Syntaxe

Les fondamentaux

Syntaxe - Clé

1er point fort de F♯ : langage succinct

Pour s'en rendre compte :

1. Passons rapidement en revue sa syntaxe

2. Ensuite vous pourrez commencer à jouer avec

   • ☝ C'est à l'usage que l'on mesure le côté succinct de F♯

💡 F♯ est généralement plus succinct que C♯ sauf ce qui concerne le fait d'être explicite.

Commentaires

(* This is block
   comment *)


// And this is line comment


/// XML doc summary


/// <summary>
/// Full XML doc
/// </summary>

Variables → Valeurs

• Mot clé let pour déclarer/nommer une valeur

• Pas besoin de ; en fin de déclaration

• Liaison/Binding est immutable par défaut

  • ≃ const en JS, readonly pour un membre en C♯

• Mutable avec let mutable et opérateur d'assignation <-

  • ≃ let en JS, var en C♯

  • Avec parcimonie, sur scope limité

let x = 1
x <- 2 // ❌ Error FS0027: Cette valeur n'est pas mutable.

let mutable x = 1
x <- 2 // ✅ Autorisé

Pièges ⚠️

Ne pas confondre la mutabilité d'une variable (la partie à gauche dans le binding) et la mutabilité d'un objet (la partie à droite du binding).

• let empêche le binding d'être modifié c'est-à-dire affecter une nouvelle valeur à une variable.

• let n'empêche pas un objet de muter...

• ... à une exception près : les structures mutables (exemple : ArrayCollector) qui fonctionnent par valeur : quand on appelle une méthode qui modifie une structure (ex: Add ou Close), on obtient une nouvelle copie. C'est let mutable qui permet de garder une référence à cette nouvelle valeur.

open FSharp.Core.CompilerServices

let collectorKo = ArrayCollector<int>()
collectorKo.Add(1)
collectorKo.Add(2)
let result = collectorKo.Close()
// val result: int array = [||]

let mutable collector = ArrayCollector<int>()
collector.Add(1)
collector.Add(2)
let result = collector.Close()
// result it: int array = [|1; 2|]

Noms

• Mêmes contraintes qu'en C♯

• Sauf apostrophe ' (tick)

  • permise dans nom au milieu ou à la fin (mais pas au début)

  • en fin de nom → indique une variante (convention)

• Entre doubles backticks

  • permettent n'importe quel caractère, en particulier les espaces, à l'exception des sauts de ligne)

let x = 1
let x' = x + 1  // Se prononce "x prime" ou "x tick"

// Marche aussi avec les mots clés !
// Mais mieux vaut éviter car c'est source de confusion !
let if' b t f = if b then t else f

let ``123 456`` = "123 456"
// 💡 Auto-complétion : pas besoin de taper les ``, directement 123 (quand ça veut marcher)

Shadowing

• Consiste à redéfinir une valeur avec un nom existant → La valeur précédente n'est plus accessible dans le scope courant

• Interdit au niveau d'un module mais autorisé dans un sous-scope

• Pratique mais peut être trompeur → Peu recommandé, sauf cas particulier

let a = 2

let a = "ko"  // 💥 Error FS0037: Définition dupliquée de value 'a'

let b =
    let a = "ok" // 👌 Pas d'erreur de compilation
    // `a` ne vaut plus 2 mais "ok" dans tout le reste de l'expression `b`
    let a = "ko" // 👌 Plusieurs shadowings successifs sont possible !
    ...

Annotation de type

• Optionnelle grâce à l'inférence

• Type déclaré après nom name: type (comme en TypeScript)

• Valeur obligatoire, même si mutable 👍

let x = 1       // Inféré (int)
let y: int = 2  // Explicite

let z1: int           // 💥 Error FS0010: Construction structurée incomplète à cet emplacement...
let mutable z2: int   // 💥 ... ou avant dans la liaison. '=' ou autre jeton attendu.

Constante

• What: Variable effacée à la compilation, remplacée par sa valeur

  • ≃ const C♯ - même idée en TS que const enum

• How: Valeur décorée avec attribut Literal ⚠️ Attributs entre [< >] → Erreur fréquente au début : utiliser [ ] (comme en C♯)

• Convention de nommage recommandée : PascalCase

[<Literal>] // Saut de ligne nécessaire car avant le `let`
let AgeOfMajority = 18

let [<Literal>] Pi = 3.14 // Possible aussi après le `let`

Nombre

let pi = 3.14             // val pi : float = 3.14       • System.Double
let age = 18              // val age : int = 18          • System.Int32
let price = 5.95m         // val price : decimal = 5.95M • System.Decimal

⚠️ Pas de conversion implicite entre nombre

→ 💡 Utiliser fonctions int, float, decimal

let i = 1
i * 1.2;;  // 💣 error FS0001: The type 'float' does not match the type 'int'

float 3;;             // val it : float = 3.0
decimal 3;;           // val it : decimal = 3M
int 3.6;;             // val it : int = 3
int "2";;             // val it : int = 2

☝️ Cette règle a été assouplie dans certains cas avec F# 6.

