2.2.4 用表达式代替语句

2.2.4 用表达式代替语句

 

在命令式语言中，表达式是简单的、可以计算并产生结果的代码块，因此，方法调用、任何布尔值的使用，或者整数运算，都是表达式；而语句是能够影响程序的状态，但没有任何结果的代码块。不返回任何值的方法调用就是语句，因为它会影响程序的状态，而不管方法做了什么；赋值也会更改状态（通过改变变量的值），但在最简单的情况下，它不会返回任何值。

 

注意

 

在 C# 中，赋值是返回值的，因此，可以写 a = (b = 42);。在这种最简单的形式中（就是我们这里所讨论的），这是就一个语句，把值赋给变量，但不返回任何内容（如 b = 42;）。

 

另一种典型的语句，是在函数中使用 return 返回，或者使用 break 跳出循环，但是，这些结构都没有任何“返回值”；相反，其唯一的目的就是改变程序的状态。return 和 break 改变代码当前语句的执行（return 跳回调用这个方法的代码，break 跳转到循环结束之后)。

如你所知，在函数语言中的状态是由函数的返回值表示，改变状态的唯一方法是返回修改后的值。按照这个逻辑，函数语言中的一切都可解释为有返回值的表达式。这个结论可以很好地用我们前面的示例来说明，计算指定范围内数字的和，下面是代码的原始版本，使用递归，但还不是完全的函数式，因为它连续用了三条语句：

 

int SumNumbers(int from, int to) {

  if(from > to) return 0;

  intsumRest = SumNumbers(from + 1, to);

  returnfrom + sumRest;

}

 

我们可以用 C# 的条件运算符 (?:)，把它改成更加函数式的版本。使用这个结构，主体部分可以写成一个表达式，这已经非常接近于函数语言所认为的完全有效代码。在 C# 中，这只能用在这种相对简单的示例代码中，因为，我们不可能在分支条件运算符中声明局部变量。

为了演示函数语言是如何运行的，我们将用一个并不存在的“函数式 C#”，重写这个方法，如清单 2.1 所示，“函数式 C#”唯一非标准的功能，就是它能够在表达式内声明变量。

 

Listing 2.1 Summing numbers in thespecified range in a “functional C#”

 

int SumNumbers(int from, int to) {

  return

    (from> to)    [1]

     ? 0        [2]

     : { var sumRest = SumNumbers(from + 1, to);  | [3]

       from + sumRest; };                    |

}

 

只用表达式写代码，会受到相当多的限制，因为大多数控制流结构（比如条件或循环）都是语句。虽然示例很简单，但它说明，用函数语言可以做什么：

■整个方法体就是一个可以返回值的表达式。因此，在 C# 中，方法体必须以　return 开头；此外，在代码的其它任何地方都不能使用return[1]，因为这会导致从表达式的中间跳转到方法的结尾，而这是不可能的；

■因为 if-then-else 是语句，我们必须使用条件运算符去替换，而且，两种情况都必须提供代码（[2]和[3]）。任何表达式都计算出值，但如果我们省略了 else 分支，并且条件不成立，那么，我们就不会知道返回了什么！

■在 else 分支[3]中的表达式是代码块，包含变量声明，和标准的表达式。声明的局部变量 sumRest，可以在后面的代码块中访问。F# 的变量声明就是用的这种方式。声明不是表达式，而是一种特殊的语法结构，可以被追加到表达式上。

第三章我们会回到值绑定（F# 中相当于变量声明），你将看到在 F# 中是如何运行的。另一个显著不同是，F# 中有专门类型，表示什么也没有。C# 中的 void 关键字，不是真正的类型，因此，不能声明 void 类型的变量；F# 的 unit 类型是真正的类型，它只有一个值，不含有任何信息。F# 中所有的命令式结构都使用这个类型，因此，在调用 Console.WriteLine 方法时，F# 会把它看作是正常的表达式，返回 unit 类型的值。一切都是表达式，使理解代码更容易。在下一节，我们要讨论一个更有意义的内容。