F# 编译器如何/何时预读类型推断？

Question

如果我创建下面的添加功能

let add x y =
    x + y

然后单独运行下面的行，我会得到一个错误，因为 F# 默认情况下假设 x 和 y 应该是整数。

add 5.4 3.2

也就是说，如果我一起运行它们， add 工作得很好，因为它现在将其视为一个获取两个浮点数的函数（这意味着编译器会提前进行类型推断）。

这就引出了一个问题，为什么相同的前瞻过程不允许 F# 知道 toHackerTalk 正在接收字符串？即使我一起运行以下几行，它也会给我一个错误，因为短语的类型是不确定的。

let toHackerTalk phrase =
    phrase.Replace('t', '7').Replace('o', '0')

toHackerTalk "this be strange"

Answer 1

我认为这就是简单的看法。 在第一种情况下，编译器知道

+

（它在 F# 核心中定义），并且如果它随后看到

int

，它只是选择默认类型

float

（可能在规范中的某处定义）用法，选择不同版本的

+

。

另一方面，编译器没有足够的信息来选择具有

Replace

成员的类型，因此无法编译该函数

Answer 2

规范在第 5.2.3 节中提到了这种行为：

使用重载运算符不会产生通用代码，除非定义被标记为内联。例如，函数

   let f x = x + x

导致函数 f 只能用于添加一种类型的值，例如 int 或 float。具体类型由后面的约束决定。

一般来说，每当编译器推断出由于某种原因而不能真正通用的“通用”定义时，就会出现此问题。 在使用像

(+)

这样的运算符的情况下，存在一个静态成员约束，它会阻止

add

成为泛型，除非它也被声明为

inline

。

出现此类限制的另一种情况是：

let d = System.Collections.Generic.Dictionary()

d.[0] <- "test"

如果您一起评估这些行，

d

将是

Dictionary<int,string>

，但如果您单独评估它们，则在评估第二行时会出现错误，因为

d

将被推断为

Dictionary<obj,obj>

。 根据其定义，

d

可以是任何

Dictionary<'a,'b>

和

'a

的

'b

，但它不是通用定义，因为不存在通用值（嗯，几乎；参见

[<GeneralizableValue>] 的使用） 

例外）。

Answer 3

根据很久以前对规范的阅读，我的理解是，编译器实际上并不向前看，而是在运行过程中创建类型变量，识别每个变量的约束，然后将实际类型分配给阅读完所有内容后的变量。 因此，在第二种情况下，当它读取 add 定义时，它会为参数创建类型变量

'a

和

'b

。 然后调用

add 5.4 3.2

，将

'a

和

'b

限制为

float

。

当您单独编译

let add x y = x + y

时，没有其他任何东西可以约束类型，因此编译器会选择

int

。

由于类型约束是在阅读整个编译单元后解决的，因此人们可能会说“总是”来回答您的问题。 您质疑的行为仅出现在 F# 交互式中，其中编译单元较小。 编译是分批完成的，而不是一次性完成。

Answer 4

在

add

的情况下，编译器会将参数类型默认为

int

。如果您改为编写

let inline add x y = x + y

，那么编译器将自动将

x

和

y

的类型概括为实现

+

运算符的类型。这是静态解析类型参数的示例。将

add

的参数类型默认为

int

时，F# 将在当前范围内查找。

在

str.Replace

的情况下，方法

Replace

是字符串上的实例方法。因此，编译器必须知道

str

的类型才能对其实例方法做出任何确定。或者，在上面的示例中，

+

是一个静态函数 - 编译器预先知道涉及的类型和约束。有关 F# 类型推断的更多信息，请查看此处。