String

let name = "Bob"              // val name : string = "Bob"

// Chaîne avec interpolation
let name2 = $"{name} Marley"  // val name' : string = "Bob Marley"
let name2 = sprintf "{0} Marley" name // Equivalent avant F♯ 5

// Accès à un caractère par son index (>= 0)
let initial = name2[0]         // val initial :  char = 'B'
let initial = name2.[0]        // ☝️ Syntaxe avant F♯ 6

// Accès à une sous-chaîne via une plage (EN: range)
// 💡 Alternative à la méthode Substring(index [, length])
let firstName = name2[0..2]   // val firstName : string = "Bob"
let firstName = name2.[0..2]  // ☝️ Syntaxe avant F♯ 6

Syntaxes complémentaires :

// Verbatim string: idem C♯
let verbatimXml = @"<book title=""Paradise Lost"">"

// Triple-quoted string : pas besoin d'échapper les guillemets `"`
let tripleXml = """<book title="Paradise Lost">"""

// Les chaînes normales acceptent les sauts de ligne mais ne trimment pas les whitespaces
let poemIndented = "
    The lesser world was daubed
    By a colorist of modest skill
    A master limned you in the finest inks
    And with a fresh-cut quill."

// Solution : les backslash strings :
// Les whitespaces (espace et saut de ligne) sont ignorés 
// entre le \ terminant une ligne et le caractère non-whitespace suivant
// (d'où les \n pour remettre des sauts de ligne) :
let poem = "\
    The lesser world was daubed\n\
    By a colorist of modest skill\n\
    A master limned you in the finest inks\n\
    And with a fresh-cut quill."

// On peut aussi combiner sauts de ligne et backslash strings :
let poemWithoutBackslashN = "\
    The lesser world was daubed
\
    By a colorist of modest skill
\
    A master limned you in the finest inks
\
    And with a fresh-cut quill."

Chaîne avec interpolation en F# 8

Une chaîne interpolée ne peut pas contenir d'accolades ($"{xxx}") sauf à les doubler ($"{{xxx}}") . Depuis F# 8, c'est le caractère $ que l'on double ($$) pour indiquer le nombre d'accolades à partir duquel il y a interpolation.

let classAttr = "bold"
let cssNew = $$""".{{classAttr}}:hover {background-color: #eee;}"""

Encodage

Les littéraux de chaînes (EN: string literals) sont encodés en Unicode.

let unicodeString1 = "abc"  // val unicodeString1: string = "abc"
let unicodeString2 = "ab✅" // val unicodeString2: string = "ab✅"

On peut travailler en ASCII grâce au suffixe B mais on manipule alors un tableau de bytes :

let asciiBytes1 = "abc"B
// val asciiBytes1: byte array = [|97uy; 98uy; 99uy|]

let asciiBytes2 = "ab✅"B
// 💥 Error FS1140: This byte array literal contains characters
//    that do not encode as a single byte

Listes

Liste immuable → type spécial F♯ ≠ System.Collection.Generic.List<T>

let abc = [ 'a'; 'b'; 'c' ] // val abc : char list = ['a'; 'b'; 'c']
let a =
  [ 2
    3 ]  // val a : int list = [2; 3]

• Création avec [], éléments séparés par ; ou saut de ligne + indentation

  • ⚠️ Piège : ne pas utiliser , sinon on a en fait un seul élément, un tuple ! 📍Tuples
• Notation ML du type int list = List<int>

  • ☝ Idiomatique que pour array, list et option 📍Type Option

Opérateurs sur les listes

• :: Cons (pour "construction") → Ajoute un element en tête de liste

• @ Append → Concatène 2 listes

• .. Range → min..max: plage de nombres ou de caractères entre le min et le max spécifiés (inclus) → min..step..max: step définit l'écart entre 2 nombres successifs dans la plage

let nums = [2..5]                 // val nums : int list = [2; 3; 4; 5]
let nums' = 1 :: nums             // val nums' : int list = [1; 2; 3; 4; 5]

let chars = [ 'a' .. 'd' ]        // val chars : char list = ['a'; 'b'; 'c'; 'd']
let chars' = chars @ [ 'e'; 'f' ] // val chars' : char list = ['a'; 'b'; 'c'; 'd'; 'e'; 'f']
let e = chars'[4]                 // val e: char = 'e'

⚠️ Il faut mettre un espace avant [] pour créer une liste, pour différencier de l'accès par index.

