F 函式式程式設計之面向鐵道程式設計

原文

參考 **不長，先看**吧，我在**後面寫講解。

type request = 
let validatename request =
match request with
| when name = "" ->
error "name must not be blank"
| _ -> ok request
let validateemail =
function
| when email = "" -> error "email must not be blank"
| request -> ok request
let test1() =
let validate =
result.bind validatename >> result.bind validateemail
let result1 = validate (ok )
printfn "%a" result1
let result2 = validate (ok )
printfn "%a" result2
test1()

安裝了 .net sdk 後，複製上面的**貼上到檔案中，儲存為 railway.fsx, 在控制台使用命令dotnet fsi railway.fsx即可執行。

這段**的目的是對 request 進行驗證，並優雅地處理錯誤。

為了保持簡單，我們只做了兩個簡單的驗證，但現實中可能需要對同乙個 request 進行很多個驗證，每一步都可能產生錯誤，因此必須想辦法優雅地處理錯誤。

在函式式程式設計中，如果函式 f1 的輸出恰好可以作為函式 f2 的輸入引數，那麼 f1 和 f2 就可以直接拼接起來變成 f3.

因此，只要我們想辦法讓每乙個驗證函式的輸入、輸出都相同，就能輕鬆地把它們拼接起來。

乙個可行的辦法就是採用標準庫里的 result.bind 函式 (

bind 函式是本文開頭那段**的關鍵，也是 railway oriented programming 的關鍵所在！

這個函式接受兩個引數: fn 和 result。

其中 result 的型別是 result, 它有兩種可能： ok 或 error。

當 result 是 ok 時，就用函式 fn 去處理它；當 result 是 error 時，則不會執行 fn。

最後，bind 函式也返回乙個 result。

簡單來說，bind 的作用是確保我們總能輸入乙個 result, 經過 fn 處理後，又總能輸出乙個 result。

在理解了 bind 函式的作用後，接下來的事情就非常容易理解了。

請看 validatename 和 validateemail, 其中 validateemail 用了乙個語法糖function, 其實它和 validatename 裡的match...with的作用是完全一樣的，我在這裡只是順便介紹一下這個語法糖而已。

這兩個函式雖然都輸出乙個 result, 但它們的輸入引數都是 request 而不是 result, 因此它們無法直接拼接起來。

此時，我們使用 bind, 看看會得到什麼：（注意看了，神奇的事情即將發生）

let validate1 = result.bind validatename
let validate2 = result.bind validateemail

由於 bind 的型別是fn -> result -> result(其中 fn 是乙個函式，該函式的返回值也是乙個 result)

因此，當我們餵給它乙個 fn 函式時，它就會變成result -> result！

也就是說，validate1 是result -> result, validate2 也是result -> result！

也就是說，它們被 bind 了一下，就神奇地統一了輸入輸出，現在它們可以直接拼接了：

let validate = result.bind validatename >> result.bind validateemail

在原文裡有配圖，說明了這種程式設計模式與鐵道的相似之處，如有興趣請看原文。

在這裡我只說重點：這種鐵道有兩條軌道，一條是 ok, 一條是 error。

資料就像旅客，函式就像站點，資料在起點先走在 ok 軌道上，每到一站就進行一些處理（資料被函式處理，再傳遞至下乙個函式），如果發生錯誤，就切換到 error 軌道。

乙個重要的特性是：error 軌道就像快車道，一旦切換到 error 軌道，就再也不停站，直達終點。

說到這裡，一切迷霧已經解開，請回頭再看本文開頭那段**，相信你現在已經可以輕鬆理解它了。

我們還可以自定義乙個運算子>=>來進行拼接。

let (>=>) f1 f2 x =
match f1 x with
| ok y -> f2 y
| error z -> error z
let test2() =
let validate =
validatename >=> validateemail
let result1 = validate 
printfn "%a" result1
|> validate
|> printfn "%a"
test2()

這裡，關注的重點是 validate 函式，它由兩個簽名相同的函式拼接而成，最終 validate 的簽名也與其中的每乙個函式相同。

比如在這個例子中，validatename 與 validateemail 的簽名都是 request -> result, 因此拼接後的 validate 也一樣是 request -> result.

前面我們介紹過 result.bind 函式，而 result.map 與它類似。

bind 的作用是將乙個函式 'a -> result 改造成 result -> result, 而 map 的作用則是將乙個普通的（與 result 完全不搭邊的）函式 'a -> 'b 改造成 result -> result。例如：

// request -> request
let canonicalizeemail input =
// result -> result
let validateandprocess =
result.bind validatename
>> result.bind validateemail
>> result.map canonicalizeemail

（注：本文為了表達上的簡潔和理解上的方便，有很多地方不夠嚴謹，更詳細更嚴謹的內容請看原文。）

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