F#：微軟下一代重量級語言

微軟從2002年開始研發F#，2005年推出第一個版本，現在的F#已經接近成熟。2007年底，微軟宣布將F#從研究室的專案轉移到產品部門，進入產品化的階段，在下一個版本的Visual Studio中，F#將會成為正式的一員，和C#、Visual Basic平起平坐。目前，F#也已經和Visual Studio做了初步的整合。

一個新語言的誕生，有它的時代背景，對F#來說，自然是函數式編程（FP，Functional Programming）的因素。事實上，除了具備FP的能力，F#在命令式編程語言（Imperative Programming）與物件導向編程（OOP）方面的能力，也是不打折的。因此，利用F#寫程式，你可以享有高度自由，想用什麼樣的Paradigm，可以自己作主。但如果完全不使用FP，那麼使用F#的意義便不大，還不如回頭用C#。

雖然F#比其他FP語言（Haskell、Erlang、Common Lisp）似乎更好學（因為語法比較不奇怪），但是一般人要善用F#並不容易，主要是因為FP的Paradigm和我們慣用的OOP與Imperative Programming不同。因此，在熟悉F#的過程中，一開始最好強迫自己只用FP的方式寫F#程式。

函數式編程常用到的技巧包括：Higher-Order Function、Currying、Lazy Evaluation、Continuations、Pattern Matching、Closure、List Processing、Meta-Programming。令人驚訝地，F#對上述的支援都相當不錯。許多FP語言在這些方面可能還比不上F#完整。一開始寫F#程式，盡量多用這些技巧，寧可矯枉過正，這是學習的必經階段。

如果你想要開始習慣用F#寫FP程式，可以試著這麼做：
● 將Object為主的程式碼，轉回Procedure的方式：將Object化成Record；將Method轉成Function；將this（或self）當作Function的參數；把Function集中放到Module（模組）。

● 使用迴圈的地方，盡量轉成遞迴（Recursion）。先不要管執行效率的問題。

● 將用到if/else或switch/case的地方，改用Pattern Matching（模式比對）。

只要做到這三件事，你的F#程式會具有濃濃的FP風味。

F#由於是建構在.NET平臺上，所以當然和.NET有天衣無縫的整合。
事實上，F#所提供的互動式環境，對於學習.NET API來說，是相當不錯的工具，會比PowerShell更適合程式員使用。

由於F#的開發相當早（2002年），加上F#比較屬於靜態，而不是動態的語言，所以目前F#並沒有以.NET的DLR（Dynamic Language Runtime）為平臺。至於未來F#會不會搬到DLR上頭？目前情況還不明朗。

以往用FP開發的系統多以科學和財務為主，現在有了F#和.NET，應該可以為FP開拓更廣的應用領域。我相信，改用F#寫.NET各種應用（ASP.NET、GUI、LINQ）的做法，會逐漸形成風氣。

F#也是一種語言導向編程（Language-Oriented Programming）的語言。所謂的「語言導向編程」，就是Meta-Programming，也就是「可以建立自己的DSL（Domain-Specific Language）」。我寫過一篇關於「GPL & DSL」的文章，但是這篇文章並沒有引起太多讀者的注意，顯然大家尚未意識到Meta-Programming的重要性，相當可惜。

F#對於Meta-Programming的支援相當好，有多種方式可以實作出DSL。有了F#，你不需要用到ANTLR這樣的外部工具，也可以建立自己的DSL。

如果你現在想學習F#的話，要特別注意，目前F#的文件寫得並不好──不完整、未更新而且凌亂。想透過閱讀官方的線上資料學習F#，效果可能不佳，你必須搭配閱讀APress出版的《Expert F#》，作者之一的Don Syme是F#計畫的負責人。

儘管目前文件上有缺失，但是F#已經轉移到產品部門，所以我相信不用多久，這些問題就會逐漸解決。

雖然F#已經推出3年，但是過去僅算是實驗室的專案，並不是商品。在TIOBE排行榜中，F#併入ML，目前ML排名第39，並沒有特別好的表現。不過，隨著F#商品化之後，應該就會改善，未來這幾年，F#勢必會漸漸逼近前20名。

整體來說，F#是很不錯的語言，程式開發人員如果能熟悉F#，應該可以提升軟體開發的生產力。身為微軟.NET家族的唯一FP語言，F#的地位相當特殊且重要。以F#的先進與方便，未來「說不定」會成為C#的強大競爭對手。有人甚至認為，使用過F#之後，就不會想用其他.NET語言，這是真的──至少對我來說是如此。

作者簡介：
蔡學鏞－技術顧問
清華大學資訊工程碩士，曾任華碩集團軟體工程師、元智大學資訊系講師、美商歐萊禮出版社技術編輯、臺灣微軟特約專欄作家。