Ocaml编程速览

来自http://bbs.9ria.com/thread-77807-1-1.html

一旦你了解了OCaml便会感到它是一门非常神奇的语言，不过学习它的第一步却是非常困难的。希望这个小小的教程可以让事情变得简单些。首先OCaml不是一个结构化语言，它属于函数语言家族。纯粹的函数语言没有提供循环机制（你需要使用递归来完成循环），变量也不可改变，以及其它的一些限制。幸运的是OCaml不是一个纯粹的函数语言因此可以使用循环与更改变量。现在让我们开始OCaml的探险历程吧：）

首先让我们启动OCaml，在命令提示符下输入 ocaml 。你将看到下面的内容：

1. Objective Caml version 3.04
   
2. #
   

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#号是OCaml解释器的提示符，我们已经启动了它。


类型 

Ocaml是强类型语言：这表示变量一旦建立就不能改变类型，并且你不可以在两种不同的类型间进行操作（比如将整数与浮点数相加）。让我们来作一些基本的数学计算：

1. # 2 + 2;;
   
2. - : int = 4
   

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';;'是表达式的结束符，它类似于句子的句号。第二行显示的是结果与结果的类型（int）。我说过不同类型是不能混合计算的，让我们看看这样作会出现什么：

1. # 2 + 2.5;;
   
2. This expression has type float but is here used with type int
   

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你将会看到在2.5下有一条下划线（我无法在这里打出数字下面的下划线）同时得到第二行中的错误信息。它告诉了你一些什么呢？它告诉你，你的函数只能操作整数，但2.5却是一个浮点数。那么如何进行浮点数加法呢？对于浮点数的运算我们使用运算符+.(在加号后加一点，就是浮点数操作符）。让我们再来试一下，这次使用运算符+.

1. # 2 +. 2.5;;
   
2. This expression has type int but is here used with type float
   

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现在下划线跑到2下面去了，并且Ocaml告诉你，你在浮点操作符中使用了一个整数。我们该如何得到它们的和呢？我们需要将表达式中的其中一个数的类型转换为另一个的类型。在这里，如果我们转换2.5到整形，那么我们将丢掉.5(这可能不是我们想要的结果），所以我们将把2转换到浮点数。

1. # (float_of_int 2) +. 2.5;;
   
2. - : float = 4.5
   

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float_of_int是干什么的? 让Ocaml自己来回答我们吧！

1. # float_of_int;;
   
2. - : int -> float = <fun>
   

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在上面的表达式中O'caml将告诉我们float_of_int是一个函数(<fun> ) 它接收一个整形参数返回一个浮点值。所以当我们把2传递给float_of_int时，它将返回2.0，这样我们就可以进行计算了。
记住只有相同类型的值才能在一起工作。

整数算术操作符：
+ : 加
- : 减
* : 乘
/ : 除
mod : 取模

浮点操作符：
+. : 加
-. : 减
*. : 乘
/. : 除
** : 幂

转换整数到浮点：float_of_int n
转换浮点到整数：int_of_float n

函数的定义
在Ocaml中，同其它强类型语言一样，函数取得一个预定义类型的参数并返回一个给定类型的值。函数的参数间简单的使用空格分开。
假如我们想定义下面的这些函数，它们的数学形式为：

double : x -> 2X
square : x -> x*x 
cube : x -> x^3

我们该如何在Ocaml中实现它们呢：

1. # let double = fun x -> 2. *. x ;;
   
2. # let square = fun x -> x *. x ;;
   
3. # let cube = fun x -> x ** 3. ;;
   

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从上面的语法中我们可以看出真正定义函数的部分是从"fun"开始的。而之前的 "let double = "是函数的名字。在Ocaml中也可以使用没有名字的函数。定义函数还可以使用另一种语法：

1. # let double x = 2. *. x ;;
   
2. # let square x = x *. x ;;
   
3. # let cube x = x ** 3. ;;
   

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注意*号后面的点。它告诉编译器函数仅接受浮点型的参数（因此它也返回一个浮点）。对于函数square如果*号后没有这个点函数将只接受整形参数。这种根据函数使用的语法来推断类型的过程叫作类型推论。这可以使用代码更加易读。为了避免误解，Ocaml的翻译器总是告诉你它推导出的类型。在后面的例子中我将省略这些输入的信息。

函数是first-class类型 
这是Ocaml中最有趣的特性，函数是first-class类型，更确切的说，它们可以传递给另一个函数并且可以象任何一般类型（象是整形、浮点、字符串）那样被返回。
让我们通过一个例子来解释它，假设我们希望定义一个由两个函数f与g组合而成的函数，数学定义如下：

f o g : x -> (f o g) (x)= f(g(x))


在Ocaml中这是很简单的：

1. let compose f g = fun x -> f(g(x)) ;;

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如果你够细心，你将注意到几件事：
1. 语法与之前的数学定义非常接近。
2. 我们不需要将x作为一个变量传递给compose函数，我们只要把f与g作为参数传递给compose函数。Ocaml的类型检查器将根据语法x->f(g(x))推导出f与g必须是函数。这里的x是一个虚变量，称为约束变量。 
3.comopse函数实际上返回一个函数，是f与g的组合，象下面我们将看到的那样：

1. # compose double square 3. ;;
   
2. - : float = 18.
   
3. 
   
4. # compose square double 3.;;
   
5. - : float = 36.
   
6. 
   
7. (* 定义包含一个将参数除2的函数的组合 *)
   
8. # let myfunc = compose square (fun x -> x /. 2.) ;;
   
9. # myfunc 5. ;;
   
10. - : float = 6.25
    

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这里，我定义函数myfunc是square函数与一个将输入的参数除2的无名函数的组合。

我们把例子写成下面的样子来展示compose返回函数：

1. (* Define a composite with a function that divides its input by 2 *)
   
2. # let myfunc f = compose square f ;;
   
3. # myfunc (fun x -> x /. 2.) 5. ;;
   
4. - : float = 6.25
   

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符号化
可以把compose函数定义成一个中缀操作符。操作符可以不包含字母。要将它用为中缀，要把它放入括号之间。如下：

1. (* Define the infix operator composite *)
   
2. # let (@) = compose ;;
   
3. 
   
4. # (double@square) 3. ;;
   
5. - : float = 18.
   
6. 
   
7. # (square@double) 3.;;
   
8. - : float = 36.
   

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问题：为什么square@double周围需要括号呢？

函数对链的处理
链是函数语言中的一个标准数据结构。使用标准库List.map可以方便让函数的处理一个链中的所有元素，而不用使用循环。如：

1. (*create a list of floats *)
   
2. # let v = [1.; 2.; 3.; 4.; 5.] ;;
   
3. 
   
4. # List.map (myfunc@square) v;;
   
5. - : float list = [0.25; 4.; 20.25; 64.; 156.25]
   

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为了避免每次都写List.map，可以将代码象下面这样重写：

1. (* These new functions take a list of floats as their input and return a list of floats *)
   
2. # let square= fun v -> List.map (fun x-> x *. x) v ;; 
   
3. 
   
4. # let myfunc = fun v -> List.map (square@(fun x -> x /. 2.)) v ;;
   
5. 
   
6. # (myfunc@square) v;;
   
7. - : float list = [0.25; 4.; 20.25; 64.; 156.25]
   

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