F＃模式与可选的元组列表匹配

Question

我正在尝试将模式匹配用于元组的可选列表，但是尽管尝试了所有我能想到的东西，但我无法编写详尽的匹配表达式。

我正在努力理解为什么F＃编译器坚持以下示例中的模式并不详尽。

module Mapper.PatternMatchingOddity

type A = A of string
type B = B of string

type ProblemType = ProblemType of (A * B) list option

//Incomplete pattern matches on this expression. Some ([_;_]) may indicate a case...
let matchProblem = function
    |Some [(x:A,y:B)] -> []
    |Some ([_,_]) -> [] //rider says this rule will never be matched
    |None -> []

//same as before    
let matchProblem1 = function
    |Some [_,_] -> []
    |Some [] -> []
    //|Some _ -> []//this removes the warning but what is the case not covered by the previous two?
    |None -> []    

let matchProblem2 (input:ProblemType) =
    match input with //same as before
    |ProblemType (Some [(x:A,y:B)]) -> []
    |ProblemType None  -> []    

我该如何写出详尽的匹配，上面我缺少什么？您能否举一个输入示例，这些输入将被接受为这些函数的有效参数并跳过这些模式？

Answer 1

很好的问题！我认为许多以F＃开始的人都在努力处理列表，选项和元组的交互方式。首先，我要说：编译器是正确的。简短的答案是：您只匹配单例列表。让我尝试更深入地解释一下。

您的类型基本上是('a * 'b) list option。在您的情况下，'a和'b本身是使用字符串区分的一种情况。让我们简化一下，看看如果我们单独查看类型的每个部分会发生什么（您可能已经知道这一点，但是将其放在上下文中可能会有所帮助）：

1. 首先，您的类型为选项。它有两个值None或Some 'a。要匹配一个选项，您可以执行[

   match o with 
   | Some value -> value 
   | None -> failwith "nothing"`
   

2. 接下来，您的类型是列表。列表中的项目用分号;分隔。一个空列表是[]，一个单例列表（一个带有一个项目）是[x]，有多个项目[x;y...]。要将某些内容添加到列表的开头，请使用::。列表是一种特殊类型的可区分联合，其匹配语法类似于列表构造的语法：

   match myList with
   | [] -> "empty"
   | [x] -> printfn "one item: %A" x
   | [x; y] -> printfn "two items: %A, %A" x y
   | x::rest -> printfn "more items, first one: %A" x
   

3. 第三，您的列表类型本身就是一个元组类型。要对元组类型进行解构或匹配，可以像,一样使用逗号match (x, y) with 1, 2 -> "it's 1 and 2!" ...。

4. 合并所有这些，我们必须在选项（外部），列表（中间），元组上进行匹配。类似Some []表示一个空列表，None表示没有列表，Some [a, b]表示单例列表，Some (a,b)::rest表示具有一个或多个项目的列表。

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现在我们已经不了解理论了，让我们看看我们是否可以解决您的代码。首先让我们看看警告消息：

此表达式上的不完整模式匹配。 Some ([_;_])可能表示情况...

[这是正确的，代码中的项目用,分隔，表示元组，并且消息显示Some [something; something]（下划线表示“任何内容”），这是两个项目的列表。但这对您添加它没有多大帮助，因为列表仍然可以大于2。

骑手说这条规则永远不会被匹配

车手是正确的（在下面调用FSC编译器服务）。该行上方的规则是Some [(x:A,y:B)]（此处不需要:A和:B），它匹配任何Some带元组的单例数组。 Some [_,_]的作用相同，只是它不捕获变量中的值。

这消除了警告，但是前两个没有涵盖什么情况？

它消除了警告，因为Some _表示带有[[anything的Some，因为_只是表示：它是任何内容的占位符。在这种情况下，它匹配空列表，2个项目列表，3个项目列表和n个项目列表（在该示例中，您匹配的唯一一个是1个项目列表）。

您能举一个可以接受为有效参数的输入示例

是。您不匹配的有效输入是Some []（空列表），Some [A "a", B "x"; A "2", B "2"]（两项列表）等。

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让我们举第一个例子。你有这个：

let matchProblem = function
    |Some [(x:A,y:B)] -> []  // matching a singleton list
    |Some ([_,_]) -> []   // matches a singleton list (will never match, see before)
    |None -> []  // matches None

（您（可能）需要的是这里：
let notAProblemAnymore = function
    // first match all the 'Some' matches:
    | Some [] -> "empty"  // an empty list
    | Some [x,y] -> "singleton"  // a list with one item that is a tuple
    | Some [_,a;_,b] -> "2-item list"  // a list with two tuples, ignoring the first half of each tuple
    | Some ((x,y)::rest) -> "multi-item list" 
           // a list with at least one item, and 'rest' as the 
           // remaining list, which can be empty (but won't, 
           // here it has at least three items because of the previous matches)
    | None -> "Not a list at all" // matching 'None' for absence of a list

总结起来：您正在匹配一个只有一项的列表，并且编译器抱怨您错过了其他长度的列表（空列表和具有多个项的列表）。 
通常，不必将option与列表一起使用，因为空列表已经意味着没有数据。因此，只要您发现自己编写的类型为option list，就考虑仅使用list就足够了。这将使匹配更加容易。
    

Answer 2

您正在努力，因为您的榜样太过“榜样”。

让我们将您的示例转换为更有意义的示例：检查输入，以便如此

如果为空，则不打印任何内容，否则：
• 如果元素为零，则打印“空”
• 如果只有一个元素，则打印“一个元素：...”
• 如果有两个元素，则打印“我们有两个元素：...”
• 如果有三个元素，则打印“有三个元素：...”
• 如果它包含三个以上元素，则打印“哦，老兄，第一个元素是...，第二个元素是...，第三个元素是...，还有N个元素更多”]]
• 现在您可以看到您的代码仅涵盖前3种情况。因此F＃编译器是正确的。

重写代码：

let matchProblem (ProblemType input) =
    match input with
    | None -> printfn "nothing"
    | Some [] -> ...
    | Some [(x, y)] -> ...
    | Some [(x1, y1); (x2, y2)] -> ...
    | Some [(x1, y1); (x2, y2); (x3, y3)] -> ...
    | Some (x1, y1) :: (x2, y2) :: (x3, y3) :: rest -> // access rest.Length to print the number of more elements

注意，我正在参数ProblemType input上使用模式匹配，以便可以方便地提取输入。这使后面的模式更简单。

就我个人而言，当我学习F＃时，直到在生产代码中使用它们时，我才了解许多功能/语法。