F# 中的加法类型 (+)

Question

我刚刚了解到 OCAML 必须有一个 . 后缀才能进行浮点运算。一个例子是3. +. 4.，它等于7.（浮点数）。但是，F# 以相同的方式处理浮点和整数运算，因此 3 + 4 (int) 和 3. + 4. (float) 都有效。

F# 将 + 自然分配给 int，因此 let add a b = a + b 的类型为 int -> int -> int。确实(+) 给了我val it : (int -> int -> int) = <fun:it@6-1>。

这导致以下顺序，我认为这很违反直觉：

> 3. + 4.;;
val it : float = 7.0
> (+);;
val it : (int -> int -> int) = <fun:it@8-2>

所以我的问题是：“重载”是由编译器中的特殊机制/案例完成的，还是语言范围内的事情，所以我可以定义一个名为 add 的函数（或其他任何东西）对整数有一个定义，对浮点数（或任何其他类型）有一个定义。

Answer 1

简而言之，F# 具有通过 inline 关键字和“静态成员约束”的临时重载机制。内置数学运算符还有一些特殊的魔力，它神奇地假定类型 int 没有其他约束。 (+) 几乎是所有 F# 中最特别/最神奇的东西，所以它不能很好地介绍语言/类型系统。

一般来说，“重载”对于静态类型的类型推断语言来说是很困难的。 F#在这里的选择非常务实。 OCaml 做了一个不同的、简单的、实用的事情（没有重载）。 Haskell 做了一个不同的、复杂但优雅的事情（类型类）。它们在语言/库设计空间中都是合理的。

Answer 2

重载的函数（和运算符）必须在 F# 中标记为 inline。这是因为它们依赖于explicit member constraints。这些约束在编译时解决。函数let inline add a b = a + b 的类型为'a -> 'b -> 'c (requires member (+))，其中+ 是静态函数/运算符。你不能在 C# 中做到这一点；它没有静态成员约束。

let inline add a b = a + b
add 1 2 //works
add 1.0 2.0 //also works

Answer 3

除了布赖恩的回答和链接：

https://github.com/fsharp/fsharp/blob/master/src/fsharp/FSharp.Core/prim-types.fs

我在代码中找到了一些定义：

let inline (+) (x:int) (y:int) = (# "add" x y : int #)

和

let inline (+) (x: ^T) (y: ^U) : ^V = 
     AdditionDynamic<(^T),(^U),(^V)>  x y 
     when ^T : int32       and ^U : int32      = (# "add" x y : int32 #)
     when ^T : float       and ^U : float      = (# "add" x y : float #)
     when ^T : float32     and ^U : float32    = (# "add" x y : float32 #)
     ...

AdditionDynamic 在此处定义（大量静态内容和 CIL）： https://github.com/fsharp/fsharp/blob/master/src/fsharp/FSharp.Core/prim-types.fs#L2374

有趣的东西：

(# "add" 1 2 : int32 #)

有效，并给出 3 作为输出（带有警告说你不应该这样做。）