为什么在 Ocaml 中使用模块类型？答案

【问题标题】：why use module type in Ocaml?为什么在 Ocaml 中使用模块类型？
【发布时间】：2018-06-03 20:34:36
【问题描述】：

我对 Ocaml 中的模块类型感到困惑。

我想知道在什么情况下我们应该使用模块类型？

我通常使用 .mli 中的模块 sig 来暴露一些细节，然后把 .ml中对应的实现模块struct。

例如：

.mli

module A:
 sig
   type t = T of string
 end

.ml

module A =
 struct
   type t = T of string
 end

因此，我认为 Ocaml 的模块类似于 C 中的 .h 和 .c 文件。

我知道模块类型可以声明一个接口，但是这个接口不和Java的接口一样。

就像书中的一个例子：

open Core.Std

 module type ID = sig
  type t
   val of_string : string -> t
  val to_string : t -> string
 end

  module String_id = struct
   type t = string
    let of_string x = x
    let to_string x = x
  end

  module Username : ID = String_id
  module Hostname : ID = String_id

  type session_info = { user: Username.t;
                  host: Hostname.t;
                  when_started: Time.t;
                }

  let sessions_have_same_user s1 s2 =
       s1.user = s2.host

上述代码有一个错误：它将一个会话中的用户名与另一个会话中的主机进行比较，而这两种情况下都应该比较用户名。

模块类型似乎无法为其实现提供新的通用超类型。

模块类型的真正应用是什么？

【问题讨论】：

标签： types functional-programming ocaml

【解决方案1】：

这里，模块类型用于隐藏类型t给模块的用户。

当使用Username.t 或Hostname.t 时，不能依赖这些类型是字符串、整数或任何特定类型。模块类型使它们不透明，就好像它们不是模块接口的一部分，而只是一个实现细节，模块编写者将来会改变它。

基本上，模块的用户只能通过模块函数作用于类型t。

编译器检查用户代码不会对这些类型 t 的实际情况做出任何假设，以便将来模块编写者可以在不破坏用户代码的情况下更改它们。

【讨论】：

我假设，如果我的目的是隐藏一些细节，模块 sig 就足够了。
Username.t 和 Hostname.t 的共同超类型是什么？我假设 Ocaml 不能匹配模块类型。
@qc1iu 没有通用的超类型。毕竟，其中一个可能是string，另一个可能是int。作为模块的用户，您无法看到确切的类型是什么，您只能利用模块提供的功能来处理该（抽象）类型。

【解决方案2】：

如前所述，这里使用模块类型来实现t 类型的更抽象的视觉。当您将Username 和Hostname 定义为两个单独的模块时，这意味着它们在逻辑上必须不同，并且此模块的签名是使用它们的唯一可能方式。

但你说错了：

模块类型似乎无法为它的实现。

其实你可以明确Username.t和Hostname.t是同一种类型。

module Username = (String_id : ID with type t = String_id.t)
module Hostname = (String_id : ID with type t = String_id.t)

Username.to_string (Hostname.of_string "hi")

这里没用，但有时真的很有帮助。

【讨论】：

【解决方案3】：

module types 与functors 密切相关。阅读the module system章节。

函子的参数有一些模块类型，它的结果也有。

函子被大量使用，大多数标准容器（例如Set-s 或Map-s）都是函子。

如果您开发通用容器，您肯定会需要仿函数和模块类型。

（所以函子和模块类型在 Ocaml 中的用处与在 C++ 中的模板一样有用）

【讨论】：