F#

פרדיגמות	תכנות פונקציונלי, תכנות מונחה עצמים, עיבוד מקבילי
תאריך השקה	2005
מתכנן	Don Syme, מיקרוסופט מחקר
מפתח	Microsoft, The F# Software Foundation
גרסה אחרונה	16.8 (10 בנובמבר 2020)
טיפוסיות	סטטית, חזקה, מוסקת (inferred)
הושפעה על ידי	C#, ‏Haskell,‏ ML,‏ Python‏ Scala,‏ Erlang,‏ Ocaml
השפיעה על	C# ,‏ Elm,‏ F*,‏ LiveScript
רישיון	רישיון MIT
סיומת	.fs .fsi .fsx .fsscript
fsharp.org

F#, מבוטא אֵף שַׁארְפּ היא שפת תכנות כללית שנוצרה על ידי הארגון ה-F# Software Foundation, חברת התוכנה מיקרוסופט ותורמים עצמאיים. #F נחשפה בשנת 2005 ומשלבת תכנות פונקציונלי, אימפרטיבי ומונחה עצמים. זו שפה תכנות חוצה פלטפורמות בסביבת ה NET Core., אך היא יכולה גם לייצר קוד JavaScript לשימוש דפדפני אינטרנט ולייצר קוד למעבדים גרפיים. ה-F# Software Foundation פיתח לשפה מהדר חוצה פלטפורמות תחת רישיון קוד פתוח .

#F נתמכת בסביבות הפיתוח המשולבות Visual Studio של מיקרוסופט ו JetBrains Rider, של JetBrains. ישנם תוספים לסביבות פיתוח אחרות, ביניהם lonide, ההופך את סביבת הפיתוח ה-VSCode לסביבת פיתוח מלאה עבור #F. ישנם גם תוספים לסביבות פיתוח מסורתיות כמו Vim ו- Emacs.

#F שייכת למשפחת שפות ML. היא החלה את דרכה כמימוש של העקרונות המרכזיים של שפת OCaml והושפעה משפות C# ,פייתון, Haskell, Scala ו-Erlang.

היסטוריה

היסטורית גרסאות

אבולוציית השפה

#F משתמשת בפיתוח והנדסת תוכנה פתוחה. אבולוציית השפה מנוהלת על ידי מדען המחשב דון סיים (Don Syme) מתאגיד מיקרוסופט, יחד עם F# Software Foundation. גרסאות מוקדמות של השפה עוצבו על ידי מיקרוסופט, וחטיבת החקר של מיקרוסופט ( Microsoft Research, (אנ')) בסביבת פיתוח סגורה.

פיתוח #F החל בחטיבת החקר של מיקרוסופט, בקיימברידג', בריטניה. השפה במקורה תוכננה ומומשה על די דון סיים. שמה של #F, לפי צוות הפיתוח של #F, נגזר מהאות F, המייצגת את המילה Fun. בגרסה 1.0, הוספו פיצ'רים רבים בסיסיים, כגון תמיכה בתכנות פונקציונלי, אימפרטיבי ומונחה עצמים, structs, מבני נתונים מסוג tuple, מודולים ומודולים מקוננים וכו'. בגרסה 3.0 הוספה תמיכה בספריית LINQ, אשר מאפשרת לכתוב קוד דקלרטיבי דמוי SQL ב-#F. ספריה זו זמינה גם ב-#C מגרסה 3.0 וכן ב- Visual Basic.

כלי הפיתוח של #Visual F עבור ויז'ואל סטודיו, סביבת פיתוח משולבת מבית מיקרוסופט, מפותחים גם הם על ידי מיקרוסופט. בנוסף, הארגון F# Software Foundation פיתח מהדרים בעלי קוד פתוח, וכלים אשר משתלבים עם מהדרי הקוד הפתוח שיצרה מיקרוסופט.

סקירת השפה

תכנות פונקציונלי

#F היא שפת תכנות פונקציונלית אשר משתמשת בטכניקת הסקת טיפוסים (type inference), כלומר, מתכנת בשפה לא צריך להגדיר את טיפוסי הנתונים ( int, string וכדומה) - המהדר יסיק זאת לבד במהלך ההידור. #F מאפשרת גם הגדרת טיפוסים באופן ישיר על ידי המתכנת, ואף דורשת שימוש בכך במצבים מסוימים.

