Scala/OCaml初体验

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2016年的最后几小时, 随便写写关于Scala和OCaml的一些入门体验好了.

今年对FP语言特别感兴趣, 上了两门Scala的公开课(here and here)和一门OCaml的公开课(here), 在博客中写了一系列的笔记, 课后作业也都认真做完了. 斗胆说这两门语言都算入门了吧... 这里就随便写一下使用这两门语言的感受, 想到哪里写到哪里...

FP语言和之前接触的语言确实不大一样, 比如之前我都有种错觉, 学什么语言只要知道循环/条件/基本类型运算怎么写, 就差不多可以上手了...... 然后遇到了FP, 发现循环语句其实是不必要的... 记得看到过一篇文章, 类比学FP就好像开了很多种车的老司机突然开始学开宇宙飞船, 肯定各种WTF不适应了~

以前谈到FP我只能联想到一些Python里的FP特性: lambda表达式, 高阶函数之类的, 顶多还想到个闭包... 不过Python里面的FP特性和Scala/OCaml里的比起来还是差了不少: i.e. 现在非常希望Python里可以支持pattern matching...

Scala

Scala算是比较亲民的FP语言了(和Java有点像...), 也是我最早接触的FP语言. EPFL的那两门公开课质量很棒, 毕竟是Scala的作者亲自来上的...

  • immutable types: 习惯了就好, 就像java里所有东西都是final的, 要修改什么东西的时候改成新建一个, immutable数据的优点就是并行方便啊...
  • 一切皆为表达式, specifically, if语句也是表达式(expression)而不是语句(statement)
  • 尽量不用return, 返回值就是最后一句expression
  • 类型推导: 就不用写麻烦的类型标记了(有时又必须写, 比如必须要告诉Scala递归函数的返回类型)... 不过有时不标记类型又容易出错(心里以为的类型和实际的类型不一样). 另外Scala的类型是写在冒号后面的, 习惯了就好...
  • for expression: (和"for循环"不是一回事) 非常好用, 可以说是一大亮点, 比较复杂的filter/map组成的表达式, 用for expr写出来非常容易理解, 超棒... 后来学OCaml的时候非常期待OCaml里也有类似的东西(不过好像没有...)
  • pattern matching: 用constructor来switch! 没什么好说的 非常好用的东西...
  • lazy evaluation和Stream: 非常有用的东西, 学到这里时很受启发...
  • intellij真好用, 还有Scala worksheet...
  • 尾递归优化: 把递归函数做到和iterative的一样快, tailrec算是工具之一吧.
    一开始对tailrec有点不太会写, 其实后来大概明白了怎么回事: 尾递归要求f(n)最后的return语句里应该直接是递归调用f(n-1), 不要加别的什么带f(n-1)的表达式.
    一般的递归函数大概是: f(n) = some_expr_of f(n-1), 而tailrec的版本里, 加入了acc这样一个参数, 保存累加结果. 可以把acc看做f(n-1)的代替品, 这时, 把那个f(n-1)的expr作用在acc上, 就是尾递归了! f(n, acc)最后一句就成了f(n-1, some_expr_of acc) — 简简单单一个递归调用~
    举个最简单的例子: 阶乘运算
    非尾递归的写法是:



def factorial(n:Int): Int =    
  if(n==0) 1 else n*factorial(n-1)  

改成尾递归以后:

