polymorphism - 为什么 OCaml 的 (+) 不是多态的？

Question

我是 OCaml 新手。我喜欢 OCaml 的速度，但我并不完全理解它的设计。例如，我希望+运算符是多态的，以支持整数、浮点数等。

为什么我们需要+.？

Answer 1

我希望“+”运算符是多态的，以支持整数、浮点数等。为什么我们需要'+.'？

很好的问题。这里涉及许多微妙的权衡。

不重载运算符（如在 OCaml 中）的优点是：

• 类型推断更简单，更可预测。
• 代码更具可组合性：将代码从一个地方移动到另一个地方不会影响其含义。
• 可预测的性能：您始终确切知道正在调用哪个函数。

缺点是：

• 不同运算符的数量很快就会失控：+for int、+.for float、+/任意精度有理数、+|向量、+||矩阵和复数、低维向量和矩阵、齐次坐标等。

一些替代方案是：

• 标准 ML 中的封闭即席多态和相等类型：稍微复杂的类型推断，代码不再可组合，但对于固定数量的预定义类型来说是一个很好的解决方案。
• 在 F# 中开放 ad-hoc 多态和相等类型：与 SML 相同，但也可以应用于用户定义的类型。富有表现力、快速且无错误，但重载仅限于某些运算符，并且禁止运行时解析。
• Haskell 中的类型类：由于潜在的运行时分辨率，富有表现力但复杂且速度慢得无法预测。
• C/C++ 中的隐式提升：简单但会导致类似2.3/0和的错误1/12*3.7。
• Lisp数字塔中的动态类型：出乎意料的慢。

Answer 2

OCaml 不支持除比较运算符之外的多态运算符（数字或其他）。+vs消除了许多微妙的错误，这些+.错误可能会在来回转换不同大小的整数、浮点数和其他数字类型时出现。这也意味着编译器始终准确地知道正在使用哪种数字类型，从而更容易识别程序员何时对始终具有整数值的数字做出错误假设。要求数字类型之间的显式转换可能看起来很尴尬，但从长远来看，它可能会为您节省更多时间来跟踪奇怪的错误，而不是您必须花费更多时间来编写额外的显式时间。

除了.数字运算符的版本之外，我不认为 OCaml 语法特别奇怪。它非常符合以前的 ML 语言，并为其添加的功能提供了适当且合理的语法扩展。如果你一开始觉得很奇怪，那可能只是表明你到目前为止只使用语法密切相关的语言进行编程。当你学习新的语言时，你会发现有许多不同的方法可以让语言语法具有不同的好处和坏处，但其中很多只是某人决定的任意约定。

Answer 3

基本上，SML 和 OCaml 的类型系统（忽略对象系统和模块）不支持 ad hoc 多态性。这是一个设计决定。与 SML 不同，OCaml 还决定不将语法糖用于算术。

ML 系列中的某些语言在数值运算符中具有极其有限的特殊多态性形式。例如，(+)在标准 ML 中，默认类型为(int, int) -> int，但(float, float) -> float如果其参数或返回类型已知为，则具有类型float。这些运算符在 SML 中是特殊的，如果尚未内置，则无法定义它们。也不可能赋予其他值具有此属性。val add = (+)会有类型(int, int) -> int。这里的特殊性仅限于语言的语法，不支持类型系统中的临时多态性。

OCaml 有一些具有特殊语义的运算符（但数字运算符不在其中），例如||，&&它们是短路的（但如果将它们分配给中间值，则会变成长电路）

let long_circuit_or = (||);;
let print_true x = print_string x; true;;
(* just prints "4" *)
print_true "4" || print_true "5";;
(* prints "45" *)
long_circuit_or (print_true "4") (print_true "5");;