F# printf 编译器魔法答案

【问题标题】：F# printf compiler magicF# printf 编译器魔法
【发布时间】：2013-06-14 13:08:58
【问题描述】：

在 F# 中，编译器显然做了一些魔法来完成这项工作：

printfn "%i %i" 6 7 ;; // good
printfn "%i %i" 6 7 8;; // error

它是如何做到的？有什么方法可以从语言中实现类似的行为？

【问题讨论】：

标签： .net compiler-construction f#

【解决方案1】：

遗憾的是，这一点“魔法”（正如您所说的那样）被硬编码到 F# 编译器中。您可以扩展编译器，但结果将是非标准 F#。

这是处理该问题的特定代码（它不太可读，但 F# 编译器就是这样编写的）：

and TcConstStringExpr cenv overallTy env m tpenv s  =

    if (AddCxTypeEqualsTypeUndoIfFailed env.DisplayEnv cenv.css m overallTy cenv.g.string_ty) then 
      mkString cenv.g m s,tpenv
    else 
      let aty = NewInferenceType ()
      let bty = NewInferenceType ()
      let cty = NewInferenceType ()
      let dty = NewInferenceType ()
      let ety = NewInferenceType ()
      let ty' = mkPrintfFormatTy cenv.g aty bty cty dty ety
      if (not (isObjTy cenv.g overallTy) && AddCxTypeMustSubsumeTypeUndoIfFailed env.DisplayEnv cenv.css m overallTy ty') then 
        // Parse the format string to work out the phantom types 
        let aty',ety' = (try Formats.ParseFormatString m cenv.g s bty cty dty with Failure s -> error (Error(FSComp.SR.tcUnableToParseFormatString(s),m)))
        UnifyTypes cenv env m aty aty';
        UnifyTypes cenv env m ety ety';
        mkCallNewFormat cenv.g m aty bty cty dty ety (mkString cenv.g m s),tpenv
      else 
        UnifyTypes cenv env m overallTy cenv.g.string_ty;
        mkString cenv.g m s,tpenv

这是同样的代码，它也支持数字字符串（即printfn "%i %i" ("4" + 2) "5" 将类型检查并打印6 5）：

and TcConstStringExpr cenv overallTy env m tpenv s  =

    if (AddCxTypeEqualsTypeUndoIfFailed env.DisplayEnv cenv.css m overallTy cenv.g.string_ty) then 
      mkString cenv.g m s,tpenv
    elif (AddCxTypeEqualsTypeUndoIfFailed env.DisplayEnv cenv.css m overallTy cenv.g.int_ty) then 
      mkInt cenv.g m (System.Int32.Parse s),tpenv
    elif (AddCxTypeEqualsTypeUndoIfFailed env.DisplayEnv cenv.css m overallTy cenv.g.int32_ty) then 
      mkInt32 cenv.g m (System.Int32.Parse s),tpenv
    else 
      let aty = NewInferenceType ()
      let bty = NewInferenceType ()
      let cty = NewInferenceType ()
      let dty = NewInferenceType ()
      let ety = NewInferenceType ()
      let ty' = mkPrintfFormatTy cenv.g aty bty cty dty ety
      if (not (isObjTy cenv.g overallTy) && AddCxTypeMustSubsumeTypeUndoIfFailed env.DisplayEnv cenv.css m overallTy ty') then 
        // Parse the format string to work out the phantom types 
        let aty',ety' = (try Formats.ParseFormatString m cenv.g s bty cty dty with Failure s -> error (Error(FSComp.SR.tcUnableToParseFormatString(s),m)))
        UnifyTypes cenv env m aty aty';
        UnifyTypes cenv env m ety ety';
        mkCallNewFormat cenv.g m aty bty cty dty ety (mkString cenv.g m s),tpenv
      else 
        UnifyTypes cenv env m overallTy cenv.g.string_ty;
        mkString cenv.g m s,tpenv

P.S.：我很久以前写过这个，所以我不记得为什么有mkInt和mkInt32。这可能是必要的，也可能不是 - 但我确实记得这段代码有效。

【讨论】：

你能给个链接吗？
@AK_ 原文出处：github.com/fsharp/fsharp/blob/master/src/fsharp/tc.fs#L6116
@AK_ stackoverflow.com/questions/88302/macro-support-in-f 。不是真的，但如果我们已经打开 F# 编译器：ramon.org.il/wp/2011/12/text-based-macro-system-for-f

【解决方案2】：

神奇之处在于从字符串文字到类型PrintfFormat<_,_,_,_> 的隐式转换。例如，printf 接受 TextWriterFormat<'a> 类型的参数，它实际上只是 PrintfFormat<'a,System.IO.TextWriter,unit,unit> 的别名。

这种隐式转换的魔力无法在语言中轻松模拟，但 printf 系列函数并没有什么特别之处 - 您可以编写自己的函数，接受 PrintfFormat<_,_,_,_> 类型的参数并将它们与字符串文字没有任何问题。

虽然无法扩展字符串的隐式转换，但一种替代方法是使用类型提供程序。编写一个类型提供程序会很容易，这样

PrintfTypeProvider<"%i %i">.Apply

例如，返回一个int -> int -> string 类型的值，但如果您愿意，您也可以以相当任意的方式扩展逻辑。

【讨论】：

【解决方案3】：

如果您只想在不输出字符串的情况下对字符串进行此行为，那么sprintf 是一个类似的函数，它返回字符串而不是将其打印出来。因此，您可以拥有返回经过类型检查格式化的字符串的函数。

【讨论】：