为什么 OCaml 的 (+) 不是多态的？

Question

我是 OCaml 新手。我喜欢 OCaml 的速度，但我不完全理解它的设计。例如，我希望 + 运算符具有多态性以支持整数、浮点数等。

为什么我们需要+.？

Answer 1

我希望“+”运算符具有多态性以支持整数、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：

• 类型推断更简单且更可预测。
• 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：您始终确切地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去控制：+ 代表 int，+. 代表 float , +/ 表示任意精度有理数，+| 表示向量，+|| 表示矩阵和复数、低维向量和矩阵、齐次坐标等。

一些替代方案是：

• 标准 ML 中的封闭式临时多态性和相等类型 ：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。
• 与 F# 中一样开放临时多态性和相等类型：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。
• 类型类如 Haskell 中：富有表现力，但复杂且由于潜在的运行时解析而速度缓慢。
• C/C++ 中的隐式提升：简单，但会导致 等错误2.3/0 和 1/12*3.7。
• Lisp 的数字塔 中的动态类型：速度慢得难以预料。

Answer 2

除了比较运算符之外，OCaml 不支持多态运算符（数字或其他）。 + 与 +. 的对比消除了许多细微的错误，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。它还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了错误的假设。要求在数字类型之间进行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的时间来跟踪奇怪的错误，而不是花费额外的时间来显式地编写。

除了数字运算符的 . 版本之外，我不认为 OCaml 语法特别奇怪。它与以前的 ML 语言非常一致，为其添加的功能提供了适当且合理的语法扩展。如果您一开始觉得很奇怪，那可能只是表明您到目前为止只使用语法密切相关的语言进行编程。当您学习新语言时，您会发现有许多不同的方法来使用语言语法，这些方法具有不同的优点和缺点，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）不支持即席多态性。这是一个设计决定。与 SML 不同，OCaml 还决定不包含算术语法糖。

ML 系列中的某些语言在数字运算符中具有极其有限的临时多态性形式。例如，标准机器学习中的 (+) 具有默认类型 (int, int) -> int，但类型为 (float, float) -> float 如果其参数或返回类型已知为float。这些运算符在 SML 中很特殊，如果尚未内置，则无法定义它们。也不可能为其他值赋予此属性。 val add = (+) 的类型为 (int, int) -> int。这里的特殊性仅限于语言的语法，类型系统中不支持临时多态性。

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 || 和 && 是短路的（但会变长） -电路（如果将它们分配给中间值）

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");;