F# 结构元组与 BCL 元组类型

Question

在 F# 中，您可以如下定义 first 函数：

let first (x, y) = x

你可以这样称呼它：

first (1, 2)

您还可以根据 BCL Tuple 类型定义相同的函数：

let first (t:Tuple<_, _ >) = t.Item1

但是，你不能使用前面的语法调用它，否则你会得到以下错误：

error FS0001: The type ''c * 'd' is not compatible with the type 'Tuple<'a,'b>'

相反，您必须执行以下操作：

first (Tuple<_,_>(1, 2))

这很奇怪，因为编译后的 F# 代码似乎在任何一种情况下都使用Tuple 来表示其参数。那么为什么 F# 编译器告诉我类型不兼容呢？

为什么这很重要？好吧，基本上我想编写一个支持任意长度元组的重载方法。这对于 F# 的语法元组是不可能的，因为必须事先知道参数的确切数量。但是，使用 BCL Tuple 类型似乎是可能的，因为这些类型使用 TRest 技巧来允许任意长度的元组。不幸的是，如果我以这种方式编写重载，那么它们将无法与 F# 语法元组一起使用，这是最终目标。

所以我的问题是：为什么语法元组和 BCL 元组不兼容？此外，是否有任何编写函数和/或方法在 F# 中对任意长度元组进行操作的示例？

具体的应用程序处理我正在编写的基于类型推断的二进制解析库。您可以查看代码here。您可以看到我对元组的许多重载，但我不想将它们扩展到某个幻数。

Answer 1

我认为您对非常长的元组的观察部分回答了您的问题 - 在 F# 中，您可以拥有任意长度的元组，因此创建一个包含 9 个元素的元组是完全可以的：

let t = (1,1,1,1,1,1,1,1,1)

如果您使用 t.GetType() 查看运行时类型，那么它实际上会编译为嵌套的 .NET 元组 Tuple<int, int, int, int, int, int, int, Tuple<int, int>>。

我不确定这是否是明确的答案，但我认为它显示了问题的一部分——如果 F# 元组匹配 .NET 元组，那么它们要么必须限制为 8 个元素（以匹配 .NET元组类型），否则它们将是“泄漏”抽象，并且大型元组将（静默）匹配某些嵌套元组类型。

如果您需要一个可以处理任意数量元素的函数，那么接受参数作为列表而不是元组可能更有意义？或者您可以编写一个使用 F# 反射（在Microsoft.FSharp.Reflection 中）处理任意大小的元组的函数...但我发现这对解析器很有用，而其他方法可能没有那么好。

Answer 2

像往常一样 F# 规范来拯救：

6.3.2 元组表达式

expr1, ..., exprn 形式的表达式是一个元组表达式。例如：

let three = (1,2,"3")
let blastoff = (10,9,8,7,6,5,4,3,2,1,0)

对于新类型 ty1 ... tyn，表达式具有类型 (ty1 * ... * tyn)，并且使用初始类型 tyi 检查每个单独的表达式 ei。

元组类型和表达式被转换为一系列名为 System.Tuple 的 F# 库类型的应用程序。元组类型 ty1 * ... * tyn 翻译如下：

• 对于 n Tuple<ty1,...,tyn>。
• 对于较大的 n，元组类型是附加 F# 库类型 System.Tuple<_> 的应用程序的简写，如下所示：
• 对于 n = 8，详细形式为 Tuple<ty1,...,ty7,Tuple<ty8>>。
• 对于 9 Tuple<ty1,...,ty7,tyB>，其中 tyB 是类型 (ty8 ... tyn) 的转换形式。

元组表达式（expr1,...,exprn）翻译如下：

• 对于 n new Tuple<ty1,…,tyn>(expr1,...,exprn)。
• 对于 n = 8，详细形式为 new Tuple<ty1,…,ty7,Tuple<ty8>>(expr1,...,expr7, new Tuple<ty8>(expr8)。
• 对于 9 new Tuple<ty1,...ty7,ty8n>(expr1,..., expr7, new ty8n(e8n) 其中 ty8n 是类型 (ty8*...* tyn) 而 expr8n 是表达式的详细形式 expr8,..., exprn.

当被视为静态类型时，元组类型与其编码形式不同。但是，元组值和类型的编码形式在 F# 类型系统中通过运行时类型可见。例如，typeof 等价于 typeof<System.Tuple<int,int>>，并且 (1,2) 具有运行时类型 System.Tuple<int,int>。同样，(1,2,3,4,5,6,7,8,9) 的运行时类型为 Tuple<int,int,int,int,int,int,int,Tuple<int,int>>。

注意：在 .NET 4.0 F# 中将元组添加到 BCL 之前，使用 FSharp.Core dll 中定义的 System.Tuple 类型

我想你处理具有任意大小的元组的唯一方法是使用Microsoft.FSharp.Reflection.FSharpType\FSharpValue中的函数进行构造和解构