Apprendre X en Y minutes

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// ================================================
// Syntaxe de base
// ================================================

// ------ "Variables" (mais pas vraiment) ------
// Le mot clé "let" définit une valeur (immutable)
let myInt = 5
let myFloat = 3.14
let myString = "hello"           // Notons qu'aucun type n'est nécessaire

// ------ Listes ------
let twoToFive = [2;3;4;5]        // Les crochets créent une liste avec
                                 // des point-virgules pour délimiteurs.
let oneToFive = 1 :: twoToFive   // :: crée une liste avec un nouvel élément
// Le résultat est [1;2;3;4;5]
let zeroToFive = [0;1] @ twoToFive   // @ concatène deux listes

// IMPORTANT: les virgules ne sont jamais utilisées pour délimiter,
// seulement les point-virgules !

// ------ Fonctions ------
// Le mot clé "let" définit aussi le nom d'une fonction.
let square x = x * x          // Notons qu'aucune parenthèse n'est utilisée.
square 3                      // Maitenant, exécutons la fonction.
                              // Encore une fois, aucune parenthèse.

let add x y = x + y           // N'utilisez pas add (x,y) ! Cela signifie
                              // quelque chose de complètement différent.
add 2 3                       // À présent, exécutons la fonction.

// Pour définir une fonction sur plusieurs lignes, utilisons l'indentation.
// Les point-virgules ne sont pas nécessaires.
let evens list =
   let isEven x = x%2 = 0     // Définit "isEven" comme une fonction imbriquée
   List.filter isEven list    // List.filter est une fonction de la librairie
                              // à deux paramètres: un fonction retournant un
                              // booléen et une liste sur laquelle travailler

evens oneToFive               // À présent, exécutons la fonction.

// Vous pouvez utilisez les parenthèses pour clarifier.
// Dans cet exemple, "map" est exécutée en première, avec deux arguments,
// ensuite "sum" est exécutée sur le résultat.
// Sans les parenthèses, "List.map" serait passé en argument à List.sum.
let sumOfSquaresTo100 =
   List.sum ( List.map square [1..100] )

// Vous pouvez rediriger la sortie d'une fonction vers une autre avec "|>"
// Rediriger des données est très commun en F#, comme avec les pipes UNIX.

// Voici la même fonction sumOfSquares écrite en utilisant des pipes
let sumOfSquaresTo100piped =
   [1..100] |> List.map square |> List.sum  // "square" est déclaré avant

// Vous pouvez définir des lambdas (fonctions anonymes) grâce au mot clé "fun"
let sumOfSquaresTo100withFun =
   [1..100] |> List.map (fun x -> x*x) |> List.sum

// En F#, il n'y a pas de mot clé "return". Une fonction retourne toujours
// la valeur de la dernière expression utilisée.

// ------ Pattern Matching ------
// Match..with.. est une surcharge de la condition case/switch.
let simplePatternMatch =
   let x = "a"
   match x with
    | "a" -> printfn "x is a"
    | "b" -> printfn "x is b"
    | _ -> printfn "x is something else"   // underscore correspond à tout le reste

// F# n'autorise pas la valeur null par défaut -- vous devez utiliser le type Option
// et ensuite faire correspondre le pattern.
// Some(..) et None sont approximativement analogue à des wrappers de Nullable
let validValue = Some(99)
let invalidValue = None

// Dans cet exemple, match..with trouve une correspondance à "Some" et à "None",
// et affiche la valeur du "Some" en même temps.
let optionPatternMatch input =
   match input with
    | Some i -> printfn "input is an int=%d" i
    | None -> printfn "input is missing"

optionPatternMatch validValue
optionPatternMatch invalidValue

// ------ Affichage ------
// Les fonctions printf/printfn sont similaires aux fonctions
// Console.Write/WriteLine de C#.
printfn "Printing an int %i, a float %f, a bool %b" 1 2.0 true
printfn "A string %s, and something generic %A" "hello" [1;2;3;4]

// Il y a aussi les fonctions printf/sprintfn pour formater des données
// en string. C'est similaire au String.Format de C#.