def factorialTR(n:Int):Int = {    
  @tailrec    
  def fact(n:Int, acc:Int):Int = {    
    if(n==0) acc    
    else fact(n-1, n*acc)    
  }    
  fact(n, 1)    
}  
  • 简单的匿名函数有几种写法:
    • =>: param => ret
    • 用pattern matching(这时要用花括号): {case(param list) => ret }
    • 下划线就表示参数: _*2 — 相比之下 简直受够了Python里面写lambda.......
  • 一些概念和Java对应一下:
    • Unit对应Java里的void
    • Option对应Java里的Object(有指针的对象), Java里的null对应Scala里None, Java里的某个对象(非null)A对应Scala里的Some[A], Scala里和Option类似的还有Try
    • trait大概可以看做Java里的Interface, 不过Scala的trait是可以包含函数实现的...
    • Scala的object和Java里可不是一个意思, Scala里object是单例对象(Singleton), 类似于java里的static final的对象
  • 有人说Scala被过度设计了, 感觉有点道理: 快学完第二门Scala公开课的时候看看别人代码, 又发现了好多没见过的关键字... @@
  • 并不太喜欢省略点号 省略括号/分号之类的语法糖...
  • Scala的collection有点多: Seq/List/Array/IndexedSeq/Vector傻傻分不清楚....

OCaml

OCaml也是工业界比较成功的语言了, 而且据说速度和Cpp不相上下, 我对它可以说是向往已久, 看到FUN平台上有公开课就赶紧报名了...

OCaml算是比较"正宗"的FP语言(或许还不够"纯"?), 风味和别的语言差了好多, 但是写着写着就喜欢上了...

  • 函数参数不用括号! 这是第一个冲击...
  • 不过总是把函数放在最前面, 还是不大习惯, 比如List.map, 更希望可以写成 a_list map a_fun这样...
  • 运算符完全分隔: 整数加法是+, 浮点数加法要显示写成+., 这样做的好处就是可以做异常强大的类型推导, 比Scala不知高到哪里去了~
  • 各种错误都可以在编译时找到, 安全感倍增...
  • let-in binding: 理解了这个概念以后, 大脑有了一种开窍的感觉! 这个就非常接近数学推导了, 比如在数学上证明什么东西的时候, 令x y z等于什么什么, 其实最终都是为了在最后一个表达式里面体现. 只是起一个名字而已, 并不是改变了这些"identifier"的数值. Scala里面的"最后一个表达式即为返回值"这一点, 我当时有点不太习惯, 不过在OCaml里面用let-in绑定这么一写, 这不是显然的么?! ...总之这个写法理解了以后, 感觉非常美妙...
  • 函数的类型为para1_type -> para2_type -> ... -> ret_type, 这样写了以后对于理解partial function之类的就有很大帮助, 另外OCaml并不区分数值和函数了: 都是用let声明, 一个数值可以看做是接收0个参数的函数.
  • try-with处理异常: 除了处理异常以外, 由于没发现break对应的写法, 现在要break的时候我就也写成try-with...
  • basic composed types: tuple/record/array这三个, 个人感觉并不是特别好用... @@
  • taged type (又叫sum type/variant type): 感觉非常强大, 定义了taged type以后再pattern matching不要太爽... 感觉我对这块理解还不太够, 看别人写的taged type可能可以写一些处理的函数, 自己定义taged type就比较虚了... 好的程序, 把类型定义写好了 基本上就完成一半了...
  • 关于模块(module)的签名的写法什么的, 其实还是有点晕... 可能实践还是不够
  • OCaml里的"Polymorphism"大概相当于Java里的generic/Cpp里的template.
  • pattern matching: 在OCaml里被大量的应用, 感觉比Scala里面的还好用不少...
  • utop作为交互式终端体验还是很棒的
  • 编辑器和ide还是不够丰富, 没找到(非vim/emacs)很好的方案... 不过FUN平台的网络编辑环境非常给力, 自动indent这个feature太喜欢了, 最后所有作业都是直接在web环境下写的...
  • opam包管理器有时候会出现一些模块安装不上的问题
  • 听说Core提供了比较完善的函数支持, 希望学一下(也就是看看real world OCaml)

compared with Python

那么这两个语言和我现在用得最多的语言(Python)相比较一下吧:

  • 作为Python, 非常羡慕Scala/OCaml的执行速度
  • 眼馋pattern matching和各种compile time保护......
  • Python的REPL(bpython)还是比Scala worksheet / ocaml utop体验好不少
  • Python的"自带电池"特色是很大的优点, 很好奇Scala/OCaml有没有提供defaultdict/counter/datetime之类的模块......
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