#F היא שפה מבוססת ביטויים אשר משתמשת בעיקר בטכניקת פישוט הביטויים הנפוצה eager evaluation, שלפיה ביטוי יפושט כאשר ברגע שהוא מקושר למשתנה, וכן בטכניקת- lazy evaulation במקרים מסוימים, שלפיה ביטוי יפושט רק כאשר נעשה בו שימוש.

על מנת ליצור משתנה ב F# ולבצע לו השמה לערך, ניתן להשתמש במילה השמורה let. לדוגמה, הביטוי

let y = 6 + 3

מבצע השמה לביטוי 6+3, אשר מפושט ל- ${\displaystyle 9}$, למשתנה y . בנוסף, F# מאפשר שימוש ב sequence expressions, אשר מגדירים sequence, בתחביר seq { ... }, רשימה, בתחביר [ ... ], ומערך, בתחביר [| ... |], בתוך קוד אשר מייצר ערכים. לדוגמה:

 seq { for b in 0 .. 25 do
 if b < 15 then
 yield b*b }

קטע קוד זה מצרף ל-sequence מספרים בין 0 ל-15, בתוך התחום 0 עד 25 . שימוש ב-sequence expressions הוא מקרה פרטי של עקרון הנקרא computation expressions.

תכנות אימפרטיבי

#F תומכת גם ברכיבים רבים אשר מאפיינים תכנות פקודתי ( imperative programming ), שביניהם:

• לולאות for
• לולאות while
• מערכים, אשר נוצרים באמצעות התחביר [| ... |].
• מבנה נתונים מסוג מילון, ( Hash Table ), באמצעות התחביר dict [ ... ] או באמצעות הטיפוס System.Collections.Generic.Dictionary<_,_> .

יתר על כן, ניתן לסמן ערכים ושדות מסוג record ככאלו אשר יכולים להשתנות, ולא רק קבועים, באמצעות המילה השמורה mutable. לדוגמה:

// Define 'x' with initial value '1'
let mutable x = 1
// Change the value of 'x' to '3'
x <- 3

תכנות מונחה עצמים

• סימון של נקודה, על מנת למשל לגשת לתכונות ופעולות מתוך אובייקט או מתוך מחלקה, או לגשת למחלקה או אוסף מחלקות מתוך ספרייה מיובאת. לדוגמה: x.Name
• ביטויי אובייקטים, לדוגמה: { new obj() with member x.ToString() = "hello" }
• בניית אובייקטים באמצעות המילה השמורה new. לדוגמה: ()new Form
• בחינת טיפוסים, לדוגמה: x :? string בוחן האם x הוא מהטיפוס מחרוזת ( string ) .
• המרה בין סוגי נתונים ( type coercions ) . לדוגמה: x :?> string
• קבלת פרמטרים בעלי שמות: ( Named Arguments ), לדוגמה: ., (x.Method(someArgument=1
• אתחול תכונות בשמותיהן בפעולה בונה: ("new Form(Text="Hello
• פרמטרים אופציונליים: לדוגמה, (x.Method(OptionalArgument=1

הגדרות סוג אובייקט ב F# יכולות להיות מחלקה, struct, interface, enum, ו- delegate . דוגמה להגדרה של סוג אובייקט פשוט המייצג אדם ( Person ) :

/// A simple object type definition
type Person(name : string, age : int) =
 member x.Name = name
 member x.Age = age

קהילת קוד פתוח

קהילת הקוד הפתוח של #F כוללת את הארגון F# Software Foundation, ואת Open Source Group ב-GitHub. פרויקטים בעלי קוד פתוח פופולריים ב-#F:

• Fable, an F# to Javascript transpiler based on Babel.
• Paket, an alternative package manager for .NET that can still use NuGet repositories, but has centralised version-management.
• FAKE, an F# friendly build-system.
• Giraffe, a functionally oriented middleware for ASP.NET Core.
• Suave, a lightweight web-server and web-development library.

ראו גם

• מיקרוסופט
• C#
• LINQ

קישורים חיצוניים

מדיה וקבצים בנושא F sharp בוויקישיתוף

• אתר האינטרנט הרשמי של F sharp
• ספריית LINQ, באתר הרשמי של מיקרוסופט.