Поделиться через

Пошаговое руководство. Использование Visual F# для создания, отладки и развертывания приложения

  • Статья

Данное пошаговое руководство позволяет ознакомиться с принципами использования языка F# в среде Visual Studio 2010 вместе с платформой .NET Framework 4.

С помощью данного руководства можно ознакомиться с принципами использования Visual Studio 2010 для создания приложений на F# на примере исторического анализа данных об учетной ставке казначейства США. Пример начинается с анализа данных с помощью интерактивного окна F#. Затем создается и тестируется код, анализирующий данные, после чего добавляется интерфейсная часть на C#, на примере которой будет рассмотрена интеграция кода на F# с другими языками платформы .NET.

Обязательные компоненты

Ниже приведены компоненты, необходимые для выполнения данного пошагового руководства.

  • Visual Studio 2010

Примечание

На вашем компьютере названия некоторых элементов интерфейса пользователя Visual Studio или их расположение могут отличаться от указанных в нижеследующих инструкциях. Это зависит от имеющегося выпуска Visual Studio и используемых параметров. Дополнительные сведения см. в разделе Параметры Visual Studio.

Создание скрипта на F#

  1. Сначала создадим скрипт на языке F#. В меню Файл выберите пункты Создать и Файл. В диалоговом окне Создание файла выберите пункт Скрипт в списке Установленные шаблоны, после чего выберите Файл скрипта F#. Нажмите кнопку Открыть, чтобы создать файл, а затем сохраните его под именем RateAnalysis.fsx.

  2. Используйте API платформы .NET и F# для доступа к интернет-сайту Федеральной резервной системы США. Введите приведенный ниже код.

    open System.Net
open System.IO

let url = sprintf "http://www.federalreserve.gov/releases/h15/data/business_day/H15_TCMNOM_Y10.txt"
let req = WebRequest.Create(url, Timeout = 10000000)
let resp = req.GetResponse()
let stream = resp.GetResponseStream()
let reader = new StreamReader(stream)
let csv = reader.ReadToEnd()

    Обратите внимание на следующее.

    • Строки и ключевые слова выделяются цветом.

    • После каждой точки (".") выводятся списки завершения.

    • Среда Visual Studio может дополнять имена методов и другие идентификаторы. Для этого достаточно нажать сочетание клавиш CTRL+ПРОБЕЛ или CTRL+J в процессе набора идентификатора. При использовании сочетания CTRL+J отображается список завершения.

    • При наведении указателя мыши на идентификатор в коде появится подсказка со сведениями об этом идентификаторе.

    • Если при нажатии клавиши F1 курсор находится внутри WebRequest, появится соответствующая документация.

    • Если при нажатии клавиши F1 курсор находится внутри let, появится соответствующая документация.

    • Ссылки на типы и пространства имен из библиотек mscorlib.dll, System.dll и System.Windows.Forms.dll присутствуют по умолчанию.

    • Задаваемое здесь значение Timeout является свойством, а не аргументом конструктора. F# позволяет задавать значения свойств подобным образом.

    • Если скопировать URL-адрес из примера в браузер, отобразится список значений с разделителями-запятыми, содержащий даты и значения учетной ставки, публикуемые Федеральной резервной системой США.

  3. Теперь код следует запустить, используя F# Interactive. Выделите весь код (с помощью мыши или сочетания клавиш CTRL+A), щелкните его правой кнопкой мыши и выберите пункт Отправить в Interactive. (Также можно нажать сочетание клавиш ALT+ВВОД.)

    • Появится окно F# Interactive (если оно не было открыто до этого).

    • Код успешно выполняется.

    • В окне F# Interactive отображается следующее.

      val url : string =
  "http://www.federalreserve.gov/releases/h15/data/business_day/"+[18 chars]
val req : System.Net.WebRequest
val resp : System.Net.WebResponse
val stream : System.IO.Stream
val reader : System.IO.StreamReader
val csv : string =
  "  ,Instrument,"U.S. government securities/Treasury constant m"+[224452 chars]

>

  4. Затем изучите данные с помощью F# Interactive. В командной строке F# Interactive введите команду csv;; и нажмите клавишу ВВОД. Введите команду csv.Length;; и нажмите клавишу ВВОД. Обратите внимание на следующее.

    • Данные отображаются по состоянию на текущий момент.

    • F# Interactive отображает значение и длину строки csv, как показано здесь.

