了解与 cons 运算符的模式匹配

Question

在“Programming F#”中，我遇到了像这样的模式匹配（我简化了一点）：

let rec len list = 
  match list with
  | [] -> 0
  | [_] -> 1
  | head :: tail -> 1 + len tail;;

实际上，我知道最后一个匹配识别列表的头部和尾部。从概念上讲，我不明白它为什么有效。据我了解， :: 是 cons 运算符，它将在列表的头部位置附加一个值，但在我看来，它不像在这里被用作运算符。我是否应该将其理解为列表的“特殊语法”，其中 :: 根据上下文解释为运算符或“匹配模式”？或者可以使用其他运算符将相同的想法扩展到列表以外的类型吗？

Answer 1

它用作格式化程序或正式的模式，“list”与三种模式匹配：

[] 表示列表为空

[_] 表示列表只有一个元素，因为你不关心关于元素是什么，所以只需将 _ 放在那里，也可以使用 [a]。

head::tail 意味着列表有两部分：头和尾。

您可以将 F# 模式匹配视为强大的 if then else 结构。

Answer 2

它是列表的特殊语法。因此，您可以将 list 类型视为可区分联合：

type list<'T> =         // '
    | Nil
    | Cons of 'T * list<'T>

除了有特殊语法使 Nil 成为 [] 和 缺点(h,t) 为 h::t。那么这只是有区别的联合上的正常模式匹配。这有帮助吗？

（也可以参见此博客条目。）

Answer 3

除了Brian的回答之外，还有几点值得注意。 h::t 语法既可以用作运算符 ，也可以用作模式：

let l = 1::2::[]                    // As an operator
match l with x::xs -> 1 | [] -> 0   // As a pattern

这意味着它是一个有点特殊的构造，因为其他运算符（例如 +) 不能用作模式（用于将结果分解回运算符的参数） - 显然，对于 + 来说，这将是不明确的。

另外，模式 [_] 很有趣，因为它是嵌套模式的示例。它组成：

• _ - 下划线模式，匹配任何值并且不绑定任何符号
• [; ] - 单元素列表模式，它匹配具有单个元素的列表，并将列表的元素与嵌套的 匹配。

您还可以使用 | 编写 match 1::[] [x]-> x 将返回单个元素的值（在本例中为 1）。