我想详细解释这个问题。在许多具有强类型系统的语言(如 Felix、Ocaml、Haskell)中,您可以通过组合类型构造函数来定义多态列表。这是 Felix 的定义:
typedef list[T] = 1 + T * list[T];
typedef list[T] = (1 + T * self) as self;
在 Ocaml 中:
type 'a list = Empty | Cons ('a, 'a list)
在 C 中,这是递归的,但既不是多态的也不是组合的:
struct int_list { int elt; struct int_list *next; };
在 C++ 中,如果 C++ 支持类型递归,它会这样做:
struct unit {};
template<typename T>
using list<T> = variant< unit, tuple<T, list<T>> >;
给出了元组(又名对)和变体(但不是 Boost 中使用的损坏的)的合适定义。或者:
using list<T> = variant< unit, tuple<T, &list<T>> >;
考虑到变体的定义略有不同,可能是可以接受的。甚至不可能在 C++ < C++11 中编写它,因为没有模板类型定义,就无法获得多态性,并且没有类型定义的合理语法,就无法获得范围内的目标类型。上面的 using 语法解决了这两个问题,但这并不意味着允许递归。
特别是请注意,允许递归对 ABI 有重大影响,即名称修改(除非名称修改方案允许表示固定点,否则无法完成)。
我的问题:需要在 C++11 中工作吗?[假设扩展不会导致无限大的结构]
编辑:为了清楚起见,要求是一般结构类型。模板正好提供,例如
pair<int, double>
pair<int, pair <long, double> >
是匿名(结构上)类型的,并且 pair 显然是多态的。然而,不能说明 C++ < C++11 中的递归,甚至不能用指针说明。在 C++11 中,您可以声明递归,尽管使用模板 typedef(使用新的 using 语法,= 符号的 LHS 上的表达式在 RHS 的范围内)。
具有多态性和递归的结构(匿名)类型是类型系统的最低要求。
任何现代类型系统都必须支持多项式类型函子,否则类型系统太笨拙而无法进行任何高级编程。为此所需的组合子通常由类型理论家陈述,例如:
1 | * | + | fix
其中 1 是单元类型,* 是元组形式,+ 是变体形式,fix 是递归。这个想法很简单:
如果 t 是一个类型并且 u 是一个类型,那么 t + u 和 t * u 也是类型
在 C++ 中,struct unit{} 是 1,tuple 是 *,variant 是 +,并且可以使用 using = 语法获得固定点。这不是完全匿名的输入,因为固定点需要模板 typedef。
编辑:只是C中多态类型构造函数的一个例子:
T* // pointer formation
T (*)(U) // one argument function type
T[2] // array
不幸的是,在 C 中,函数值不是组合的,指针的形成受左值约束,类型组合的语法规则本身也不是组合的,但在这里我们可以说:
if T is a type T* is a type
if T and U are types, T (*)(U) is a type
if T is a type T[2] is a type
所以这些类型构造器(组合器)可以递归地应用来获得新类型,而不必创建新的中间类型。在 C++ 中,我们可以轻松解决语法问题:
template<typename T> using ptr<T> = T*;
template<typename T, typename U> using fun<T,U> = T (*)(U);
template<typename T> using arr2<T> = T[2];
所以现在你可以写:
arr2<fun<double, ptr<int>>>
语法是组合的,打字也是。