Scala vs F#:函數(shù)式編程特性大比拼（一）
原創(chuàng)【51CTO獨(dú)家譯文】我們喜歡把.NET和Java拿出來(lái)進(jìn)行比較：從測(cè)試速度到安全性，從平臺(tái)之爭(zhēng)到應(yīng)用廣泛性。而Scala和F#都是相對(duì)較新的編程語(yǔ)言，相對(duì)于.NET和Java編程語(yǔ)言，它們提供了許多非常吸引人的函數(shù)式編程特性，值得.NET和Java開(kāi)發(fā)人員仔細(xì)玩味和評(píng)估。
Scala是一種基于Java的通用編程語(yǔ)言，旨在推廣函數(shù)式編程，它編譯成Java字節(jié)碼，在Java虛擬機(jī)（JVM）上運(yùn)行。雖然Scala本質(zhì)上是一個(gè)函數(shù)式編程語(yǔ)言，但它也體現(xiàn)了面向?qū)ο笳Z(yǔ)言的所有必要元素，這一點(diǎn)使函數(shù)式編程特性對(duì)編程社區(qū)的吸引力更大。
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F#是由微軟主持開(kāi)發(fā)的一個(gè)通用編程語(yǔ)言，它是.NET通用運(yùn)行時(shí)（CLR）的一部分，它是以另一個(gè)正統(tǒng)的函數(shù)式編程語(yǔ)言O(shè)caml為基礎(chǔ)的，微軟在.NET平臺(tái)中引入F#除了人們對(duì)函數(shù)編程的興趣不斷上升外，另一個(gè)重要的原因是函數(shù)編程非常適合高性能和并行計(jì)算。雖然它的語(yǔ)法清晰，但F#實(shí)際上混合了函數(shù)式編程語(yǔ)言，命令式語(yǔ)言和面向?qū)ο笳Z(yǔ)言的語(yǔ)法特性，它的面向?qū)ο蠛兔钍教匦源蟛糠侄寂c.NET平臺(tái)兼容，F(xiàn)#的三重性質(zhì)也很實(shí)用，它允許程序員使用任意結(jié)合這三個(gè)編程語(yǔ)言的特性使用。
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本文將對(duì)Scala和F#功函數(shù)編程語(yǔ)法和相關(guān)特性進(jìn)行對(duì)比，看看它們之間有何異同點(diǎn)。
一等函數(shù)
Scala和F#中的函數(shù)被視為一等類型，它們可以作為參數(shù)傳遞，從其它函數(shù)返回值，或分配給一個(gè)變量。
在下面的F#代碼片段中，我首先定義了一個(gè)函數(shù)（increment），給傳遞來(lái)的值加1，然后，我定義了函數(shù)handler，它使用類型myfunc，使用2作為它的參數(shù)，最后，我使用一個(gè)遞增的參數(shù)調(diào)用這個(gè)函數(shù)處理程序，函數(shù)increment作為一個(gè)有規(guī)則的值傳遞，因此它被認(rèn)為是一等類型。
- let increment xx = x + 1
- let handler myfunc = (myfunc 2)
- printfn "%A" (handler increment)
注意上述代碼中的類型推斷，F(xiàn)#將會(huì)推斷x是一個(gè)整型（int），因?yàn)槲医o它加了1，下面是使用Scala語(yǔ)法編寫的代碼：
- def increment(x:Int) = x + 1
- def handler( f:Int => Int) = f(2)
- println( handler( increment ))
懶散式賦值
F#支持懶散式賦值（lazy evaluation），但由于性能原因，這項(xiàng)特性默認(rèn)并沒(méi)有開(kāi)啟，相反，F(xiàn)#支持所謂的主動(dòng)賦值（eager evaluation），用關(guān)鍵字lazy明確標(biāo)記函數(shù)為懶散函數(shù)，運(yùn)行程序時(shí)指定Lazy.fore選項(xiàng)。
- let lazylazyMultiply = lazy ( let multiply = 4 * 4 )
和F#一樣，Scala默認(rèn)也不支持懶散賦值，但和F#不一樣的是，Scala是用lazy關(guān)鍵字標(biāo)記值，而不是標(biāo)記函數(shù)。
- def lazyMultiply(x: => y:) = { lazy val y = x * x }
#p#
局部套用函數(shù)
局部套用函數(shù)是函數(shù)式編程語(yǔ)言的基本功能，允許應(yīng)用程序的部分函數(shù)和操作組合，F(xiàn)#支持局部套用函數(shù)，下面是F#中局部套用函數(shù)的一個(gè)示例。
聲明：
- val add : int -> int -> int
實(shí)現(xiàn)：
- let add = (fun x -> (fun y -> x + y) )
在Scala中，局部套用函數(shù)的樣子有所不同：
- def add(x:Int)(y:Int) = x + y
Lambda表達(dá)式
F#也支持Lambda表達(dá)式（匿名函數(shù)），在F#中，Lambda表達(dá)式是使用關(guān)鍵字fun聲明的，在下面的例子中，一個(gè)匿名函數(shù)應(yīng)用給一串遞增的數(shù)字，返回一串新的遞增數(shù)字。
