如何使数组协方差在 F# 中工作答案

【问题标题】：How to make Array Covariance work in F#如何使数组协方差在 F# 中工作
【发布时间】：2017-09-19 11:26:38
【问题描述】：

元素类型为引用类型的数组是协变的。 [...] 它被添加到 CLR 是因为 Java 需要它并且 CLR 设计者希望能够支持类似 Java 的语言。

CLR 支持数组协方差，但如何在 F# 中使用这个方便的功能？

type Foo () = class end
type Bar () = inherit Foo ()

// must have type Foo []
let foo : Foo [] = Array.create 1 (Bar ())
                                // ^^^^^^ must not cast to Foo
// must throw ArrayTypeMismatchException
foo.[0] <- Foo ()

在示例中，我想让 foo 在后台存储一个 Bar 数组，就像在 CLR 中实现的那样。

【问题讨论】：

为什么要这样做？通常，F# 故意避免了隐式类型转换的情况，数组协变就是其中之一。因此，虽然它在 C# 中可能是允许的，但在 F# 中故意困难（尽管并非不可能），并且您需要了解该语言的来龙去脉才能使用它。由于从您迄今为止提出的问题来看，您似乎对 F# 比较陌生，因此我的第一个建议是不要尝试使用数组协方差，而是找到其他解决方案（可能涉及有区别的联合）来您要解决的问题。
@rmunn 只要不是不可能，我想试试如何在F#中做数组协方差。

标签： c# .net f# functional-programming clr

【解决方案1】：

在 C# 允许类型之间隐式转换的许多地方，F# 需要显式转换。

F# 编译器甚至不允许从 Bar[] 直接转换为 Foo[]（类型 'Bar []' 没有任何适当的子类型，不能用作类型测试的源或运行时强制。），您需要先转换为object。

let foo =  Array.create 1 (Bar ()) :> obj :?> Foo[]

顺便说一句，我不会把数组协方差称为一个方便的特性，它导致的问题比它解决的要多。

【讨论】：

完全同意“它带来的问题多于解决的问题”。它导致的问题之一是您可以完全绕过 F# 的类型系统安全网，编译器将无法保护您免受某些类型的非常常见错误。何时使用数组协方差的规则有点像何时优化代码的规则。规则 1：“不要这样做。”规则 2：“不要这样做还”。当你知道什么时候适合打破这些规则时，你就会知道自己不会惹上麻烦。

【解决方案2】：

仅作记录，也许数组协方差有用的最值得注意的情况是当您有一个采用Foo[] 的函数并且您想使用Bar[] 参数调用它时。这是 F# 泛型所涵盖的内容，因为您可以使用 #Foo[] 语法编写适用于从给定类型继承的任何类型的函数：

type Foo () = class end
type Bar () = inherit Foo ()

let doFooThings (foos:Foo[]) = ()
let doFooThingsBetteer (foos:#Foo[]) = ()

let bars = [| Bar() |]

doFooThings bars         // error: The type 'Foo' does not match the type 'Bar'
doFooThingsBetteer bars  // no error!

【讨论】：

这是正确完成的数组协方差。 doFooThingsBetter 可以从foos 读取，使用来自Array 模块等的函数，但它不能修改数组。如果添加foos.[0] <- Foo()，编译器将忽略类型注释，函数类型将为Foo[] -> unit。没有ArrayTypeMismatch 例外。