初尝 F# 函数式编程之“用递归实现循环”(有更新)

原教程在这里 https://fsharpforfunandprofit.com/posts/designing-for-correctness/

但下面的内容是我在原教程的基础上自己添加的，原教程里没有下面的内容。

原教程里定义了一个类型 Cart, 但下面我们不用关心 Cart 的具体定义，只需要知道它表示一个购物车，下面我用一个列表 ["aaa"; "bbb"; "ccc"] 表示货物。

然后我想做的是，像普通编程方法的 while 或 for 循环那样，循环添加货物进购物车里。

在函数式编程中，通常用递归来实现循环，如下所示：

let rec addItems (cart: Cart) items =
    match items with
    | [] -> cart
    | head :: tail ->
        let cartFilled = cart.Add head
        addItems cartFilled tail

let cart = Cart.New
let items = ["aaa"; "bbb"; "ccc"]
let cartFilled = addItems cart items

初看有点复杂，但它非常直白地表达了这样一个算法：

1. 向函数 addItems 输入两个参数：cart 和 items
2. 如果 items 是空的，就直接原封不动返回 cart
3. 如果 items 里面有东西，就取第一个，放进 cart 里
4. items 除去第一个之后剩下的东西按上述 1～3 的步骤重复操作

另外，上面代码的最后两行，可以用 F# 的特性改写成这样：

let cartFilled = ["aaa"; "bbb"; "ccc"] |> addItems cart

同样的功能，也可以用另一种方法来实现：

let addItems (cart: Cart) items =
    let action (cartFilled: Cart) item = cartFilled.Add item
    match items with
    | [] -> cart
    | head :: tail -> List.fold action (cart.Add head) tail

上面的代码使用了 List.fold, 其实 fold 很强大，上面的代码还可以进一步简化如下：

let action (cartFilled: Cart) item = cartFilled.Add item
let cartFilled = List.fold action cart items

另外，根据具体情况，可以采用 List.filter, List.map, List.scan, List.iter, List.reduce 等，都是很常用也很好用的工具。

本文介绍了在 F# 里实现循环的几种方法，虽然没有体现 F# 或函数式编程的优势，但初学函数式通常都会有这样的疑问：不用 while 不用 for 怎样写循环？本文初步回答了这个问题。

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更新，补充

在上面的代码中，到处都有 (cart: Cart) 这样显式的类型声明，经过后续的学习我发现这个有办法更优雅一些，所以回头来补充。

方法很简单，就是加一个函数 let add (cart:Cart) item = cart.Add item, 添加后代码可以简化如下：

let add (cart:Cart) item = cart.Add item

// 利用递归
let rec addItems cart items =
    match items with
    | [] -> cart
    | head :: tail -> addItems (add cart head) tail

// 或者利用 List.fold
let cartFilled = List.fold add cart items

仔细看上面的代码可以发现，类型声明被集中到 add 函数里了，其他函数就可以自动推导。而且利用 List.fold 时，连 action 函数都省了，因为碰巧与 add 一样。（另外，根据 ScottW 的说法，更推荐用 List.fold 而不是递归）

很明显，这个小小的技巧，结果就明显优雅了很多。