讓電腦 function 與數學 function 觀念相同

F# 是 FP,強調 function 都要有 input 值,也要有 return 值,若 function 真的沒有 input 值,也沒有 return 值,在 F# 該如何表示呢?

Version


macOS High Sierra 10.13.3
.NET Core SDK 2.1.101
JetBrains Rider 2017.3.1
F# 4.1

Unit 與 ()


FP 的思考來自於數學函數,認為 function 都要有 定義域對應域,如 y = f(x),也就是 input x 的型別就是 定義域,而 return y 的型別就是 對應域

但在電腦語言的 function,可能沒有 input 值,也可能沒有 return 值,這就與數學 function 不同,針對這種需求,F# 特別設計出新的型別 unit,其值只有一個 ()

無 return


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let print msg = printfn "%s" msg

print "Hello World"

print() 為 function,其內容只有 printfn() 印出 msg,這就是典型 I/O 類的 side effect,但沒有 return 值。

nit00

若觀察 print() 的型別,其為 string -> unit ,也就是若沒 return 值,Type Inference 會推導為 unit

Q : 所以 unit 不就 C# 的 void

若以無 return 值的 function 觀點,unit 相當於 void 沒錯,但 unit 還有其他用途。

無 input


若想要建立 input() ,但不用傳入任何值,就可以印出 Hello World

直覺會這樣寫:

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let print = printfn "%s" "Hello World"

但別忘了 F# 強調是 Function Value,也就是 function 也視為是一種 value,因此都使用 let

nit00

Type Inference 推導為 unit,是 unit 型別的 value,而不是 function。

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let print () = printfn "%s" "Hello World"

正確寫法應該使用 () 代表其無 input 值,但其 定義域() ,也就是 unit type。

nit00

Type Inference 推導的 printunit -> unit,是 unit -> unit 型別的 function,而不是 value。

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let print () = printfn "%s" "Hello World"

print ()

呼叫 prinf() 時,也要明確傳入 () 代表 no input。

nit00

有 return 但不想用


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let sum x y  = x + y

sum 2 3

明明 sum() 有 return x + y,但呼叫 sum() 時卻沒處理 return 值,compiler 編譯後會抱怨。

nit00

有兩種解法:

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let sum x y  = x + y
let result = sum 2 3

明確將 sum() 結果 binding 到 result value,這是 FP 最標準做法。

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let sum x y = x + y
sum 2 3 |> ignore

sum() 結果 pipeline 到 ignore(),則 compiler 就不會抱怨。

實務上若真的不想處理 function 的結果,建議使用 ignore()

Conclusion


  • FP 嚴格遵守數學 function 定義,但電腦 function 卻可能沒有 input 也沒有 return,因此 F# 特別設計出 unit(),這樣就與數學的 定義域對應域 的觀念相通

Reference


Microsoft Docs, Unit Type
Jose Gonzales, What’s the Unit Type in F#?
Stack overflow, What does this () notation mean?
Chris Smith, Pramming F# 3.0 2nd

2018-04-01