6.1.2 自定义运算符

6.1.2 自定义运算符

定义自定义的运算符的方式类似于函数，使用 let 绑定。它们可以使用任何字符，可以是通常的 F# 数学运算符（+/-*<>），或者是逻辑运算符（& | =），还可以是其他字符 ($%.?@^~!）。声明一个运算符，要把它的名字括在括号中，这是与通常的 let 绑定的唯一区别。使用星号时要小心，因为，(* 用于 F# 多行注释的开始。在这种情况下，解决方案是在星号与括号之间加上空格。清单 6.2 显示了如何声明和使用一个简单的运算符来处理字符串。

Listing 6.2 Working with strings using a custom operator (F# Interactive)

> let (+>) a b = a + "/n>> " + b;;
val ( +> ) : string -> string –> string

> printfn ">> %s" ("Hello world!" +>
"How are you today?" +>
"I'm fine!");;
>> Hello world!
>> How are you today?
>> I'm fine!

使用自定义的运算符而不用函数的好处，是可以使用中缀表示法（infix notation）。这意味着，对于 concat "A" (concat "B" "C")，可以写成 "A"+>"B"+>"C"。这在多次应用运算符时是特别有用的，就像我们前面的示例，因为，不必把每个调用括在括号中。

在清单 6.2 中，我们声明一胩中缀运算符，它取两个参数。F# 也允许定义一元运算符，只取一个参数，用于前缀表示法（prefix notation）。内置前缀运算符的一个示例是一元负，写成为 -1。这种运算符不基于声明中参数的数目，因为，它可能是不明确的。这有点棘手，但是，可以写一元运算符，返回一个函数，那么纯粹基于这个类型签名，它看起来像二元运算符（由于科里化，我们在第 5 章讨论的）。前缀和缀运算符之间的这种区别是基于第一个符号。当定义前缀运算符，必须以 ~ 或 ！符号开始。

在 C# 中模拟自定义运算符

在 C# 中，不能声明新的运算符，虽然可以重载现有的运算符。然而，在某种程度上，使用扩展方法，可以实现相同的模式。这是 C# 3.0 中的一个新功能，下面，我们简要介绍一下。

扩展方法

在 C# 中，每个方法必须被包装在一个类中，处理对象的操作是类声明的一部分，可以使用点表示法来调用方法。扩展方法给我们一种添加新方法的方式，来处理对象，而无需修改原始的类声明。以前，这可能要通过写静态方法才行，就像这样：

StringUtils.Reverse(str);

这是很不切实际的，因为，在某个 “Utils” 类中找到一个静态方法是相当困难的。C# 3.0 中，我们可以实现 Reverse，作为扩展方法，以这种方式调用：

str.Reverse();

实现扩展方法是很容易的，因为，它是普通的静态方法，有一个特别的修饰符。唯一的区别，是它可以作为实例方法来调用，使用点表示法。它仍然是一个静态方法，所以，它既不能添加新字段，也不能访问对象的私有状态：

static class StringUtils {
public static string Reverse(this string str) { /* ... */ }
}

所有扩展方法都必须括在非嵌套的静态类中，它们必须是静态方法。修饰符 this 放在第一个参数之前，告诉编译器为它是扩展方法。

如果我们把前面示例中字符串连接实现为扩展方法，得到的语法会非常类似于原始的 F# 版本。清单 6.3 显示了使用标准的静态方法调用和扩展方法，写相同的代码。

Listing 6.3 Working with strings using extension methods (C#)

public static string AddLine(this string str, string next) {
return str + "/n>>" + next;
}
Console.WriteLine(
StringUtils.AddLine(
StringUtils.AddLine("Hello world!", "How are you today"),
"I'm fine!"));
Console.WriteLine("Hello world!"
.AddLine("How are you today")
.AddLine("I'm fine!"));

好处是纯粹的在可读性方面：我们能够 写该方法调用，与我们希望其发生的顺序相同，而不需要指定实现这个方法的类，也不需要额外的大括号。就像这样的情况 ，语法产生一个非常重要的差异。

F# 的流运算符

流水线的运算符（|>） 允许我们在函数的左侧写出第一个参数——即，在该函数名字前。这是非常有用的，如果我们想要调用几个处理函数，用序列中的某个值，我们想先写出要处理的值。下面的示例演示如何在 F# 中反转列表，然后取第一个元素：

List.hd(List.rev [1 .. 5])

这并不是非常优雅的，因为，写的操作顺序与执行顺序相反，将要处理的值在右侧，括在括号中。在 C# 中，使用扩展方法，我们会写成：

list.Reverse().Head();

在 F# 中，可以通过使用流运算符，来得到相同的结果：

[1...5] |> List.rev |> List.hd

尽管这看起来可能非常棘手，但是，运算符是非常简单的。它具有两个参数值：第二个（右侧）是一个函数，第一个（左侧）是一个值。运算符把值作为这个函数的参数值，并返回结果。

在某种意义上，流是类似于调用方法，在对象是使用点表示法，但是，它并不局限于内在的对象的方法。这是类似于扩展方法，所以，当我们写了一个通常用的流运算符的 F# 函数的 C# 替代方案时，我们将它作为扩展方法实现。

现在，我们已经完成了对泛型高阶函数和运算符的简短说明，终于可以看看如何使用它们解决日常函数编程问题。我们将讨论的第一个主题是使用高阶函数元组。