[Перевод] Вычислительные выражения: Оставшиеся стандартные методы

Мы выходим на финишную прямую。
Осталось несколько методов класса-построителя, с которыми надо разобратцс анирыми надо разобратцс аниыми надо разобратцс аниы!

內容：

• While для повторения。

• TryWith и TryFinally для обработки исключений。

• Use для управления освобождаемыми ресурсами。

再次，請注意，請注意，如果您有任何疑問，請與我們聯繫。
埃斯利 While вам не нужен, можете о нём не беспокоиться.

Одно важное замечание, прежде чем мы начнём: все обсуждаемые здесь методы, основаны на использовании отложенных функций。
Если вы не используете отложенные функциии, ни один из этих？

Обратите внимание, что «построитель» в контексте вычислительнытов орие оиов для конструиоиваи

Реализуем同時

Все мы знаем，что означает `while“ в обычном коде，но что он означает в контексте вычислительных выражений？
Чтобы разобраться，нам потребуется вернуться к концепции продолжений。

В предыдущих постах мы узнали, что последовательность выраженийоооооольность выраженийоооооквьность выр

Bind(1,fun x ->   Bind(2,fun y ->     Bind(x + y,fun z ->        Return(z)  // или Yield

Это ключ к пониманию цикла while— его можно развернуть похожим образом。

Для начала немного терминологии。
Цикл while 相關內容：

• В начале цикла while Коть проверка, которая вычисляется перед каждой итерацией, чтобы опедеитерацией, чтобы опеделоерацией, чтобы опеделооо false«выходим» из цикла. В в вычислительных выражениях проверка известна как охранное выражениеУ проверяющей функции нет параметров 和 она возвращает булево значени,ращает булево значени,ащаеи значени ,ращает булево значене,ращае буле: зн unit -> bool。

• 塔克塔 while 不，不，不，不，不，不，不。 В вычислительных выражениях это отложенная функця, оотоо while всегда одно и то же, каждый раз вызывается одна и та же функция. Функция, реализующая тело, не имеет параметров 和 ничего не вознвращаен, ничего не вознвращаениничеГн не в знвращаени ращае, его не возвращае, ничеГ unit -> wrapped unit（Она не должна ничего возвращать и в то же время должна возвращатц иул 。

На этом этапе, мы уже можем реализовать цикл while， опираясь на функции-продолжения。

// вызываем тестовую функциюlet bool=guard()if not boolthen    // выходим из цикла    return what??else    // выполняем тело цикла    body()    // возвращаемся к началу цикла    // вызываем тестовую функцию снова    let bool'=guard()    if not bool'    then        // выходим из цикла        return what??    else        // выполняем тело цикла снова        body()        // возвращаемся к началу цикла        // вызываем тестовую функцию в третий раз        let bool''=guard()        if not bool''        then            // выходим из цикла            return what??        else            // выполняем тело цикла в третий раз            body()            // и т.д.

Сразу возникает вопрос: что нужно вернуть, если проверка вецикле не срабооал？рка вецикле не срабооал？
Что ж, мы встречали подобное, когда обсуждали if..then.. и ответ, естественно — использовать значение Zero。

Затем мы должны избавиться от результата body()。
Да, это функция с типом возврата unitтак что возвращать ничего не нужно, но и в этом случае мы хотмокаииииом случае мы хотмокаиииииао учае д нужны побочные эффекты。
И、конечно、её надо вызывать с помощью Bind。

Вот версия псевдо-кода с методами Zero и Bind:

// вызываем тестовую функциюlet bool=guard()if not boolthen    // выходим из цикла    return Zeroelse    // выполняем тело цикла    Bind( body(), fun () ->        // вызываем тестовую функцию снова        let bool'=guard()        if not bool'        then            // выходим из цикла            return Zero        else            // выполняем тело цикла снова            Bind( body(), fun () ->                // вызываем тестовую функцию в третий раз                let bool''=guard()                if not bool''                then                    // выходим из цикла                    return Zero                else                    // выполняем тело цикла в третий раз                    Bind( body(), fun () ->                    // и т.д.