      07/10/2009, 3.32
07/13/2009, 3.38
07/14/2009, 3.50
07/15/2009, 3.63
"
> csv.Length;;
val it : int = 224513

    • На следующем рисунке показано окно F# Interactive.

      Окно F# Interactive

      Окно F# Interactive

  5. Теперь создадим код F# для синтаксического анализа CSV-данных. CSV-файлы содержат значения с разделителями запятыми. В редакторе кода добавьте следующий код. Выбирая добавленный в этом разделе код по мере ввода строк, можно просматривать частичные результаты, нажимая сочетание клавиш ALT+ВВОД. Обратите внимание на следующее.

    • IntelliSense предоставляет полезные сведения после ввода точки даже в сложных вложенных выражениях.

    • Если код не завершен (или некорректен), красное волнистое подчеркивание указывает на имеющиеся в нем синтаксические и семантические ошибки.

    • Конвейеры создаются с помощью оператора конвейеризации (|>). Оператор принимает значение, возвращаемое одним выражением, и использует его в качестве аргумента функции, стоящей в следующей строке. Конвейеры и F# Interactive упрощают частичное выполнение кода обработки данных.

    let interest = 
    csv.Split([|'\n'|])
    |> Seq.skip 8
    |> Seq.map (fun line -> line.Trim())
    |> Seq.filter (fun line -> not (line.EndsWith("ND")))
    |> Seq.filter (fun line -> not (line.Length = 0))
    |> Seq.map (fun line -> line.Split([|','|]))
    |> Seq.map ( fun values ->
        System.DateTime.Parse(values.[0]),
        float values.[1])

  6. Теперь данной функциональности нужно присвоить имя. Замените 10 в определении url на %d, чтобы превратить литеральную строку в строку формата. Добавьте maturity после строки формата. Выделите весь код, кроме новой строки, и нажмите клавишу TAB. Перед блоком кода с отступом добавьте let loadRates maturity =. В конце блока кода с отступом добавьте interest. Обратите внимание на следующее.

    Код должен выглядеть примерно следующим образом.

    open System.Net
open System.IO

let loadRates maturity = 
    let url = sprintf "http://www.federalreserve.gov/releases/h15/data/business_day/H15_TCMNOM_Y%d.txt" maturity
    let req = WebRequest.Create(url, Timeout = 10000000)
    let resp = req.GetResponse()
    let stream = resp.GetResponseStream()
    let reader = new StreamReader(stream)
    let csv = reader.ReadToEnd()

    let interest = 
        csv.Split([|'\n'|])
        |> Seq.skip 8
        |> Seq.map (fun line -> line.Trim())
        |> Seq.filter (fun line -> not (line.EndsWith("ND")))
        |> Seq.filter (fun line -> not (line.Length = 0))
        |> Seq.map (fun line -> line.Split([|','|]))
        |> Seq.map ( fun values ->
            System.DateTime.Parse(values.[0]),
            float values.[1])
    interest

  7. Теперь данную функциональность следует использовать с новыми входными данными. Выделите весь код и нажмите сочетание клавиш ALT+ВВОД, чтобы выполнить его с помощью F# Interactive. В командной строке F# Interactive вызовите новую функцию loadRates применительно к новым годовым ставкам: 1, 2 и 5. Обратите внимание на следующее.

    • Прежние определения в F# Interactive не пропадают, но при этом также будут доступны новые.

    • Сложноструктурированные данные отображаются с помощью специальных функций вывода.

Разработка компонента с помощью F#

  • Создайте проект библиотеки для публикации созданной функциональности. В меню Файл выберите пункт Создать, а затем команду Проект. В диалоговом окне Создание проекта в списке Установленные шаблоны выберите пункты Visual F# и Библиотека F#, чтобы создать проект новой библиотеки. Назовите проект RateAnalysis. Скопируйте ранее созданный код из файла RateAnalysis.fsx и вставьте его в файл Module1.fs. Исправьте объявление модуля в файле Module1.fs с Module1 на RateLoader. В обозревателе решений переименуйте файл Module1.fs в RateLoader.fs. Обратите внимание на следующее.

    • Шаблон библиотеки F# по умолчанию содержит файл кода с расширением .fs и скрипт с расширением .fsx. Скрипт можно использовать для интерактивного тестирования кода библиотеки.

На следующем рисунке показано диалоговое окно Создание проекта с несколькими вариантами для F#. Выбран шаблон проекта библиотеки F#.

