Active Patterns 可用于验证和转换函数参数

在 F# 中有趣但非常未知的 Active Patterns 用法是它们可用于验证和转换函数参数。

考虑进行参数验证的经典方法：

// val f : string option -> string option -> string
let f v u =
  let v = defaultArg v "Hello"
  let u = defaultArg u "There"
  v + " " + u

// val g : 'T -> 'T (requires 'T null)
let g v =
  match v with
  | null  -> raise (System.NullReferenceException ())
  | _     -> v.ToString ()

通常，我们在方法中添加代码以验证参数是否正确。在 F# 中使用 Active Patterns 我们可以概括它并在参数声明中声明 intent。

以下代码等同于上面的代码：

let inline (|DefaultArg|) dv ov = defaultArg ov dv

let inline (|NotNull|) v =
  match v with
  | null  -> raise (System.NullReferenceException ())
  | _     -> v

// val f : string option -> string option -> string
let f (DefaultArg "Hello" v) (DefaultArg "There" u) = v + " " + u

// val g : 'T -> string (requires 'T null)
let g (NotNull v) = v.ToString ()

对于函数 f 和 g 的用户，两个不同版本之间没有区别。

printfn "%A" <| f (Some "Test") None  // Prints "Test There"
printfn "%A" <| g "Test"              // Prints "Test"
printfn "%A" <| g null                // Will throw

值得关注的是 Active Patterns 是否会增加性能开销。让我们使用 ILSpy 来反编译 f 和 g 以查看是否是这种情况。

public static string f(FSharpOption<string> _arg2, FSharpOption<string> _arg1)
{
  return Operators.DefaultArg<string>(_arg2, "Hello") + " " + Operators.DefaultArg<string>(_arg1, "There");
}

public static string g<a>(a _arg1) where a : class
{
  if (_arg1 != null)
  {
    a a = _arg1;
    return a.ToString();
  }
  throw new NullReferenceException();
}

感谢 inline，与经典的参数验证方法相比，Active Patterns 不会增加额外的开销。