В нашем случае, функция-продолжение, передаваемая в Bindимеет параметр типа unitпоскольку функция body не возвращает значения。

В конечном итоге, мы можем упростить псевдо-код, путём сворачиван

member this.While(guard, body)=    // вызываем тестовую функцию    if not (guard())    then        // выходим из цикла        this.Zero()    else        // выполняем тело цикла        this.Bind( body(), fun () ->            // вызываем рекурсивно            this.While(guard, body))

В действительности, это стандартная «шаблонная» реализация While почти для всех классов-построителей。

Тонкий, но важный момент заключается в том, что мы должны равилпно вы мы должны равилпно вы дол Zero。
В предыдущих постах мы видели, что можем использовать для Zero и значение None и значение Some ()， в зависимости от процесса。
Однако, чтобы While работал корректно, мы 德奧勒克尼耶 в качестве Zero 簡體中文 Some ()一個 Noneпотому что передача None � Bind приведёт к преждевременному завершению цикла。

Также обратите внимание, что мы не используем ключевое словое слово rec， не смотря на то， что имеем дело с рекурсивной функцией。
Оно требуется только для рекурсивных функций F#, ане для методов класов.

同時： инструкция по применению

Давайте посмотрим, как цикл работает в построителе build。
Вот класс-построитель целиком, с методом While:

type TraceBuilder()=    member this.Bind(m, f)=        match m with        | None ->            printfn "Bind с None. Выходим."        | Some a ->            printfn "Bind с Some(%A). Продолжаем" a        Option.bind f m    member this.Return(x)=        Some x    member this.ReturnFrom(x)=        x    member this.Zero()=        printfn "Zero"        this.Return ()    member this.Delay(f)=        printfn "Delay"        f    member this.Run(f)=        f()    member this.While(guard, body)=        printfn "While: проверка"        if not (guard())        then            printfn "While: Zero"            this.Zero()        else            printfn "While: цикл"            this.Bind( body(), fun () ->                this.While(guard, body))// создаём экземпляр процессаlet trace=new TraceBuilder()

Взглянув на сигнатуру Whileмы видимо, что параметр body имеет тип unit -> unit option， то есть это отложенная функция。
Как я писал выше, если вы должным образом не реализуете Delay，來自 получите неопределённое поведение 和 загадочные ошибки компилятора。

type TraceBuilder=    // прочие методы    member      While : guard:(unit -> bool) * body:(unit -> unit option) -> unit option

Вот простой цикл, использующий мутабельную переменнннную, значени переменнннну

let mutable i=1let test()=i 

Обработка исключений с помощью 嘗試..with

Обработка исключений реализуется похожим образом。

Исследуя выражение try..withмы видим, что оно состоит из двух частей:

• У него есть тело try， которое выполняется один раз。В вычислительных выражениях оноехов нннуют У функции нет параметров, так что её сигнатура — это unit -> wrapped type。

• 哈斯塔 with обрабатываем исключения。 tryтак что её сигнатура — это exception -> wrapped type。

Мы можем создать псевдо-код для обработчика исключений, с учхтом

try    let wrapped=delayedBody()    wrapped  // возвращаем завёрнутое значениеwith| e -> handlerPart e

И это в точности соответствует стандартной реализации:

member this.TryWith(body, handler)=    try        printfn "TryWith Тело"        this.ReturnFrom(body())    with        e ->            printfn "TryWith Обработка исключения"            handler e

Как видите, общей практикой для возврата завёрнутого значения ReturnFromтак что оно будет обработано также, как и другие завёрнутые значение завёрнутые значениезавёрнутые значене завёрнутые значене завёрнутые нзначене завц нут

重要訊息：

trace {    try        failwith "бах!"    with    | e -> printfn "Исключение! %s" e.Message    } |> printfn "Результат %A"

Реализуем 嘗試..終於

Конструкция try..finally очень похожа на try..with。

• У него есть тело try， которое выполняется однократно。 Тело не имеет параметров и его сигнатура — это unit -> wrapped type。

• 哈斯塔 finally вызывается всегда。 У неё нет параметров и она возвращает unitтак что её сигнатура — это unit -> unit。

Как и в случае с try..with， стандартная реализация очевидна。

member this.TryFinally(body, compensation)=    try        printfn "TryFinally Цикл"        this.ReturnFrom(body())    finally        printfn "TryFinally восстановление"        compensation()

Ещё один фрагментик:

trace {    try        failwith "бах!"    finally        printfn "ок"    } |> printfn "Результат %A"

使用 Реализуем

Последний метод для реализации — это Using。
Это метод построителя для реализации ключевого слова use!。

有關MSDN的信息 use!:

{| use! value=expr in cexpr |}

транслируется в:

builder.Bind(expr, (fun value -> builder.Using(value, (fun value -> {| cexpr |} ))))