// ================================================
// Plus sur les fonctions
// ================================================

// F# est un véritable langage fonctionel -- les fonctions sont des
// entités de premier ordre et peuvent êtres combinées facilement
// pour créer des constructions puissantes

// Les modules sont utilisés pour grouper des fonctions ensemble.
// L'indentation est nécessaire pour chaque module imbriqué.
module FunctionExamples =

    // définit un simple fonction d'addition
    let add x y = x + y

    // usage basique d'une fonction
    let a = add 1 2
    printfn "1+2 = %i" a

    // application partielle des paramètres (curryfication ou "currying" en anglais)
    // add42 est une nouvelle fonction qui ne prend plus qu'un paramètre
    let add42 = add 42
    let b = add42 1
    printfn "42+1 = %i" b

    // composition pour combiner des fonctions
    let add1 = add 1
    let add2 = add 2
    let add3 = add1 >> add2
    let c = add3 7
    printfn "3+7 = %i" c

    // fonctions de premier ordre
    [1..10] |> List.map add3 |> printfn "new list is %A"

    // listes de fonction et plus
    let add6 = [add1; add2; add3] |> List.reduce (>>)
    let d = add6 7
    printfn "1+2+3+7 = %i" d

// ================================================
// Listes et collections
// ================================================

// Il y a trois types de collection ordonnée :
// * Les listes sont les collections immutables les plus basiques
// * Les tableaux sont mutables et plus efficients
// * Les séquences sont lazy et infinies (e.g. un enumerator)
//
// Des autres collections incluent des maps immutables et des sets
// plus toutes les collections de .NET

module ListExamples =

    // les listes utilisent des crochets
    let list1 = ["a";"b"]
    let list2 = "c" :: list1    // :: pour un ajout au début
    let list3 = list1 @ list2   // @ pour la concatenation

    // Compréhensions des listes (aka générateurs)
    let squares = [for i in 1..10 do yield i*i]

    //  Générateur de nombre premier
    let rec sieve = function
        | (p::xs) -> p :: sieve [ for x in xs do if x % p > 0 then yield x ]
        | []      -> []
    let primes = sieve [2..50]
    printfn "%A" primes

    // le pattern matching pour les listes
    let listMatcher aList =
        match aList with
        | [] -> printfn "the list is empty"
        | [first] -> printfn "the list has one element %A " first
        | [first; second] -> printfn "list is %A and %A" first second
        | _ -> printfn "the list has more than two elements"

    listMatcher [1;2;3;4]
    listMatcher [1;2]
    listMatcher [1]
    listMatcher []

    // Récursion en utilisant les listes
    let rec sum aList =
        match aList with
        | [] -> 0
        | x::xs -> x + sum xs
    sum [1..10]

    // -----------------------------------------
    // Fonctions de la librairie standard
    // -----------------------------------------

    // map
    let add3 x = x + 3
    [1..10] |> List.map add3

    // filtre
    let even x = x % 2 = 0
    [1..10] |> List.filter even

    // beaucoup plus -- se référer à la documentation

module ArrayExamples =

    // les tableaux utilisent les crochets avec des barres
    let array1 = [| "a";"b" |]
    let first = array1.[0]        // accès à l'index en utilisant un point

    // le pattern matching des tableaux est le même que celui des listes
    let arrayMatcher aList =
        match aList with
        | [| |] -> printfn "the array is empty"
        | [| first |] -> printfn "the array has one element %A " first
        | [| first; second |] -> printfn "array is %A and %A" first second
        | _ -> printfn "the array has more than two elements"

    arrayMatcher [| 1;2;3;4 |]

    // Fonctions de la librairie standard comme celles des listes
    [| 1..10 |]
    |> Array.map (fun i -> i+3)
    |> Array.filter (fun i -> i%2 = 0)
    |> Array.iter (printfn "value is %i. ")

module SequenceExamples =

    // Les séquences utilisent des accolades
    let seq1 = seq { yield "a"; yield "b" }

