为什么 F# 无法像 C# 那样推断类型

Question

从the book by Tomas Petricek 开始，以下代码不起作用，因为编译器无法推断dt 参数的类型：

> Option.map (fun dt -> dt.Year) (Some(DateTime.Now));;
error FS0072: Lookup on object of indeterminate type.

如果我们明确指定类型，一切正常：

> Option.map (fun (dt:DateTime) -> dt.Year) (Some(DateTime.Now));;
val it : int option = Some(2008)

或者我们可以使用流水线操作符来“帮助”编译器推断类型：

> Some(DateTime.Now) |> Option.map (fun dt -> dt.Year);;
val it : int option = Some(2008)

问题是为什么 F# 编译器不能推断出dt 参数的类型？在这种特殊情况下，推断dt 的类型看起来很容易。

其背后的逻辑可以是：

1. Option.map 的签名是map : ('T -> 'U) -> 'T option -> 'U option
2. 最后一个参数的类型是DateTime option
3. 所以我们的map 用法看起来像map : ('T -> 'U) -> 'DateTime option -> 'U option
4. 然后编译器可以尝试将DateTime 替换为'T 以查看它是否正确，所以我们有(DateTime -> 'U) -> 'DateTime option -> 'U option
5. 然后它可以通过查看 lambda 函数的主体来推断 'U 类型，因此 'U 变为 int
6. 我们终于有了(DateTime -> int) -> 'DateTime option -> 'int option

那么为什么 F# 不能进行这种推断呢？ Tomas 在他的书中提到 F# 通过从第一个参数到最后一个参数来推断类型，这就是为什么参数的顺序很重要。这就是为什么 F# 无法推断第一个示例中的类型的原因。但是为什么 F# 不能像 C# 那样表现，即尝试从已知的内容开始逐步推断类型？

在大多数情况下，当谈到类型推断时，F# 的功能要强大得多……这不是我有点困惑的原因。

Answer 1

那么为什么 F# 不能进行这种推理呢？

F# 可以像 OCaml 那样做到这一点。这种更复杂的推理的缺点是错误消息的混淆。 OCaml 告诉我们，结果产生了如此难以理解的错误，以至于在实践中，您总是求助于注释类型以防止编译器被引导到类型推理花园路径。因此，几乎没有动力在 F# 中实现这一点，因为 OCaml 已经表明它不是很实用。

例如，如果您在 OCaml 中执行此操作但拼写错误的方法名称，那么您将在稍后的代码中收到一条巨大的错误消息，其中两个推断的类类型不匹配，您将不得不通过它来寻找差异，然后搜索您的代码以找到错误的实际位置。

IMO，Haskell 的类型类也存在等效的实际问题。

Answer 2

F# 可以做 C# 的类型推断可以做的所有事情……甚至更多。 AFAIK，C# 类型推断的范围是根据赋值的右侧自动键入变量。

var x = new Dictionary<string, int>();

等效的 F# 将是：

let x = Dictionary()

或

let x = Dictionary<_,_>()

或

let x = Dictionary<string,_>()

或

let x = Dictionary<string,int>()

您可以根据需要提供尽可能多或尽可能少的类型信息，但您几乎不会声明x 的类型。因此，即使在这种简单的情况下，F# 的类型推断显然要强大得多。 Hindley-Milner type inference 键入整个程序，统一所有涉及的表达式。据我所知，C# 类型推断仅限于单个表达式，即赋值。