته این نکته رو هم یادآور بشم که به کمک عملیات تبدیل نوع(type casting) هم میتونیم آرایه رو به seq تبدیل کنیم. به صورت زیر
let seqFromArray1 = [| 1 .. 10 |] :> seq<int>
برای مشخص کردن اینکه آیا یک آیتم در seq موجود است یا نه میتونیم از seq.exists به صورت زیر استفاده کنیم.
let containsNumber number seq1 = Seq.exists (fun elem -> elem = number) seq1
let seq0to3 = seq {0 .. 3}
printfn "For sequence %A, contains zero is %b" seq0to3 (containsNumber 0 seq0to3)
اگر seq پاس داده شده به تابع exists خالی باشد یا یک ArgumentNullException متوقف خواهید شد.
برای جستجو و پیدا کردن یک آیتم در seq میتونیم از seq.find استفاده کنیم.
let isDivisibleBy number elem = elem % number = 0
let result = Seq.find (isDivisibleBy 5) [ 1 .. 100 ]
printfn "%d " result
دقت کنید که اگر هیچ آیتمی در sequence با predicate مورد نظر پیدا نشود
یک KeyNotFoundException رخ خواهد داد. در صورتی که مایل نباشید که استثنا
رخ دهد می‌توانید از تابع seq.tryFind استفاده کنید. هم چنین خالی بودن
sequence ورودی باعث ArgumentNullExceptionخواهد شد.
استفاده از lambda expression در توابع
lamdaExpressoion
از توانایی‌ها مورد علاقه برنامه نویسان دات نت است و کمتر کسی است حاضر
به استفاده از آن در کوئری‌های linq نباشد. در #F نیز می‌توانید از lambda
Expression استفاده کنید. در ادامه به بررسی مثال هایی از این دست خواهیم
پرداخت.
تابع skipWhile
همانند skipWhile در linq عمل می‌کند.
یعنی یک predicate مورد نظر را بر روی تک تک عناصر یک لیست اجرا می‌کند و
آیتم هایی که شرط برای آن‌ها true باشد نادیده گرفته میشوند و مابقی آیتم‌ها برگشت داده میشوند.
let mySeq = seq { for i in 1 .. 10 -> i*i }
let printSeq seq1 = Seq.iter (printf "%A ") seq1; printfn ""
let mySeqSkipWhileLessThan10 = Seq.skipWhile (fun elem -> elem < 10) mySeq
mySeqSkipWhileLessThan10 |> printSeq
می‌بینید که predicate
مورد نظر برای تابع skipWhile به صورت lambda expression است که با رنگ
متفاوت نمایش داده شده است.(استفاده از کلمه fun).
خروجی به صورت زیر است:
برای
بازگرداندن یک تعداد مشخص از آیتم‌های seq می‌تونید از توابع seq.take یا
seq.truncate استفاده کنید. ابتدا باید تعداد مورد نظر و بعد لیست مورد نظر
را به عنوان پارامتر مقدار دهی کنید.
مثال:
let mySeq = seq { for i in 1 .. 10 -> i*i }
let truncatedSeq = Seq.truncate 5 mySeq
let takenSeq = Seq.take 5 mySeq
let printSeq seq1 = Seq.iter (printf "%A ") seq1; printfn ""
#1 truncatedSeq |> printSeq
#3 takenSeq |> printSeq
خروجی
1 4 9 16 25 //truncate
1 4 9 16 25 //take
tuples در #F به گروهی از مقادیر بی نام ولی مرتب شده که می‌توانند انواع متفاوت هم داشته باشند گفته میشود. ساختار کلی آن به صورت ( element , ... , element )
است که هر element خود می‌تواند یک عبارت نیز باشد.(مشابه کلاس Tuple در #C که به صورت generic استفاده میکنیم)
// Tuple of two integers.
( 1, 2 )
// Triple of strings.
( "one", "two", "three" )
// Tuple of unknown types.
( a, b )
// Tuple that has mixed types.
( "one", 1, 2.0 )
// Tuple of integer expressions.
( a + 1, b + 1)
#1 میتونیم از الگوی Matching برای دسترسی به عناصر tuple استفاده کنیم.
let print tuple1 =
match tuple1 with
| (a, b) -> printfn "Pair %A %A" a b
#2 میتونیم از let برای تعربف الگوی tuple استفاده کنیم.
#3 توابع fst و snd مقادیر اول و دوم هر tuple رو بازگشت می‌دهند
let c = fst (1, 2) // return 1
let d = snd (1, 2)// return 2
#4 تابعی برای بازگشت عنصر سوم یک tuple وجود ندارد ولی این تابع رو با هم می‌نویسیم:
کاربرد tuple در کجاست
زمانی که یک تابع باید بیش از یک مقدار را بازگشت دهد از tupleها استفاده میکنیم. برای مثال
let divRem a b =
let x = a / b
let y = a % b
(x, y)
خروجی تابع divRem از نوع tuple که دارای 2 مقدار است می‌باشد.
