f# - 如果 SML.NET 有仿函数，为什么 F# 不能？

Question

这个问题从

我将 L. C. PAULSON 的“ML for the Working Programmer”(WorldCat)翻译成 F#，它使用仿函数作为示例。

最终希望翻译“Purely Functional Data Structures”(WorldCat)由 Chris Okasaki 使用仿函数。

阅读 Andrea Asperti 和 Giuseppe Longo 的“CATEGORIES TYPES AND STRUCTURES - An Introduction to Category Theory for the working computer scientist”(WorldCat)。

不明白，主要是范畴论。

SML.NET 可以做仿函数并使用 Microsoft .NET。
* 请参阅: SML.NET User Guide 第 4.8.2 节类类型和仿函数？

由于 Microsoft .NET 中的一些限制，我一直看到 F# 无法执行真正的仿函数。
* Can ML functors be fully encoded in .NET (C#/F#)?
* Any workaround for functor?

因此，如果 SML.NET 可以在 .NET 上执行仿函数，那么为什么 F# 不能呢？ SML.NET 做了哪些 F# 做不到的事情？

我从范畴论中了解的仿函数越多，我就越能看到它们的美妙之处，并希望在 F# 中使用它们。

编辑

为了更好地理解类别理论和函数式编程之间的关系，请参阅 Q&A at CS:StackExchange 。

Answer 1

.NET 没有阻止仿函数在 F# 中实现的基本限制。诚然，它们不能直接在 .NET 元数据中表示，但其他 F# 语言功能(如联合类型)也不能。带有仿函数的语言(例如，标准 ML、OCaml)的编译器有一个名为 defunctorize 的通行证。 ;它就像 C++ 模板扩展一样工作，因为它通过将仿函数专门化为普通模块来“扁平化”它们。

F# 编译器可以做同样的事情，但你不得不问:这将如何暴露给其他 .NET 语言？由于仿函数不能直接在 .NET 类型系统中编码，因此您需要想出一些方法来表示它们；如果这种表示很难/不可能从 C# 或 VB.NET 中使用，那么包含 F# 仿函数是否仍然有意义？ F# 成功的一个重要部分来自于它能够轻松地与 C# 和 VB.NET 互操作(双向)。

编辑:不要误会我的意思——我很想在 F# 中使用仿函数，它们对于处理一些目前很痛苦和/或没有它们就无法实现的情况非常有用。我只是指出该语言还没有(也许永远不会)有仿函数的主要原因是互操作问题没有得到解决。元数据编码问题实际上是容易的部分。

编辑 2:MLton 的 defunctorize 通行证的代码: defunctorize.fun

更新:我想到了如何在 .NET 类型系统中实际表达仿函数，所以我做了一个小实验。它不漂亮，但它有效——所以现在我们知道 F# 有朝一日可以支持仿函数至少是合理的。实际上，您在我的实验代码中看到的复杂性都将被编译器/语言隐藏。如果您想查看:experimental-functors