参数值（而不是类型）的多态性？

Question

是否有一种编程语言（可能是一个概念或研究论文），它允许 函数/方法参数值的多态性？有点：

function factorial(int value > 0){ /* code here */}
function factorial(int value == 0){ /* code here */}
function factorial(int value < 0){ /* code here */}

而且，这种多态性的官方名称（如果有的话）是什么？

Answer 1

我猜您正在寻找的是模式匹配和/或守卫。例如，Erlang 允许这样做：

foo(X) when X > 0  -> bar(X);
foo(X) when X == 0 -> baz(X);
foo(X)             -> X.

foo("bar", X) -> bar(X);
foo(42, X)    -> baz(X);
foo(_, X)     -> X.

前者演示了防护的使用，后者是一个简单的模式匹配，其中第一个参数是 "bar"、42 或其他任何内容。这两种技术都可以在许多函数式语言中找到。

以防万一您不熟悉语法，这相当于（尽可能多地比较）：

function foo("bar", x) {
    return bar(x);
}
function foo(42, x) {
    return baz(x);
}
...

Answer 2

Matthias Blume 在 2006 年发表了一篇名为“Extensible Programming with First-Class Cases”的论文，其中讨论了这样一个系统（基于 ML、IIRC）。

您也许可以使用某些面向方面的语言（例如 AspectJ）做同样的事情，但我还没有尝试过。

此外，在像Scheme这样支持一等函数和绑定到函数的名称突变的语言中，您可以通过包装旧版本来扩展函数：

(define (factorial n)
  1)

(factorial 0) ;; => 1
(factorial 5) ;; => 1

(set! factorial
  (let ([old-factorial factorial])
    (lambda (n)
      (cond [(> n 1)
             (+ (factorial (- n 1)) (factorial (- n 2)))]
            [else
             (old-factorial n)]))))

(factorial 0) ;; => 1
(factorial 5) ;; => 8
(factorial 6) ;; => 13

重新定义函数可以用于调试，但对于“真实代码”来说是不受欢迎的，并且有些模块系统不允许模块导出发生变化。在这种情况下，另一种方法是使用一个包含案例列表的私有可变变量；主函数显式地遍历案例，并且有一个单独的函数用于添加案例。

Answer 3

模式匹配和防护是实现此目的的一种方法； OCaml、Haskell 和 Scala 也都提供了它们。

Prolog 具有类似的功能：您可以定义依赖于特定值的关系。例如：

factorial(X, 0) :- X =< 0, !.
factorial(1, 1).
factorial(X, Y) :- X2 is X - 1, factorial(X2, Z), Y is X * Z.

在这段代码中，我们定义了一个阶乘关系，当 Y=X! 时，满足阶乘(X,Y) 关系；为此，我们将其专门针对三种情况，一种涉及特定值，另一种涉及范围测试。

是的，Prolog 确实很奇怪。编程包括写下真实的陈述；然后，您可以向系统查询特定语句的真实性或使语句成立的变量赋值的真实性。例如，如果上面的代码保存在factorial.pl中：

?- consult(factorial).
% factorial compiled 0.00 sec, 2,072 bytes
true.

?- factorial(3, 6).
true .

?- factorial(5, X).
X = 120 .

?- factorial(4, 25).
false.