F# 4.5提供Spans、Match!等特性

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摘要： F# 4.5预览版现已发布，其中提供了一系列新特性，包括对.NET Core 2.1的新原生类型Span的支持、新关键字Match!等。

作者： Sergio De Simone

正文：

F# 4.5预览版现已发布，其中提供了一系列新特性，包括对.NET Core 2.1的新原生类型Span<T>的支持、新关键字Match!等。

类型Span意在实现底层代码指针操作的安全性和可预测性，这可使得很多情况下不必再分配内存，进而改进了内存使用的效率和性能。为实现此，Span会为已在内存某处存储的数据提供一种虚拟视图。例如，对于一个具有10000个元素的数组，我们完全可以创建一个包括其前1000个元素的切片，并将该切片传递给函数，不需要对这些元素做拷贝。代码如下：

    let nativeMemory = Marshal.AllocHGlobal(100);
    let nativeSpan = new Span<byte>(nativeMemory.ToPointer(), 100)
    let nativeSpanSlice = new Span<byte>(nativeMemory.ToPointer(), 10)
    let mem = NativePtr.stackalloc<byte>(100)
    let mem2 = mem |> NativePtr.toVoidPtr
    let stackSpan = Span<byte>(mem2, 100)

类型Span实际上包括了一系列的子特性，例如voidptr类型、NativePtr.ofVoidPtr和NativePtr.toVoidPtr函数，以及其它一些支持F# 4.5的Span与C# 7.3对等的特性。特性对应表如下所示：

C#                       F#
out int arg              arg: byref<int>
out int arg              arg: outref<int>
in int arg               arg: inref<int>
ref readonly int         Inferred or arg: inref<int>
ref expr                 &expr

为确保代码的公平性，F#对使用Span强加了一系列应用于所有类byref结构的限制：

• 受let限定的值，其引用不能超出其定义范围；
• 类byref结构体不能作为类或正常结构体的实例或静态成员；
• 类byref结构体不能作为通用类型参数使用；
• 类byref结构体不能被任何闭包结构体捕获。

关键字Match!是开发人员期待已久的一个特性，它用于在计算表达式中简化匹配语法。F# 4.1中，在做匹配前，需要使用let!作为一个中间步骤：

let funcWithString (s: string) =
    async {
        let! r = asyncFunction s
        match r with
        | Some bananaString -> printfn "It's banana!"
        | None -> printfn "%s" s
    }

而在F# 4.5中，只需如下编写：

let funcWithString (s: string) =
    async { 
        match! asyncFunction s with
        | Some bananaString -> printfn "It's banana!"
        | None -> printfn "%s" s
}

F# 4.5还提供了下列特性：

• 在序列、列表和数组中使用yield时，不再需要做向上造型（upcast）。例如：

let x2 : obj list  = [ yield "a" :> obj ] // F# 4.5版本之前。
let x3 : obj list  = [ yield "a" ] // F# 4.5版本。

• 为便于使用剖析（Profiling）工具，枚举类型默认作public使用。

• 改进了异步栈追踪，以提供更有意义的信息。

据Carter介绍，目前发布的F# 4.5非常稳定，它将会加入到即将发布的Visual Studio 2017
update 15.8中。此外，该预览版可以从.NET Core平台和Windows处手工获取。

查看英文原文： F# 4.5 Brings Spans, Match!, and More