Варианты шаблонов F#

Диалоговое окно создания проекта с выбранной библиотекой F#

  1. Теперь следует создать класс F#, предоставляющий необходимую функциональность. В обозревателе решений щелкните правой кнопкой мыши проект, выберите команду Добавить, затем Новый элемент. В диалоговом окне Добавление нового элемента выберите пункт Исходный файл F#. Назовите файл Analyzer.fs. В обозревателе решений щелкните правой кнопкой мыши файл Script.fsx и выберите команду Вниз. (Также можно нажать сочетание клавиш ALT+СТРЕЛКА ВНИЗ.) Вставьте в файл Analyzer.fs следующий код:

    module RateAnalysis.Analyzer

open RateLoader

/// Provides analysis of historical interest rate data.
type Analyzer(ratesAndDates) = 
    let rates = 
        ratesAndDates
        |> Seq.map snd

    /// Construct Analyzer objects for each maturity category.
    static member GetAnalyzers(maturities) = 
        maturities
        |> Seq.map loadRates
        |> Seq.map (fun ratesAndDates -> new Analyzer(ratesAndDates))

    member sa.Min =
        let date, minRate = (Seq.minBy (fun (_, rate) -> rate) ratesAndDates)
        (minRate, date.ToString("d"))

    member sa.Max = 
        let date, maxRate = (Seq.maxBy (fun (_, rate) -> rate) ratesAndDates)
        (maxRate, date.ToString("d"))

    member sa.Current =
        rates |> List.ofSeq |> List.rev |> List.head

    Обратите внимание на следующее.

    • F# поддерживает ряд понятий из объектно-ориентированного программирования. Дополнительные сведения см. в разделах Классы (F#), Наследование (F#), а также других статьях из справочника по языку F#.

  2. Теперь нужно создать документирующие комментарии на XML. В обозревателе решений щелкните правой кнопкой мыши проект и выберите пункт Свойства. На вкладке Построение установите флажок XML-файл документации внизу страницы. Обратите внимание на следующее.

    • XML-документацию можно создать для любой сборки F#.

    • По умолчанию XML-документация сохраняется в каталоге вывода.

  3. Чтобы построить проект, нажмите сочетание клавиш CTRL+SHIFT+B или клавишу F6. Обратите внимание на следующее.

    • Построение проекта выполняется успешно.

    • В окне "Список ошибок" отсутствуют ошибки.

    • В каталоге вывода появляются файлы .dll, .pdb и .xml.

    • В окне вывода отображается следующее:

      ------ Build started: Project: RateAnalysis, Configuration: Debug Any CPU ------
    C:\Program Files (x86)\Microsoft F#\v4.0\fsc.exe -o:obj\Debug\RateAnalysis.exe -g --debug:full --noframework --define:DEBUG --define:TRACE --optimize- --tailcalls- -r:"C:\Program Files (x86)\Microsoft F#\v4.0\FSharp.Core.dll" -r:"C:\Program Files (x86)\Reference Assemblies\Microsoft\Framework\.NETFramework\v4.0\mscorlib.dll" -r:"C:\Program Files (x86)\Reference Assemblies\Microsoft\Framework\.NETFramework\v4.0\System.Core.dll" -r:"C:\Program Files (x86)\Reference Assemblies\Microsoft\Framework\.NETFramework\v4.0\System.dll" --target:exe --warn:3 --warnaserror:76 --vserrors --utf8output --fullpaths --flaterrors Program.fs RateLoader.fs ValueAnalyzer.fs 
    RateAnalysis -> C:\Users\ghogen\Documents\Visual Studio 10\Projects\RateAnalysis\RateAnalysis\bin\Debug\RateAnalysis.exe
========== Build: 1 succeeded or up-to-date, 0 failed, 0 skipped ==========

  4. Чтобы добавить клиентское приложение на C#, щелкните правой кнопкой мыши узел решения, наведите указатель на пункт Добавить и выберите Новый проект. В диалоговом окне Добавить новый проект выберите пункт Visual C# в списке Установленные шаблоны, а затем выберите пункт Консольное приложение. Возможно, для этого потребуется раскрыть узел Другие языки. Назовите проект CSharpDriver. Щелкните правой кнопкой мыши узел Ссылки проекта, а затем выберите команду Добавить ссылку. На вкладке Проекты в диалоговом окне Добавить ссылку выберите RateAnalysis и нажмите кнопку ОК. Щелкните узел проекта CSharpDriver правой кнопкой мыши и выберите команду Назначить запускаемым проектом. Введите следующий код в теле метода Main в приложении C#. Обратите внимание на следующее.