    // Les séquences peuvent utiliser yield et
    // peuvent contenir des sous-sequences
    let strange = seq {
        // "yield" ajoute un élément
        yield 1; yield 2;

        // "yield!" ajoute une sous-sequence complète
        yield! [5..10]
        yield! seq {
            for i in 1..10 do
              if i%2 = 0 then yield i }}
    // test
    strange |> Seq.toList

    // Les séquences peuvent être créées en utilisant "unfold"
    // Voici la suite de fibonacci
    let fib = Seq.unfold (fun (fst,snd) ->
        Some(fst + snd, (snd, fst + snd))) (0,1)

    // test
    let fib10 = fib |> Seq.take 10 |> Seq.toList
    printf "first 10 fibs are %A" fib10

// ================================================
// Types de données
// ================================================

module DataTypeExamples =

    // Toutes les données sont immutables par défaut

    // Les tuples sont de simple et rapide types anonymes
    // -- Utilisons une virgule pour créer un tuple
    let twoTuple = 1,2
    let threeTuple = "a",2,true

    // Pattern match pour déballer
    let x,y = twoTuple  // assigne x=1 y=2

    // ------------------------------------
    // Record types ont des champs nommés
    // ------------------------------------

    // On utilise "type" avec des accolades pour définir un type record
    type Person = {First:string; Last:string}

    // On utilise "let" avec des accolades pour créer un record (enregistrement)
    let person1 = {First="John"; Last="Doe"}

    // Pattern match pour déballer
    let {First=first} = person1    // assigne first="john"

    // ------------------------------------
    // Union types (ou variants) ont un set (ensemble) de choix
    // Un seul cas peut être valide à la fois.
    // ------------------------------------

    // On utilise "type" avec bar/pipe pour definir un union type
    type Temp =
        | DegreesC of float
        | DegreesF of float

    // On utilise un de ces choix pour en créér un
    let temp1 = DegreesF 98.6
    let temp2 = DegreesC 37.0

    // Pattern match on all cases to unpack(?)
    let printTemp = function
       | DegreesC t -> printfn "%f degC" t
       | DegreesF t -> printfn "%f degF" t

    printTemp temp1
    printTemp temp2

    // ------------------------------------
    // Types récursif
    // ------------------------------------

    // Les types peuvent être combinés récursivement de façon complexe
    // sans avoir à créer des sous-classes
    type Employee =
      | Worker of Person
      | Manager of Employee list

    let jdoe = {First="John";Last="Doe"}
    let worker = Worker jdoe

    // ------------------------------------
    // Modelling with types(?)
    // ------------------------------------

    // Les types union sont excellents pour modelling state without using flags(?)
    type EmailAddress =
        | ValidEmailAddress of string
        | InvalidEmailAddress of string

    let trySendEmail email =
        match email with // utilisations du pattern matching
        | ValidEmailAddress address -> ()   // envoyer
        | InvalidEmailAddress address -> () // ne pas envoyer

    // Combiner ensemble, les types union et les types record
    // offrent une excellente fondation pour le domain driven design.
    // Vous pouvez créer des centaines de petit types qui reflèteront fidèlement
    // le domain.

    type CartItem = { ProductCode: string; Qty: int }
    type Payment = Payment of float
    type ActiveCartData = { UnpaidItems: CartItem list }
    type PaidCartData = { PaidItems: CartItem list; Payment: Payment}

    type ShoppingCart =
        | EmptyCart  // aucune donnée
        | ActiveCart of ActiveCartData
        | PaidCart of PaidCartData

    // ------------------------------------
    // Comportement natif des types
    // ------------------------------------

    // Les types natifs ont un comportement "prêt-à-l'emploi" des plus utiles, sans code à ajouter.
    // * Immutabilité
    // * Pretty printing au debug
    // * Egalité et comparaison
    // * Sérialisation

    // Le Pretty printing s'utilise avec %A
    printfn "twoTuple=%A,\nPerson=%A,\nTemp=%A,\nEmployee=%A"
             twoTuple person1 temp1 worker

