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F#: Einführung und erstes Programm

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tagsprogrammiersprachen, fsharp

4 Min. Lesezeit

Kurz: F# (ausgesprochen F Sharp, 2005, Microsoft Research / Don Syme) ist eine funktionale Sprache für die .NET-Plattform mit starker Typinferenz, Unveränderlichkeit als Standard und Pattern Matching.

Teil des Kurses F#

Kapitel 1 von 8 im Kurs F#. Mit Fortschritt, Quiz und Zertifikat auf der Lernseite.

Was ist F#?

F# (ausgesprochen F Sharp, 2005, Microsoft Research / Don Syme) ist eine funktionale Sprache für die .NET-Plattform mit starker Typinferenz, Unveränderlichkeit als Standard und Pattern Matching. F# ist objektorientiert und imperativ erweiterbar und nutzt alle .NET-Bibliotheken. Die Syntax wird durch Einrückung strukturiert, wie in Python.

Typische Einsatzgebiete: Finanz- und Versicherungsmathematik, Datenanalyse (mit Notebooks), Compiler und Parser, domänengetriebener Entwurf und Web-Backends (Giraffe, Saturn). Mit Fable übersetzt man F# nach JavaScript.

Ausführen

dotnet new console -lang "F#" -o hallo    # Projekt anlegen
cd hallo && dotnet run                    # bauen und starten
dotnet fsi                                # interaktive Konsole (F# Interactive)
dotnet fsi skript.fsx                     # Skript ausführen
dotnet add package FSharp.Data            # NuGet-Paket

Das erste Programm

printfn "Hallo, Welt!"
printfn "1 + 2 = %d" (1 + 2)
printf "ohne Zeilenumbruch"
printfn ""
let name = "Mia"
printfn "Hallo, %s!" name
printfn $"Interpoliert: {name} hat {name.Length} Buchstaben"
printfn "%s ist %d Jahre alt und %.1f m groß" name 17 1.68

Ausgabe:

Hallo, Welt!
1 + 2 = 3
ohne Zeilenumbruch
Hallo, Mia!
Interpoliert: Mia hat 3 Buchstaben
Mia ist 17 Jahre alt und 1.7 m groß

Wird eine .fs-Datei als letzte Datei eines Projekts übersetzt, laufen ihre obersten Anweisungen als Hauptprogramm. printfn ist typsicher: Format %d verlangt int, %s einen String, %f eine Fließkommazahl.

let: unveränderliche Werte

let alter = 17
let preis = 9.99
let name = "Mia"
let ok = true
let z = 'z'
let gross = 9_000_000_000L
let dezimal = 1.5m
let einheit = ()
 
printfn "%d %.2f %s %b %c" alter preis name ok z
printfn "%d %M" gross dezimal
printfn "%A %A %A" alter preis name
printfn "%s %s" (alter.GetType().Name) (preis.GetType().Name)
 
let mutable zaehler = 0
zaehler <- zaehler + 5
printfn "%d" zaehler
 
let schatten () =
    let x = 10
    let x = x * 2          // Shadowing: neuer Wert mit gleichem Namen
    x
printfn "%d" (schatten ())

Ausgabe:

17 9.99 Mia true z
9000000000 1.5
17 9.99 "Mia"
Int32 Double
5
20

let bindet unveränderlich. Veränderliche Werte braucht man selten und kennzeichnet sie mit mutable und <-.

Rechnen

printfn "%d %d %d %d" (7 + 2) (7 - 2) (7 * 2) (7 / 2)
printfn "%d %d" (7 % 3) (-7 % 3)
printfn "%.3f %.3f" (7.0 / 2.0) (2.0 ** 10.0)
printfn "%d" (pown 2 10)
printfn "%.4f %d %d" (sqrt 2.0) (abs -5) (max 3 9)
printfn "%d %d %d" (int 3.99) (int (round 2.5)) (int (floor -2.1))
printfn "%f" (float 7 / 2.0)
printfn "%b %b %b" (3 < 5) (3 = 3) (3 <> 3)
printfn "%b %b" (true && false) (true || false)
printfn "%d %d %d" (12 &&& 10) (12 ||| 10) (12 ^^^ 10)
printfn "%d %d" (1 <<< 4) (256 >>> 4)
printfn "%s" (string 42 + "!")
printfn "%d" (int "17" + 1)
printfn "%d" (System.Int32.MaxValue)
printfn "%A" (bigint 2 ** 100)
printfn "%.2f" System.Math.PI

Ausgabe:

9 5 14 3
1 -1
3.500 1024.000
1024
1.4142 5 9
3 2 -3
3.500000
true true false
false true
8 14 6
16 16
42!
18
2147483647
1267650600228229401496703205376
3.14

Achtung

F# wandelt Zahlentypen nie automatisch um. 1 + 2.0 ist ein Fehler; schreibe float 1 + 2.0. Mit int, float, decimal, string wandelt man explizit.

Merke

  • F# ist funktional und typsicher, mit Typinferenz und Einrückungs-Syntax
  • let bindet unveränderlich, mutable und <- erlauben Änderung
  • printfn "%d %s" ist typsicher; $"..." interpoliert
  • Zahlentypen werden nie automatisch umgewandelt

Übungsaufgabe

Berechne die Fläche eines Kreises mit Radius 2,5 und gib sie mit zwei Nachkommastellen aus.

Quiz zur Selbstkontrolle

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