F#，检查有效参数时合理的程度是多少？

Question

我正在尝试学习一些 F# 中函数式编程的思维方式，因此任何提示都将不胜感激。现在我正在制作一个简单的递归函数，它接受一个列表并返回第 i:th 元素。

let rec nth(list, i) =
    match (list, i) with
    | (x::xs, 0) -> x
    | (x::xs, i) -> nth(xs, i-1)

该函数本身似乎可以工作，但它警告我有关不完整的模式。在这种情况下，我不确定当我匹配空列表时要返回什么，因为如果我执行以下操作：

| ([], _) -> ()

整个函数被视为以单位作为参数的函数。我希望它将 is 视为多态函数。

当我这样做时，我不妨问一下，在认真开发时设计函数时，检查有效参数的合理程度是多少。我应该检查所有内容，以便防止“滥用”该功能吗？在上面的示例中，我可以指定函数来尝试访问列表中大于其大小的元素。我希望我的问题不会太令人困惑:)

Answer 1

通过查看标准 F# 库，您可以了解有关“常用”库设计的更多信息。已经有一个函数可以执行您想要的操作，称为 List.nth，但即使您将其实现为练习，您也可以检查该函数的行为方式：

> List.nth [ 1 .. 3 ] 10;;
System.ArgumentException: The index was outside the range 
  of elements in the list. Parameter name: index

该函数会抛出 System.nth 异常。 ArgumentException 带有一些有关异常的附加信息，以便用户可以轻松找出出了什么问题。要实现相同的功能，您可以使用 invalidArg 函数：

| _ -> invalidArg "index" "Index is out of range."

这可能比仅使用 failwith 更好，后者会引发更一般的异常。使用invalidArg时，用户可以检查特定类型的异常。

正如 kvb 所指出的，另一个选项是返回 option 'a。许多标准库函数都提供返回选项的版本和引发异常的版本。例如List.pick和List.tryPick。因此，在您的情况下，一个好的设计可能是有两个函数 - nth 和 tryNth。

Answer 2

如果您希望函数返回有意义的结果并具有与现在相同的类型，那么您别无选择，只能在其余情况下抛出异常。匹配失败将引发异常，因此您不需要更改它，但您可能会发现最好抛出具有更多相关信息的异常：

| _ -> failwith "Invalid list index"

如果您预计无效列表索引很少见，那么这可能就足够了。然而，另一种选择是更改您的函数，使其返回一个'a option：

let rec nth = function
| x::xs, 0 -> Some(x)
| [],_ -> None
| _::xs, i -> nth(xs, i-1)

这给调用者带来了额外的负担，调用者现在必须明确处理失败的可能性。

Answer 3

据推测，如果采用空列表无效，您最好只是抛出异常？

一般来说，你应该采取何种防御措施的规则并不会因语言的不同而改变——我总是遵循这样的指导原则：如果是公共代码，则对验证输入持偏执态度，但如果是私有代码，你可以不那么严格。 （实际上，如果它是一个大型项目，并且是私有代码，请严格一点......基本上严格程度与可能调用您的代码的开发人员数量成正比。）