为什么 F# 的类型推断如此善变？

Question

F# 编译器似乎以（相当）严格的从上到下、从左到右的方式执行类型推断。这意味着您必须做一些事情，例如在使用之前放置所有定义，文件编译的顺序很重要，并且您往往需要重新排列东西（通过|> 或您有什么）以避免显式类型注释。

要使其更灵活有多难，是否计划在 F# 的未来版本中实现这一点？显然这是可以做到的，因为 Haskell（例如）在同样强大的推理上没有这样的限制。导致这种情况的 F# 的设计或意识形态有什么本质上的不同吗？

Answer 1

F# 使用一次性编译，这样 您只能引用类型或 已定义的函数 在你之前的文件中 当前在或出现在一个文件中 在前面指定 编译顺序。

我最近问过 Don Syme 关于制作 多个源通行证，以提高 类型推断过程。他的回答是 “是的，可以进行多通道 类型推断。还有 产生一个单程变化 有限的约束集。

然而，这些方法往往会给 糟糕的错误信息和糟糕的 智能感知导致视觉 编辑。”

http://www.markhneedham.com/blog/2009/05/02/f-stuff-i-get-confused-about/#comment-16153

Answer 2

我认为 F# 使用的算法的好处是它很容易（至少粗略地）解释它是如何工作的，所以一旦你理解了它，你就可以对结果有一些期望。

算法总会有一些限制。目前，很容易理解它们。对于更复杂的算法，这可能很困难。例如，我认为您可能会遇到您认为算法应该能够推断出某些东西的情况——但如果它足够通用以涵盖这种情况，那么它将是不可判定的（例如可以永远循环）。

对此的另一个想法是，从上到下检查代码对应于我们阅读代码的方式（至少有时是这样）。所以，也许我们倾向于以支持类型推断的方式编写代码这一事实也使代码对人们更具可读性......

Answer 3

关于“Haskell 的同样强大的推理”，我认为 Haskell 不必处理

• OO 风格的动态子类型（类型类可以做一些类似的事情，但类型类更容易键入/推断）
• 方法重载（类型类可以做一些类似的事情，但类型类更容易键入/推断）

也就是说，我认为 F# 必须处理一些 Haskell 没有的困难的东西。 （几乎可以肯定，Haskell 必须处理一些 F# 无法处理的难题。）

正如其他答案所提到的，大多数主要的 .NET 语言都将 Visual Studio 工具作为主要的语言设计影响（参见例如 LINQ 如何具有“从...选择”而不是 SQL-y“选择”。 .. from”，动机是从程序前缀中获取智能感知）。 Intellisense、错误曲线和错误消息可理解性都是影响 F# 设计的工具因素。

很有可能做得更好并推断出更多（不牺牲其他经验），但我认为这不是我们未来版本语言的重中之重。 （Haskellers 可能认为 F# 类型推断有些弱，但他们可能会被认为 F# 类型推断非常强大的 C#ers 超过。:)）

以不间断的方式扩展类型推断也可能很困难；在未来的版本中将非法程序更改为合法程序是可以的，但您必须非常小心以确保以前合法的程序不会在新的推理规则下改变语义，并且名称解析（每种语言都可能是一场可怕的噩梦）以令人惊讶的方式与类型推断变化进行交互。

Answer 4

导致这种情况的 F# 的设计或意识形态有什么本质上的不同吗？

是的。 F# 使用名义类型而不是结构类型，因为它更简单，因此对于普通人来说更容易使用。

考虑这个 F# 示例：

let lengths (xss: _ [] []) = Array.map (fun xs -> xs.Length) xss

let lengths (xss: _ [] []) = xss |> Array.map (fun xs -> xs.Length)

前者无法编译，因为无法推断匿名函数内部的xs 的类型，因为F# 无法表达类型“带有Length 成员的某个类”。

相比之下，OCaml 可以表示直接等价：

let lengths xss = Array.map (fun xs -> xs#length) xss

因为 OCaml 可以表达那种类型（写成<length: 'a ..>）。请注意，这需要比 F# 或 Haskell 当前拥有的更强大的类型推断，例如OCaml 可以推断 sum 类型。

但是，已知此功能存在可用性问题。例如，如果你在代码的其他地方搞砸了，那么编译器还没有推断出xs 的类型应该是一个数组，所以它可以给出的任何错误消息都只能提供诸如“带有 Length 成员的某些类型”之类的信息" 而不是 "数组"。只需稍微复杂一点的代码，这很快就会失控，因为您有大量类型，其中有许多结构上推断的成员并不完全统一，从而导致难以理解的（C++/STL 类）错误消息。

Answer 5

简短的回答是，F# 是基于 SML 和 OCaml 的传统，而 Haskell 来自 Miranda、Gofer 等稍微不同的世界。历史传统的差异是微妙的，但无处不在。这种区别在其他现代语言中也有相似之处，例如具有相同排序限制的类似 ML 的 Coq 与没有相同排序限制的类似 Haskell 的 Agda。

这种差异与惰性与严格评估有关。宇宙的 Haskell 方面相信懒惰，一旦你已经相信懒惰，在类型推断之类的东西中添加懒惰的想法是不费吹灰之力的。而在 ML 方面，只要需要惰性或相互递归，就必须通过使用诸如 with、and、rec 之类的关键字来明确指出em> 等。我更喜欢 Haskell 方法，因为它可以减少样板代码，但也有很多人认为将这些内容明确化会更好。