F# 条件语句
最后修改日期：2025 年 5 月 17 日
在本文中，我们将探讨 F# 中的条件语句以及它们如何根据布尔表达式控制程序流。理解条件逻辑对于在 F# 程序中做出决策至关重要，可以确保高效的执行路径。
F# 条件语句允许程序动态地评估表达式并执行不同的代码分支。该语言提供了 if、elif 和 else 结构，与其他编程语言类似，但具有函数式增强。由于 F# 是基于表达式的，条件语句始终返回值，使其更具组合性并能与函数式编程范式无缝集成。
与通常会导致副作用的命令式语言不同，F# 强调不变性和表达式，从而确保代码执行的清晰性和可预测性。通过利用简洁的条件表达式，开发人员可以编写干净、可维护的代码，同时避免不必要的复杂性。
单个条件
最简单的条件语句检查单个布尔表达式。在 F# 中，if 表达式在使用需要值的上下文时必须具有 else 分支，但在仅用于副作用的操作时可以省略它。
open System
let r = Random().Next(-5, 5)
if r > 0 then
printfn "positive value"
if r < 0 then
printfn "negative value"
if r = 0 then
printfn "zero"
此示例显示了三个独立的 if 表达式，它们检查随机数。每个 if 都是独立的，可能不执行、执行一个或多个打印语句。
λ dotnet fsi single_condition.fsx negative value
多个条件
对于互斥的条件，F# 提供了 elif（else if）分支。这些分支允许链接条件，其中只有一个分支会执行。
open System
let r = Random().Next(-5, 5)
if r > 0 then
printfn "positive value"
elif r < 0 then
printfn "negative value"
elif r = 0 then
printfn "zero"
此版本使用 elif 来确保只打印一条消息。条件按顺序检查，直到其中一个匹配，然后跳过其余的。
λ dotnet fsi multiple_conditions.fsx positive value
else if 是 F# 中 elif 的等效项。
open System
let r = Random().Next(-5, 5)
if r > 0 then
printfn "positive value"
else if r < 0 then
printfn "negative value"
else if r = 0 then
printfn "zero"
可以使用 else if 重写之前的示例。行为保持不变，但语法略有不同。elif 关键字在 F# 中更具惯用性。
else 关键字
当没有先前的条件匹配时，else 分支充当“捕获一切”的选项。它必须放在 if 表达式的最后，并且不带条件。
open System
let r = Random().Next(-5, 5)
if r > 0 then
printfn "positive value"
elif r < 0 then
printfn "negative value"
else
printfn "zero"
这里我们用 else 替换了最后的 elif。这使得零值情况更清晰，因为它处理了之前条件未捕获的任何内容。
λ dotnet fsi else_keyword.fsx zero
If 作为表达式
与许多语言不同，F# 的 if 是一个返回值的表达式。所有分支必须返回相同的类型，并且以此方式使用时要求有 else 分支。
let describeNumber n =
if n > 0 then "Positive"
elif n < 0 then "Negative"
else "Zero"
printfn "%d is %s" 5 (describeNumber 5)
printfn "%d is %s" -3 (describeNumber -3)
printfn "%d is %s" 0 (describeNumber 0)
let absValue x = if x >= 0 then x else -x
printfn "Absolute value of -4: %d" (absValue -4)
这些示例显示了返回值的 if 表达式。describeNumber 返回字符串，而 absValue 返回数字。两者都包括所有必需的分支。
λ dotnet fsi if_expression.fsx 5 is Positive -3 is Negative 0 is Zero Absolute value of -4: 4
嵌套条件语句
If 表达式可以嵌套在其他 if 表达式中，以创建更复杂的决策树。正确的缩进对于可读性至关重要。
let categorizeTemp temp =
if temp > 30 then "Hot"
elif temp > 20 then
if temp > 25 then "Warm"
else "Pleasant"
elif temp > 10 then "Mild"
else "Cold"
printfn "15°C is %s" (categorizeTemp 15)
printfn "22°C is %s" (categorizeTemp 22)
printfn "27°C is %s" (categorizeTemp 27)
此示例显示了用于温度分类的嵌套条件语句。中间范围在“温暖”和“宜人”之间具有子分类。
λ dotnet fsi nested_conditionals.fsx 15°C is Mild 22°C is Pleasant 27°C is Warm
布尔运算符
可以使用布尔运算符，如 &&（and）、||（or）和 not 来构建复杂条件。括号有助于澄清评估顺序。
let checkRange x y =
if x > 0 && y > 0 then "Both positive"
elif x > 0 || y > 0 then "One positive"
elif not (x > 0 || y > 0) then "Neither positive"
else "Impossible case"
printfn "%s" (checkRange 3 4)
printfn "%s" (checkRange -2 5)
printfn "%s" (checkRange -1 -1)
这演示了使用布尔运算符组合条件。not 运算符反转其操作数的结果。
λ dotnet fsi boolean_operators.fsx Both positive One positive Neither positive
模式匹配替代方案
对于复杂的条件逻辑，模式匹配通常比嵌套的 if/elif 表达式提供更简洁的代码，尤其是在有多个测试值时。
let describeNumberMatch n =
match n with
| x when x > 0 -> "Positive"
| x when x < 0 -> "Negative"
| _ -> "Zero"
let checkCoordinates x y =
match x, y with
| 0, 0 -> "Origin"
| _, 0 -> "On X axis"
| 0, _ -> "On Y axis"
| _ -> "Somewhere else"
printfn "%s" (describeNumberMatch 7)
printfn "%s" (checkCoordinates 0 5)
这些示例显示了模式匹配作为 if 表达式的替代方案。when 子句允许对匹配的值添加附加条件。
λ dotnet fsi pattern_matching.fsx Positive On Y axis
F# 条件语句提供了在代码中做出决策的灵活方式。if/elif/else 表达式的工作方式与其他语言类似，但更强调面向表达式的编程。对于复杂条件，请考虑使用模式匹配，这通常是更简洁的替代方案。