Module List

Ce module contient les fonctions pour manipuler une ou plusieurs listes.

F♯ List	C♯ LINQ (IEnumerable)	JS Array
map, collect	Select(), SelectMany()	map(), flatMap()
exists, forall	Any(predicate), All()	some(), every()
filter	Where()	filter()
find, tryFind	×	find()
fold, reduce	Aggregate([seed]])	reduce()
average, sum	Average(), Sum()	×

☝ Autres fonctions : cf. documentation

Fonctions

• Fonction nommée : déclarée avec let

• Convention de nommage : camelCase

• Pas de return : la fonction renvoie toujours la dernière expression dans son corps

• Pas de () autour de tous les paramètres

  • () autour d'un paramètre avec annotation de type (1) ou déconstruit tel qu'un tuple (2)

let square x = x * x  // Fonction à 1 paramètre
let res = square 2    // Vaut 4

// (1) Parenthèses nécessaires lors d'annotations de type
let square' (x: int) : int = x * x

// (2) Parenthèses nécessaires lors de déconstruction d'un paramètre
let addTuple (x, y) = x + y

Fonctions de 0-n paramètres

• Paramètres et arguments séparés par espace

  • ⚠️️ Piège : , sert à instancier 1 tuple = 1! paramètre
• () : fonction sans paramètre, sans argument

• Sans (), on déclare une valeur "vide", pas une fonction :

let add x y = x + y  // Fonction à 2 paramètres
let res = add 1 2    // `res` vaut 3

let printHello () = printfn "Hello"  // Fonction sans paramètre
printHello ()                        // Affiche "Hello" en console

let notAFunction = printfn "Hello"   // Affiche "Hello" en console et renvoie "vide"

Fonction multi-ligne

Indentation nécessaire, mais pas de {}

let evens list =
    let isEven x =  // 👈 Sous-fonction
        x % 2 = 0   // 💡 `=` opérateur d'égalité - Pas de `==`
    List.filter isEven list

let res = evens [1;2;3;4;5] // Vaut [2;4]

Fonction anonyme

A.k.a. Lambda, arrow function

• Déclarée avec fun et ->

• En général entre () pour question de précédence

let evens' list = List.filter (fun x -> x % 2 = 0) list

☝ Note : taille de la flèche

• Fine -> en F♯, Java

• Large / fat => en C♯, JS

Convention de noms courts

• x, y, z : paramètres de type valeurs simples

• f, g, h : paramètres de type fonction

• xs : liste de x → x::xs (ou h::t) = head et tail d'une liste non vide

• _ : discard / élément ignoré car non utilisé (comme en C♯ 7.0)

Bien adapté quand fonction courte ou très générique :

// Fonction qui renvoie son paramètre d'entrée, quel qu'il soit
let id x = x

// Composition de 2 fonctions
let compose f g = fun x -> g (f x)

Piping

Opérateur pipe |> : même idée que | UNIX → Envoyer la valeur à gauche dans une fonction à droite → Ordre naturel "sujet verbe" - idem appel méthode d'un objet

let a = 2 |> add 3  // Se lit comme "2 + 3"

let nums = [1;2;3;4;5]
let evens = nums |> List.filter (fun x -> x % 2 = 0)
// Idem     List.filter (fun x -> x % 2 = 0) nums

// ≃ C♯
var a = 2.Add(3);
var nums = new[] { 1, 2, 3, 4, 5 };
var evens = nums.Where(x => x % 2 == 0);

Chainage de pipes - Pipeline

Comme fluent API en C♯ mais natif : pas besoin de méthode d'extension 👍

Façon naturelle de représenter le flux de données entre différentes opérations → Sans variable intermédiaire 👍

Écriture :

// Sur une seule ligne (courte)
let res = [1;2;3;4;5] |> List.filter (fun x -> x % 2 = 0) |> List.sum

// Sur plusieurs lignes => fait ressortir les différentes opérations
let res' =
    [1; 2; 3; 4; 5]
    |> List.filter isOdd  // Avec `let isOdd x = x % 2 <> 0`
    |> List.map square    //      `let square x = x * x`
    |> List.map addOne    //      `let addOne x = x + 1`

