Clojure静态类型化

Question

我知道这可能听起来是对Lisp追随者（和其他喜欢动态语言的人）的亵渎，但增强Clojure编译器以支持静态（编译时）类型检查有多困难？

撇开静态和动态类型的争论，这是否可行（不是“是否可取”）？

我在想，添加一个新的读取宏来强制进行编译时类型（#^宏的增强版本），并将类型信息添加到符号表中，将允许编译器标记变量错误使用的地方。例如，在下面的代码中，我希望出现编译时错误（#* 是“编译时”类型宏）：

(defn get-length [#*String s] (.length s))
(defn test-get-length [] (get-length 2.0))

#^ 宏甚至可以与全局变量(*compile-time-type-checking*)一起重用，以强制编译器进行检查。

对可行性有何想法？

- Ralph

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(definline t [] (list '.charAt "hello" (nth [1 "a" 2 :c 0] (rand-int 4))))(definline t [] (list '.charAt "你好"（nth [1 "a" 2：c 0]（rand-int 4)))) - Pepijn

+1 我非常喜欢在Clojure中获得一些可选的静态类型检查，就像Racket中的http://docs.racket-lang.org/ts-guide/beginning.html那样。 - jneira

一些常见的Lisp编译器，如SBCL，可以检测到一些静态类型错误，例如这个。 - Rainer Joswig

Answer 1

这是有可能的。不过，我认为Clojure不会采用任何形式的弱静态类型——它所带来的好处太少了。

然而，Rich Hickey多次表达了他对Qi语言强大、可选和表现力强的类型特性的喜爱。http://www.lambdassociates.org/qilisp.htm

- dnolen

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谢谢David - 你有任何Rich表达这个观点的参考资料吗？ - hawkeye

Answer 2

是的！看起来有一个名为“core.typed”的项目正在进行中，以实现可选的静态类型检查。请参阅Github项目及其文档。这项工作源于Ambrose Bonnaire-Sergeant的本科荣誉论文（PDF），与Typed Racket系统相关。

- Kipton Barros

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我几周前确实看过这个。希望它能够完全成熟。 - Ralph

Answer 3

当然可以。编译器已经在1.3开发分支中对原始参数类型进行了一些静态类型检查。

- Stuart Sierra

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现在有可能实现，只需要有人花时间去实现，但大多数人并不真正关心。（我们将不得不使用Java类型系统，而这本身就不是很好的选择） - nickik

@nickik：是的，但你也知道，世界上有两种程序员：一种喜欢动态类型，另一种讨厌它。如果Clojure有可选的静态类型，许多“动态类型讨厌者”可能会尝试它。 - Ralph

我听到的共识是现在不值得这样做，因为Clojure编译器在某个时候将会用Clojure重写。 - user61051

@Ralph：静态风扇仍然不会喜欢它，因为大多数代码都不是类型安全的，而且类型系统很糟糕（这是Haskell人说的，我不知道是否属实）。 - nickik

Answer 4

由于一次只能读取和评估一个表单，因此您无法进行前向引用，这使得它有些受限。

- Bryan

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Clojure支持declare的前向引用。 - dnolen

Clojure 支持“变量”的前向引用，这对于静态类型检查没有任何好处。你无法在不知道类型的情况下进行静态检查（除了名称外，你对数据结构一无所知）。这就是为什么许多静态类型语言具有两个通过编译器的原因。首先构建符号表，然后进行检查。因此，Stuart所说的对于已经定义的类型（原始类型、STD lib 等，包括您程序中到目前为止定义的任何类）是正确的，但它并不是一个通用解决方案。 - Bryan

在“declare”中，可以有类型提示吗？ - Ralph

我认为这取决于你的类型系统是如何实现的，可能并不需要。这就是为什么我提到了 Qi。 - dnolen

F# 没有前向引用，这很好。实际上这是件好事，你总是知道如何读取代码。它确实有 'and'，但只适用于有限范围的前向检查。 - Robert Jeppesen

Answer 5

声明可以具有类型提示，因此可以声明一个变量，该变量“是”尚未定义但包含有关结构的数据类型，但这将非常笨重，并且您必须在任何可能在类型定义之前执行的代码路径之前执行它。 基本上，您希望预先定义所有用户定义的类型，然后像正常情况下使用它们一样。 我认为这使库编写变得有些卑劣。

我之前并不是要说这不可能，只是对于用户定义的类型而言，它比预定义的类型复杂得多。 这样做的好处与成本是应该认真考虑的事情。 但是我鼓励任何有兴趣的人尝试一下，看看他们能否使其工作！

- Bryan

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Clojure（以及其他Lisp语言）的一大优点是宏系统。我同意在declare中添加元数据有些笨拙，但是通过新的宏（例如：declare-typed），添加元数据可以变得非常容易。对于def也是一样。 - Ralph

正如dnolen在另一个评论线程中指出的那样，您不必使用两遍类型检查算法。这就是为什么我在描述静态类型语言时使用了“许多”而不是“全部”的原因。 - Bryan

Answer 6

虽然这是一个老问题，但有两个重要的观点：我认为Clojure不支持阅读器宏，只支持普通的lisp宏。现在我们在Clojure中有core.typed选项进行类型标注。

- johnbakers

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Clojure确实支持阅读器宏，只是不支持用户定义的阅读器宏。 - Ralph