    // L'égalité et la comparaison sont innés
    // Voici un exemple avec des cartes.
    type Suit = Club | Diamond | Spade | Heart
    type Rank = Two | Three | Four | Five | Six | Seven | Eight
                | Nine | Ten | Jack | Queen | King | Ace

    let hand = [ Club,Ace; Heart,Three; Heart,Ace;
                 Spade,Jack; Diamond,Two; Diamond,Ace ]

    // tri
    List.sort hand |> printfn "sorted hand is (low to high) %A"
    List.max hand |> printfn "high card is %A"
    List.min hand |> printfn "low card is %A"

// ================================================
// Les Active patterns
// ================================================

module ActivePatternExamples =

    // F# a un type particulier de pattern matching nommé "active patterns"
    // où le pattern peut être parsé ou détecté dynamiquement.

    // "banana clips" est la syntaxe pour l'active patterns

    // par exemple, on définit un "active" pattern pour correspondre à des types "character"...
    let (|Digit|Letter|Whitespace|Other|) ch =
       if System.Char.IsDigit(ch) then Digit
       else if System.Char.IsLetter(ch) then Letter
       else if System.Char.IsWhiteSpace(ch) then Whitespace
       else Other

    // ... et ensuite on l'utilise pour rendre la logique de parsing plus claire
    let printChar ch =
      match ch with
      | Digit -> printfn "%c is a Digit" ch
      | Letter -> printfn "%c is a Letter" ch
      | Whitespace -> printfn "%c is a Whitespace" ch
      | _ -> printfn "%c is something else" ch

    // afficher une liste
    ['a';'b';'1';' ';'-';'c'] |> List.iter printChar

    // -----------------------------------------
    // FizzBuzz en utilisant les active patterns
    // -----------------------------------------

    // Vous pouvez créer un partial matching patterns également
    // On utilise just un underscore dans la définition, et on retourne Some si ça correspond.
    let (|MultOf3|_|) i = if i % 3 = 0 then Some MultOf3 else None
    let (|MultOf5|_|) i = if i % 5 = 0 then Some MultOf5 else None

    // la fonction principale
    let fizzBuzz i =
      match i with
      | MultOf3 & MultOf5 -> printf "FizzBuzz, "
      | MultOf3 -> printf "Fizz, "
      | MultOf5 -> printf "Buzz, "
      | _ -> printf "%i, " i

    // test
    [1..20] |> List.iter fizzBuzz

// ================================================
// Concision
// ================================================

module AlgorithmExamples =

    // F# a un haut ratio signal/bruit, permettant au code de se lire
    // presque comme un véritable algorithme

    // ------ Exemple: definir une fonction sumOfSquares ------
    let sumOfSquares n =
       [1..n]              // 1) Prendre tous les nombres de 1 à n
       |> List.map square  // 2) Elever chacun d'entre eux au carré
       |> List.sum         // 3) Effectuer leur somme

    // test
    sumOfSquares 100 |> printfn "Sum of squares = %A"

    // ------ Exemple: definir un fonction de tri ------
    let rec sort list =
       match list with
       // Si la liste est vide
       | [] ->
            []                            // on retourne une liste vide
       // si la list n'est pas vide
       | firstElem::otherElements ->      // on prend le premier élément
            let smallerElements =         // on extrait les éléments plus petits
                otherElements             // on prend les restants
                |> List.filter (fun e -> e < firstElem)
                |> sort                   // et on les trie
            let largerElements =          // on extrait les plus grands
                otherElements             // de ceux qui restent
                |> List.filter (fun e -> e >= firstElem)
                |> sort                   // et on les trie
            // On combine les 3 morceaux dans une nouvelle liste que l'on retourne
            List.concat [smallerElements; [firstElem]; largerElements]

    // test
    sort [1;5;23;18;9;1;3] |> printfn "Sorted = %A"

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// Code Asynchrone
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module AsyncExample =

    // F# inclus des fonctionnalités pour aider avec le code asynchrone
    // sans rencontrer la "pyramid of doom"
    //
    // L'exemple suivant télécharge une séquence de page web en parallèle.