Expression if/then/else

💡 if b then x else y ≃ Opérateur ternaire C♯ b ? x : y

let isEven n =
    if n % 2 = 0 then
        "Even"
    else
        "Odd"

☝ Si then ne renvoie pas de valeur, else facultatif

let printIfEven n msg =
    if n |> isEven then
        printfn msg

Expression match

let translate civility =
    match civility with
    | "Mister" -> "Monsieur"
    | "Madam"  -> "Madame"
    | "Miss"   -> "Mademoiselle"
    | _        -> ""   // 👈 wilcard `_`

Équivalent en C♯ 8 :

public static string Translate(string civility) =>
    civility switch {
        "Mister" => "Monsieur"
        "Madam"  => "Madame"
        "Miss"   => "Mademoiselle"
        _        => ""
    }

Exception

Handling Exception

→ Bloc try/with -- ⚠️ Piège : try/catch

let tryDivide x y =
   try
       Some (x / y)
   with :? System.DivideByZeroException ->
       None

💡 Il n'y a pas de try/with/finally mais on peut faire imbriquer un try/finally dans un try/with.

Throwing Exception

→ Helpers failwith, invalidArg et nullArg

let fn arg =
    if arg = null then nullArg (nameof arg)
    failwith "Not implemented"

let divide x y =
    if y = 0
    then invalidArg (nameof y) "Divisor cannot be zero"
    else x / y

☝ Pour erreurs métier i.e. cas prévus, non exceptionnels : → Préférer le type Result a.k.a Railway-oriented programming 📍 Types monadiques

🔗 Handling Errors Elegantly https://devonburriss.me/how-to-fsharp-pt-8/

Attributs

Les attributs fonctionnent comme en C# pour décorer une classe, une méthode, etc.

La subtilité vient de la syntaxe :

• C# [AttributUn][DeuxiemeAttribut] ou [AttributUn, DeuxiemeAttribut] → Attributs entre [...] et séparés par des ,

• F# [<AttributUn>][<DeuxiemeAttribut>] ou [<AttributUn>; <DeuxiemeAttribut>] → Attributs entre [<...>] et séparés par des ;

Ordre des déclarations

⚠️ Déclarations ordonnées de haut en bas

• Déclaration précède usage

• Au sein d'un fichier

• Entre fichiers dépendants

  • ☝ Importance de l'ordre des fichiers dans un .fsproj

• Bénéfice : pas de dépendances cycliques 👍

let result = fn 2
//           ~~ 💥 Error FS0039: La valeur ou le constructeur 'fn' n'est pas défini

let fn i = i + 1 // ☝ Doit être déclarée avant `result`

Indentation

• Très importante pour lisibilité du code

  • Crée struct. visuelle qui reflète struct. logique / hiérarchie

  • {} alignées verticalement (C♯) = aide visuelle mais < indentation

• Essentielle en F♯ :

  • Façon de définir des blocs de code

  • Compilateur assure que indentation est correcte

👉 Conclusion :

• F♯ force à bien indenter

• Mais c'est pour notre bien

• Car c'est bénéfique pour lisibilité du code 👍

Ligne verticale d'indentation

→ Démarre après let ... =, (, then/else, try/finally, do, -> (dans clause match) mais pas fun ! → Commence au 1er caractère non whitespace qui suit → Tout le reste du bloc doit s'aligner verticalement → L'indentation peut varier d'un bloc à l'autre

let f =
  let x=1     // ligne d'indentation fixée en column 3 (indépendamment des lignes précédentes)
  x+1         // 👉 cette ligne (du même bloc) doit commencer en column 3 ; ni 2, ni 4 ❗

let f = let x=1  // Indentation en column 10
        x+1      // 👉 alignement vertical des autres lignes du bloc en column 10

🔗 https://fsharpforfunandprofit.com/posts/fsharp-syntax/

Recommendations / Indentation

• Utiliser des espaces, pas des tabulations

• Utiliser 4 espaces par indentation

  • Facilite la détection visuelle des blocs

  • ... qui ne peut se baser sur les { } comme en C♯

• Éviter un alignement sensible au nom, a.k.a vanity alignment

  • Risque de rupture de l'alignement après renommage → 💥 Compilation

  • Bloc trop décalé à droite → nuit à la lisibilité

// 👌 OK
let myLongValueName =
    someExpression
    |> anotherExpression

// ⚠️ À éviter
let myLongValueName = someExpression
                      |> anotherExpression  // 👈 Dépend de la longueur de `myLongValueName`

☝️ Les règles concernant l'indentation ont été assouplies en F# 6.

Complément

🔗 Troubleshooting F# - Why won't my code compile?