    • Между C# и F# можно добавлять межпроектные ссылки.

    • Определенные в F# пространства имен и типы можно использовать в C# так же, как и любые другие типы.

    • Документирующие комментарии F# доступны в IntelliSense для C#.

    • C# имеет доступ к кортежным возвращаемым значениям из API F#. Кортежи — это значения типа Tuple в платформе .NET Framework 4.

    var maturities = new[] { 1, 2, 5, 10 };
var analyzers = RateAnalysis.Analyzer.Analyzer.GetAnalyzers(maturities);

foreach (var item in analyzers)
{
    Console.WriteLine("Min = {0}, \t Max = {1}, \t Current = {2}", item.Min, item.Max, item.Current);
}
Console.WriteLine("Press Enter to exit.");
Console.ReadLine();

  5. Для отладки приложения нажмите клавишу F11, чтобы построить его, запустить в отладчике и перейти к первой строке выполняемого кода. Нажимайте клавишу F11, пока не будет достигнут код F# в теле члена GetAnalyzers. Обратите внимание на следующее.

    • Можно легко переходить из кода C# в код F#.

    • Каждое выражение F# представляет в отладчике отдельный шаг.

    • Значения maturities отображаются в окне "Локальные".

    • При последующих нажатиях клавиши F11 продолжается отладка оставшейся части приложения.

    • Такие команды отладчика, как Выполнить до курсора, Задать следующий оператор, Вставить точку останова, Добавить контрольное значение и К дизассемблированному коду, работают ожидаемым образом.

Чтобы развернуть приложение F#, выполните следующие действия:

  1. На этом шаге следует переориентировать проект на другую версию платформы .NET Framework. В обозревателе решений щелкните правой кнопкой мыши проект RateAnalysis на F# и выберите пункт Свойства. Выберите платформу .NET Framework 3.5 в списке Целевая рабочая среда на вкладке Приложение. Обратите внимание на следующее.

    • F# позволяет указывать разные версии платформы .NET Framework в качестве требуемой версии .NET Framework.

    • Для изменения целевой версии .NET Framework необходимо перезагрузить проект.

    • После изменения целевой версии .NET Framework ссылки на некоторые сборки будут неактивны и недоступны в диалоговом окне Добавить ссылку.

  2. В проекте C# следует добавить ссылку на версию сборки FSharp.Core, ориентированную на платформу .NET Framework 2.0, которая также должна использоваться в случае ориентации на платформу .NET Framework версии 3.0 или 3.5. Правой кнопкой мыши щелкните узел Ссылки в обозревателе решений, а затем выберите пункт Добавить ссылку. На вкладке .NET выберите сборку FSharp.Core версии 2.0.0.0, после чего нажмите кнопку ОК. Перестройте решение.

  3. Чтобы задать необходимые компоненты, дважды щелкните узел Свойства в проекте CSharpDriver. На вкладке Публикация нажмите кнопку Необходимые компоненты, после чего в диалоговом окне Необходимые компоненты установите флажок Среда выполнения Microsoft Visual F# для .NET 2.0. Обратите внимание на следующее.

    • Язык F# имеет пакет среды выполнения, отдельный от платформы .NET Framework.

    • Этот пакет среды выполнения должен быть явно добавлен в список необходимых компонентов при развертывании приложений, в которых используется F#.

    • Существует два пакета среды выполнения: версия 2.0 для платформ .NET Framework версии 2.0, 3.0 и 3.5, а также версия 4.0 для платформы .NET Framework 4.

  4. Разверните приложение C# с помощью ClickOnce. Щелкните правой кнопкой мыши проект CSharpDriver, а затем выберите команду Опубликовать. В мастере публикации нажмите кнопку Готово. Запустите получившееся приложение CSharpDriver. Обратите внимание на следующее.

    • Пакет среды выполнения Visual F# включается в состав приложения.

    • Запуск приложения приводит к установке пакета среды выполнения F#, после чего приложение успешно выполняется.

Следующие действия

Начать писать код на F# можно с прочтения статьи Пошаговое руководство. Создание первой программы на F# или знакомства с функциями F# в статье Функции как значения первого класса (F#). Изучить язык F# можно, прочитав Справочник по языку F#.

См. также

Другие ресурсы

Пошаговые руководства по Visual F#

Примеры и пошаговые руководства (F#)