是否有一种梦想语言能够融合动态类型和强类型的优点？

Question

我有兴趣学习一种在内部将对象作为哈希表（如 JavaScript）处理的语言，但可以用强类型包装它们，以在设计时提供代码完成/智能感知的好处。 这就是我希望这个梦想语言如何工作的方式：

public class Lion
{
  public void Roar() { Console.WriteLine("Aaarrgghh");}
} 

public static Main(string[] args)
{
  object myCat = new object(); // just plain object, no type!
  // adding a Roar() method to the myCat instance 
  myCat.Roar += delegate() {Console.WriteLine("Miauew");}
  // At this point myCat should qualify to be a Lion.
  // So we should be able to successfully duck-type-cast 
  // her to a lion
  Lion myLion = myCat as Lion;
  // now the myLion reference is strongly typed, 
  // so I expect the Intellisense window pop up 
  // and offer me the Roar() method when I hit the dot after "myLion"
  myLion.Roar();
}

我希望这个程序编译没有错误，运行没有异常并打印 控制台上的“Miauew”。 有没有一种语言可以做到这一点？ 也许是 C#4.0？

Answer 1

也许是 C# 4.0 中新的动态类型。
看看这个：http://blogs.msdn。 com/cburrows/archive/2008/10/27/c-dynamic.aspx

Answer 2

相反，这取决于您让 Lion 类型实现非虚拟方法的意图。

扩展类型（给定类型的对象集是那些具有该类型属性的对象，这接近于鸭子类型的静态等效项）要求对象的结构隐含其类型，但是您的 Lion type 没有结构 - 它只表示任何狮子都具有特定的 Roar 方法。 因此，对于你的例子，我看不出有什么方法可以让你的猫变成狮子，因为它不具有你所说的狮子所具有的唯一结构特性。

另一方面，如果您打算说您所说的任何狮子都可能有自己的 Roar 方法或将使用 Lion 中的方法，那么它并没有说明狮子对象的类型，并且 AFAIK 您可以获得与对象上的扩展方法具有相同的行为（尽管我对 C# 的了解不够，无法知道 self 方法是否覆盖 C# 中的扩展方法）。

在动态 IDE 中，在 IDE 可以计算出 myCat 具有 Roar 属性之前，您没有必要强制转换为 Lion - 该信息是静态可推导的。

在具有动态构造类型的语言（例如 JavaScript）中，IDE 支持很难的原因是您可以这样做：

let myCat = {}

if ( locale.name == 'en' )
    myCat.roar = function () { alert ( "Miauew" ); }
else
    mCat[ resources.getString( 'roar' ) ] = 
        function () { alert ( resources.getString ( 'Miauew' ) ); }


// the structure of the type of myCat depends what locale the code
// is running in, so you can't deduce the Intellisense
myCat.

这种情况当然意味着您无法预测代码是否会工作，而无需进行更深入的分析（例如，检查你的法国猫是否总是被要求用法语咆哮）。

如果 Intellisense 无法推断出其结构可静态推断的对象的结构，那么这就是 Intellisense 的弱点，而不是动态类型的弱点。

您认为在您的示例中强类型有什么好处？

Answer 3

每次我尝试策划此类事情时，问题都是演员阵容。 当然，您可以只相信程序员的话，但这结合了两种打字系统最糟糕的功能。 也许强制转换可以在运行时检查对象是否实现了 Lion 接口，但这基本上是不可能的。 在这种情况下，它看起来似乎是合理的，因为您所需要的只是 void (*)() 函数的存在。 但一般来说，如果 Lion 有一个 getHabitat 方法，该方法返回一个应该属于另一个接口的对象，该怎么办？ 强类型语言需要能够确定它确实如此，但是如果没有实际调用该方法，您通常无法判断非类型代码是否返回栖息地，因此在强类型术语中您无法工作看看它是否是狮子。

因此，我从未解决过这样的问题：当混合弱类型和强类型的代码部分时，最终会得到强类型代码，该代码随时可能调用方法并返回未实现接口的对象应该如此。 这不是强类型，而是带有误导性代码注释的动态类型。

Answer 4

这是一个有趣的想法，并且之前已经被探索过。 在向您表达我的看法后，我将链接到一些研究和现有的工作。 我将讨论脚本语言和静态命令式语言，因为我认为这就是您正在谈论的内容。

根本问题是类型在静态和动态类型系统中的含义不同。 在动态系统中，类型是值的属性，当值被传递时，类型也是如此。 在静态系统中，您可以限制变量（等）可以保存的值的类型。 到目前为止，一切都很好。

动态语言中的静态类型

当您查看脚本语言中如何使用对象时，就会出现问题 - 它们都是鸭子类型的。 这意味着类型的名称（标称类型）没有用。 所有现代命令式语言（Java、C#、C++、C）都使用名义类型系统。 因此，在 C++ 中，您可能会说您期望一个 Duck，但在 Python 中，您确实想要一个 quack() 的东西。

因此，请考虑将静态类型添加到鸭子类型语言中。 由于函数会将参数传递给 quack()，但它不能说它期望 Duck，因此将两者结合起来很困难。 您可以定义一个名为 quacks 的接口，它可以 quack()，并将其用作类型。 但这确实有点冗长，这消除了动态类型的好处。 但也许，可能有一些类似的东西（某种结构类型系统）可以做吧。

另一种选择是只要求程序员指定 Duck，无论如何，该死的鸭子类型业务 - 没有人真正使用它，不是吗？ 但如果你只是用 Python 编写 Java，作为曾经尝试过的人，让我告诉你，这会适得其反。

静态语言中的动态类型

所以让我们以另一种方式来看待它。 C# 将如何从 dynamic 关键字中受益？ 简单的答案是不会。 老实说，我在 C# 的 dynamic 中看不到从 Python 获得的任何美丽和自由。 现在，我对它的唯一了解来自 Jon Skeet 的演讲，但我得到的压倒性印象是它冗长且不优雅。 我认为这不是 C# 人员的实现错误。 我认为这是因为 Python 中动态类型解决的问题已经在 C# 中解决了（尽管很冗长），而 dynamic 却没有带来任何好处。

研究静态/动态的东西

查阅Jeremy Siek 的渐进式打字的东西，它是关于最先进的静态的/那里的动态研究。 不过读起来有点困难，我自己也只是粗略地看了一下，所以无法总结。 不过，单独浏览一下他的相关工作还是很有趣的， STOP 会议 可能会有好东西。

Answer 5

与您的示例关系不大，但 Scala 的 隐式转换 是一种经过深思熟虑（尽管有时很难遵循）的机制，以完全受控、静态检查的方式扩展类的功能。

另外，还有结构类型，它可以有时可以以类型安全的方式替代鸭子类型。