types - 如何将 OCaml 整数类型限制为整数范围？

Question

阅读 Real World OCaml 的书我遇到了以下类型声明(第 6 章:变体):

# type color =
  | Basic of basic_color * weight (* basic colors, regular and bold *)
  | RGB   of int * int * int       (* 6x6x6 color cube *)
  | Gray  of int                   (* 24 grayscale levels *)
;;

type color =
    Basic of basic_color * weight
  | RGB of int * int * int
  | Gray of int

我认为可以进一步限制 RGB 和灰色变体。例如，RGB 元组中的每个 int 应该只能具有 0-5 的值。

在 Erlang 中我会这样做:

-type rgbint() :: 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5.
-type rgb() :: {rgb_int(), rgb_int(), rgb_int().

但是，当我在 OCaml(在 utop 中)尝试此操作时，它提示:

# type rgbint = 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 ;;

Error: Parse error: [type_kind] expected after "=" (in [opt_eq_pluseq_ctyp]) 

问题:

• 在 OCaml 中，不允许在类型定义的 RHS 上使用字面量吗？
• 如何在 OCaml 中执行类似上述 Erlang rgbint() 定义的操作？

感谢和祝福

伊万

Answer 1

这是私有(private)类型的典型用例

OCaml 允许您 mark a type as private in a signature这使它介于具体和抽象类型之间:

• 类似于具体类型的值，私有(private)类型的值可以使用 am 匹配模式解构；

• 类似于抽象类型的值，私有(private)类型的值只能使用模块中的函数构造定义这种类型。

例如，您的代码片段可以翻译为

module Color : sig
  type t =
  | Basic of basic_color * weight   (* basic colors, regular and bold *)
  | RGB of rgbint * rgbint * rgbint (* 6x6x6 color cube *)
  | Gray of int                     (* 24 grayscale levels *)
  and basic_color =
   | Black | Red | Green | Yellow | Blue | Magenta | Cyan | White
  and weight = Regular | Bold
  and rgbint = private int
  val rgb : int * int * int -> t
end = struct
  type t =
  | Basic of basic_color * weight
  | RGB   of rgbint * rgbint * rgbint
  | Gray  of int
  and basic_color =
   | Black | Red | Green | Yellow | Blue | Magenta | Cyan | White
  and weight = Regular | Bold
  and rgbint = int

  let rgb (r, g, b) =
    let validate x =
      if x >= 0 && x < 6 then x else invalid_arg "Color.rgb"
    in
    RGB (validate r, validate g, validate b)
end

有了这个定义，我们当然可以使用 Color.rgb 函数创建 Color.RGB 值:

# Color.rgb(0,0,0);;
- : Color.t = Color.RGB (0, 0, 0)

不可能从其组件中自组装 Color.RGB 值:

# Color.RGB(0,0,0);;
Characters 10-11:
  Color.RGB(0,0,0);;
            ^
Error: This expression has type int but an expression was expected of type
         Color.rgbint

可以使用类型强制将 Color.rgbint 类型的值解构为整数:

# match Color.rgb(0,0,0) with
  | Color.RGB(r,g,b) ->
    if ((r,g,b) :> int * int * int) = (0, 0, 0) then
      "Black"
    else
      "Other"
  | _ -> "Other";;      
- : string = "Black"

Yaron Minsky 写了两篇关于私有(private)类型的博文，值得一读:

• Private type abbreviations, what are they good for?
• Another use for private type abbreviations