Что такое функциональное программирование на языке F#?

F# - это многопарадигменный язык, но его основу составляет функциональное программирование. Это означает, что программы в F# строятся преимущественно вокруг функций, которые являются "чистыми" - не имеют побочных эффектов и всегда возвращают один и тот же результат при одинаковых входных данных. Основные концепции включают:

• Неизменяемость (Immutability): По умолчанию данные в F# неизменяемы. Переменные являются связываниями (bindings), и их значения нельзя изменить после создания. Это упрощает рассуждения о программе и повышает безопасность в многопоточных средах.
• Функции как первоклассные объекты: Функции можно присваивать переменным, передавать как аргументы другим функциям и возвращать из функций.
• Каррирование (Currying): Функции в F# принимают только один аргумент. Функции, принимающие несколько аргументов, автоматически преобразуются в последовательность функций, каждая из которых принимает один аргумент.
• Сопоставление с образцом (Pattern Matching): Мощная конструкция для декомпозиции данных и выполнения действий в зависимости от их структуры.
• Вывод типов (Type Inference): Компилятор F# может автоматически определять типы большинства выражений, что уменьшает необходимость явного указания типов.
• Выражения (Expressions): Большинство конструкций в F# являются выражениями, которые возвращают значение. Это позволяет строить более лаконичный код.

F# активно использует алгебраические типы данных (ATDs):

• Записи (Records): Неизменяемые типы данных с именованными полями.
• Дискриминированные объединения (Discriminated Unions): Типы данных, представляющие одно из нескольких возможных значений, каждое из которых может иметь связанные данные. Используются для моделирования конечного числа возможных состояний или вариантов.

// Пример неизменяемой записи
type Person = { Name: string; Age: int }

// Пример дискриминированного объединения
type Shape =
    | Circle of radius: float
    | Rectangle of width: float * height: float

// Пример функции с сопоставлением с образцом
let calculateArea shape =
    match shape with
    | Circle r -> System.Math.PI * r * r
    | Rectangle (w, h) -> w * h

Функциональный подход в F# способствует созданию модульных, легко тестируемых и параллелизуемых программ.