    open System.Net
    open System
    open System.IO
    open Microsoft.FSharp.Control.CommonExtensions

    // Récupérer le contenu d'une URL de manière asynchrone
    let fetchUrlAsync url =
        async {   // Le mot clé "async" et les accolades
                  // créent un objet "asynchrone"
            let req = WebRequest.Create(Uri(url))
            use! resp = req.AsyncGetResponse()
                // use! est un assignement asynchrone
            use stream = resp.GetResponseStream()
                // "use" déclenche automatiquement close()
                // sur les ressources à la fin du scope
            use reader = new IO.StreamReader(stream)
            let html = reader.ReadToEnd()
            printfn "finished downloading %s" url
            }

    // une liste des sites à rapporter
    let sites = ["http://www.bing.com";
                 "http://www.google.com";
                 "http://www.microsoft.com";
                 "http://www.amazon.com";
                 "http://www.yahoo.com"]

    // C'est parti!
    sites
    |> List.map fetchUrlAsync  // créez une liste de tâche asynchrone
    |> Async.Parallel          // dites aux tâches de tourner en parallèle
    |> Async.RunSynchronously  // démarrez les!

// ================================================
// .NET compatabilité
// ================================================

module NetCompatibilityExamples =

    // F# peut réaliser presque tout ce que C# peut faire, et il s'intègre
    // parfaitement avec les librairies .NET ou Mono.

    // ------- Travaillez avec les fonctions des librairies existantes  -------

    let (i1success,i1) = System.Int32.TryParse("123");
    if i1success then printfn "parsed as %i" i1 else printfn "parse failed"

    // ------- Implémentez des interfaces à la volée! -------

    // Créer un nouvel objet qui implémente IDisposable
    let makeResource name =
       { new System.IDisposable
         with member this.Dispose() = printfn "%s disposed" name }

    let useAndDisposeResources =
        use r1 = makeResource "first resource"
        printfn "using first resource"
        for i in [1..3] do
            let resourceName = sprintf "\tinner resource %d" i
            use temp = makeResource resourceName
            printfn "\tdo something with %s" resourceName
        use r2 = makeResource "second resource"
        printfn "using second resource"
        printfn "done."

    // ------- Code orienté objet -------

    // F# est aussi un véritable language OO.
    // Il supporte les classes, l'héritage, les méthodes virtuelles, etc.

    // interface avec type générique
    type IEnumerator<'a> =
        abstract member Current : 'a
        abstract MoveNext : unit -> bool

    // Classe de base abstraite avec méthodes virtuelles
    [<AbstractClass>]
    type Shape() =
        // propriétés en lecture seule
        abstract member Width : int with get
        abstract member Height : int with get
        // méthode non-virtuelle
        member this.BoundingArea = this.Height * this.Width
        // méthode virtuelle avec implémentation de la classe de base
        abstract member Print : unit -> unit
        default this.Print () = printfn "I'm a shape"

    // classe concrète qui hérite de sa classe de base et surcharge
    type Rectangle(x:int, y:int) =
        inherit Shape()
        override this.Width = x
        override this.Height = y
        override this.Print ()  = printfn "I'm a Rectangle"

    // test
    let r = Rectangle(2,3)
    printfn "The width is %i" r.Width
    printfn "The area is %i" r.BoundingArea
    r.Print()

    // ------- extension de méthode  -------

    // Juste comme en C#, F# peut étendre des classes existantes avec des extensions de méthode.
    type System.String with
       member this.StartsWithA = this.StartsWith "A"

    // test
    let s = "Alice"
    printfn "'%s' starts with an 'A' = %A" s s.StartsWithA

    // ------- événements -------

    type MyButton() =
        let clickEvent = new Event<_>()

        [<CLIEvent>]
        member this.OnClick = clickEvent.Publish

        member this.TestEvent(arg) =
            clickEvent.Trigger(this, arg)

    // test
    let myButton = new MyButton()
    myButton.OnClick.Add(fun (sender, arg) ->
            printfn "Click event with arg=%O" arg)

    myButton.TestEvent("Hello World!")