- let list = List.map (fun i -> i + 1) [1;2;3]
- printfn "%A" list
Scala中的Lambda表達(dá)式非常時(shí)尚簡(jiǎn)潔，下面是用Scala語(yǔ)法重寫的代碼：
- val list = List(1,2,3).map( x => x + 1 )
- println( list )
模式匹配
模式匹配是函數(shù)式編程語(yǔ)言的一個(gè)強(qiáng)大功能，可根據(jù)值或表達(dá)式的類型激活函數(shù)中的代碼塊（可將模式匹配看作是功能更強(qiáng)大的case語(yǔ)句）。
在F#中，使用垂直分隔符（|）表示一個(gè)case選擇器，下面是Fibonacci（斐波納契）數(shù)字函數(shù)的F#實(shí)現(xiàn)。
- let rec fib n =
- match n with
- | 0 -> 0
- | 1 -> 1
- | 2 -> 1
- | n -> fib (n - 2) + fib (n - 1)
和F#一樣，Scala也支持模式匹配，下面是Fibonacci（斐波納契）數(shù)字函數(shù)的Scala實(shí)現(xiàn)，注意Scala使用了case關(guān)鍵字。
- def fib( n: Int): Int = n match {
- case 0 => 0
- case 1 => 1
- case _ => fib( n -1) + fib( n-2)
- }
列表推導(dǎo)
最初出現(xiàn)在Haskell（另一個(gè)函數(shù)式編程語(yǔ)言原型）中，列表推導(dǎo)是數(shù)學(xué)術(shù)語(yǔ)，使用基于符號(hào)的表達(dá)式定義列表，例如，在Haskell中，使用以下列表推導(dǎo)生成一串只包含大于2的數(shù)字的平方值。
- squares = [ x*x | x <- nums, x > 2 ]
F#中與列表推導(dǎo)相同的功能叫做發(fā)生器，它既可用于列表也可用于序列，在函數(shù)式編程語(yǔ)言中，序列與列表類似，但序列中的元素是在請(qǐng)求時(shí)才計(jì)算出來(lái)的（如，1…1000），存儲(chǔ)效率更好。
列表發(fā)生器的格式如下：
- [for x in collection do ... yield expr]
序列發(fā)生器的格式如下：
- seq {for x in collection do ... yield expr}
因此前面的Haskell列表推導(dǎo)示例用F#語(yǔ)法重寫后，就應(yīng)該是：
- del list = [for x in 0..100 if x > 2 do yield x*x]
在Scala中，列表推導(dǎo)的結(jié)構(gòu)如下：
- val type = for ( range ) [if (condition)] ) yield result
下面是用Scala語(yǔ)法重寫后的版本：
- val list = for (i <- 1 to 100; if (i > 2)) yield i*i
通過(guò)混合實(shí)現(xiàn)多重繼承
F#和Scala之間一個(gè)最明顯的區(qū)別是F#不支持多重繼承，在Scala中，程序員可以從主類聲明子類擴(kuò)展，也可以繼承其它類的特性。
在所謂的混合類中，子類通過(guò)mixin繼承，在下面的例子中，OtherParentClass就被用作mixin。
- Class MixinSubclass extends BaseClass with OtherParentClass
基類使用extends關(guān)鍵字聲明，混合則使用with關(guān)鍵字聲明。
繼承的方法使用關(guān)鍵字override明確覆蓋以防發(fā)生意外。
- override def calculate(dx: Int, dy: Int): Distance =
- new Distance(x + dy, y + dy )
OtherParentClass應(yīng)該使用關(guān)鍵字trait聲明：
- trait OtherParentClass
- def count:Int
- def kmDistance = count * 1.66
小結(jié)
除了Scala混合功能外，F(xiàn)#和Scala提供的功能都很相似，它們都非常靈活，都是很強(qiáng)大的函數(shù)式編程語(yǔ)言，本文只對(duì)這兩個(gè)編程語(yǔ)言最基本的編程功能做了簡(jiǎn)略的比較，在下一篇文章中，我將會(huì)比較它們的最大不同點(diǎn)：應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)模型和運(yùn)行時(shí)功能。
原文出處：www.developer.com/features
原文名：Scala vs. F#: Comparing Functional Programming Features
作者：Edmon Begoli
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