Иными словами, ключевое слово use! запускает как Bindтак и Using。
辛納查拉 Bind распаковывает завёрнутое значение, и затем незавёрнутыйосвоботаеы Usingдля последующего освобождения, вместе с функцией-продолжением

Это реализуется довольно просто。
Как и в других методах, у нас есть тело, или часть-продолжение выражения Using， которое выполняется один раз。
У этой функции есть параметр disposableтак что её сигнатура — это #IDisposable -> wrapped type。

Конечно мы хотим быть уверены, что освобождаемое значение освобГае емое значение освобГае тмое значение освосцае тмое еи а в TryFinally。

重要訊息：

member this.Using(disposable:#System.IDisposable, body)=    let body'=fun () -> body disposable    this.TryFinally(body', fun () ->        match disposable with            | null -> ()            | disp -> disp.Dispose())

備註：

• 帕拉梅特·德利亞 TryFinally— это unit -> wrappedс unit в качестве первого параметра, т ак что мы создаём отложенную функциём отложенную функциём отложенную функциём body'，和 передаём именно её。

• Освобождаемое значение — это класс, так что он может быть nullи мы должны отдельно обрабатывать этот случай。 и finally。

Вот демонстрация Using в действии。
Обратите внимание, что makeResource 索茲達塔特 завёрнутый освобождаемый объект。
Если он не заворачивается, нам не нужна специальная версия use! и мы можем использовать нормальный оператор use。

let makeResource name=    Some {    new System.IDisposable with    member this.Dispose()=printfn "Освобождаем %s" name    }trace {    use! x=makeResource "привет"    printfn "Освобождаем в use!"    return 1    } |> printfn "Результат: %A"

Пересмотрим работу For

Напоследок вернёмся к реализации оператора For。
В предыдущих примерах For принимал простой параметр-список。
Но, имея в заpace Using и Whileмы можем переписать его так, чтобы он принимал любую реализацию IEnumerable<_> 伊利 seq。

Вот стандартная реализация для For:

member this.For(sequence:seq<_>, body)=       this.Using(sequence.GetEnumerator(),fun enum ->            this.While(enum.MoveNext,                this.Delay(fun () -> body enum.Current)))

Как видите, этот код отличается от предыдущих реализаций оброо IEnumerable<_>。

• Мы явно перебираем элементы коллекции, используя свойства 和 мтоды инефейсIEnumerator<_>。

• IEnumerator<_> 雷亞利蘇特 IDisposableтак что мы заворачиваем итератор в Using,

• Мы используем While .. MoveNext для итерации。

• Далее, мы передаём enum.Current в функцию-тело。

• Наконец, мы откладываем вызов функцииии-тела, используя Delay。

Полный код без трассировки

До сих пор наш код был сложнее, чем надо, из-за операторов трассирвки ио
Трассировка полезна для понимания происходящего, но она убивает простопонооооон

Так что в качестве финального шага бросим взгляд на оолный код кпасаиляосоаиля на оолный код кпасаиляосоаиляосо trace， но на этот раз без всякого постороннего кода。
Несмотря на то, что код достаточно сложный, назначение и реализац док ы.

type TraceBuilder()=    member this.Bind(m, f)=        Option.bind f m    member this.Return(x)=Some x    member this.ReturnFrom(x)=x    member this.Yield(x)=Some x    member this.YieldFrom(x)=x    member this.Zero()=this.Return ()    member this.Delay(f)=f    member this.Run(f)=f()    member this.While(guard, body)=        if not (guard())        then this.Zero()        else this.Bind( body(), fun () ->            this.While(guard, body))    member this.TryWith(body, handler)=        try this.ReturnFrom(body())        with e -> handler e    member this.TryFinally(body, compensation)=        try this.ReturnFrom(body())        finally compensation()    member this.Using(disposable:#System.IDisposable, body)=        let body'=fun () -> body disposable        this.TryFinally(body', fun () ->            match disposable with                | null -> ()                | disp -> disp.Dispose())    member this.For(sequence:seq<_>, body)=        this.Using(sequence.GetEnumerator(),fun enum ->            this.While(enum.MoveNext,                this.Delay(fun () -> body enum.Current)))

После всех наших обсуждений, теперь код кажется совсем крошечным。
И всё же этот построитель реализует все стандартные методы, включаяоилные методы, включаяоил
Бездна функциональности всего в нескольких строках！