oop - 为什么使用类类型时，OCAML 对象中未绑定(bind)的类型变量不出现？

Question

我想了解 OCAML 对象这种行为的原因。假设我有一个类(class) A调用另一个类的对象的方法B .从原理上讲，A#f 调用 B#g 和 B#h。 OOP 中的常规做法是我想避免将 B 用作固定的具体类，而是只为 B 声明一个接口(interface)。在 OCAML 中执行此操作的最佳方法是什么？我尝试了几种选择，但我不太明白为什么其中一些有效而另一些无效。以下是代码示例。

版本 1:

 # class classA = object
    method f b = b#g + b#h 
   end ;;
 Error: Some type variables are unbound in this type:
     class a : object method f : < g : int; h : int; .. > -> int end
   The method f has type (< g : int; h : int; .. > as 'a) -> int where 'a
   is unbound

这种行为是众所周知的:OCAML 正确推断出 b具有开放对象类型 <g:int;h:int;..>但随后提示我的类没有声明任何类型变量。所以看来 classA需要有类型变量；然后我明确地介绍了一个类型变量。

版本 2:

 # class ['a] classA2 = object
   method f (b:'a) = b#g + b#h
   end ;;
 class ['a] classA2 :
   object constraint 'a = < g : int; h : int; .. > method f : 'a -> int end

这可行，但该类现在是具有类型约束的显式多态性，如 OCAML 所示。类类型包含类型变量 'a 也令人困惑。 ，但我仍然可以说 let x = new classA2未指定 'a 的类型值.为什么会这样？
classA2 的另一个缺点是一个显式类型约束 (b:'a)包含一个类型变量。毕竟我知道 b必须符合固定接口(interface)而不是未知类型 'a .我希望 OCAML 验证这个接口(interface)确实是正确的。

所以在版本 3 中，我首先声明了一个接口(interface) classB作为类类型，然后声明 b必须是这种类型:

 # class type classB = object method g:int method h:int end;;
 class type classB = object method g : int method h : int end
 # class classA3 = object method f (b:classB) = b#g + b#h end;;
 class classA3 : object method f : classB -> int end

这也有效，但我的困惑仍然存在:为什么不 classA3需要显式多态了吗？

问题总结:

为什么可以使用new classA2未指定 'a 的类型即使 classA2用类型变量声明 'a ?

为什么classA3接受类型约束 (b:classB)并且不再需要绑定(bind)类型变量？

是classA2 的功能吗？和 classA3以某种微妙的方式有所不同，如果是，如何？

Answer 1

这会有点复杂，所以请坚持。首先，让我添加一个 classA4变体，这恰好是您真正需要的。

class classA4 = object
  method f : 'a. (#classB as 'a) -> int = fun b -> b#g + b#h
end

类(class) classA2 , classA3和 classA4都是有细微差别的，区别在于OCaml如何对待类型多态和对象多态。假设有两个类 b1和 b2 , 执行 classB类型。

就对象多态而言，这意味着 b1 类型的表达式可以强制输入 classB使用强制语法 (new b1 :> classB) .这种类型强制会丢弃类型信息(您不再知道对象的类型为 b1)，因此必须明确说明。

就类型多态而言，这意味着类型 b1可用于替代任何具有约束 #classB 的类型变量(或 < g : int ; h : int ; .. > )。这不会丢弃任何类型信息(因为类型变量被实际类型替换)，因此它由类型推断算法执行。

方法 f的 classA3需要 classB 类型的参数，这意味着强制类型转换:

let b = new b1 
let a = new classA3
a # f b (* Type error, expected classB, found b1 *)
a # f (b :> classB) (* Ok ! *)

这也意味着(只要你强制)，任何实现 classB 的类可以使用。

方法 f的 classA2期望与约束 #classB 匹配的类型的参数，但是 OCaml 要求这样的类型不应该是未绑定(bind)的，所以它是在类级别绑定(bind)的。这意味着 classA2 的每个实例将接受 的参数单实现 classB 的任意类型(并且该类型将被类型推断)。

let b1 = new b1 and b2 = new b2
let a  = new classA2 
a # f b1 (* 'a' is type-inferred to be 'b1 classA2' *)
a # f b2 (* Type error, because b1 != b2  *)

需要注意的是 classA3相当于 classB classA2 ，这就是为什么它不需要绑定(bind)类型变量的原因，也是为什么它的表达力严格低于 classA2 .

方法 f的 classA4已使用 'a. 给出显式类型语法，它在方法级别而不是类级别绑定(bind)类型变量。它实际上是一个通用量词，这意味着 « 可以为任何类型调用此方法 'a实现 #classB » :

let b1 = new b1 and b2 = new b2
let a  = new classA4
a # f b1 (* 'a is chosen to be b1 for this call *)
a # f b2 (* 'a is chosen to be b2 for this call *)